این پایان نامه شامل پنج فصل به شرح زیر میباشد:
در فصل اول مقدمه کلی، موضوع تحقیق، اهداف و ساختار پایان نامه بیان شده است.
در فصل دوم، مروری بر تحقیقات انجام شده در رابطه با مسأله جایابی DG و کلیدهای جداکننده انجام شده است. موارد مختلف پیرامون این مسأله از قبیل شاخصهای تابع هدف، قیود و روشهای حل مسائل جایابی مطرح میگردد. در انتها جمعبندی کلی حاصل از بررسیهای انجام شده در یک جدول گردآوری و ارائه شده است.
در فصل سوم، فرمولبندی روش پیشنهادی جهت مسأله جایابی همزمان منابع تولید پراکنده و کلیدها به همراه الگوریتم پیشنهادی برای حل این مسأله ارائه میشود. در این فصل نکات مختلف پیرامون تابع هدف، قیود، مدل بار و تولید پراکنده و روش حل مسأله جایابی بیان میگردد.
در فصل چهارم، با مطرح کردن موارد مطالعاتی مختلف، طرح پیشنهادی بر روی یک شبکه آزمایش شبیهسازی شده و نتایج مورد بحث قرار میگیرد.
در فصل پنجم، به جمعبندی و نتیجهگیری طرح پیشنهادی پرداخته شده و در انتها تعدادی پیشنهاد برای ادامه کار ارائه شده است.
فصل دوم
مروری بر مسأله مکان یابی منابع تولید پراکنده و کلیدهای جداکننده در شبکه توزیع
مروری بر مسأله مکان یابی منابع تولید پراکنده و کلیدهای جداکننده در شبکه توزیع
مقدمه
ﻣﻌﻤﻮﻻً ﺗﻌﻴﻴﻦ ﺑﻬﺘﺮﻳﻦ ﻣﻜﺎن و اﻧﺪازه DG در ﺷﺒﻜﻪ ﺗﻮزﻳﻊ ﺟﻬﺖ ﺑﺮآورده ﻧﻤﻮدن اﻫﺪاف ﺧﺎﺻﻲ اﻧﺠﺎم ﻣﻲﺷﻮد. ﻣﻄﺎﻟﻌﺎت زﻳﺎدی در زﻣﻴﻨﻪ ﺟﺎﻳﺎﺑﻲ DG ﺑﺎ اﻫﺪاف ﮔﻮﻧﺎﮔﻮن در ﺷﺒﻜﻪ ﺗﻮزﻳﻊ اﻧﺠﺎم ﺷﺪه اﺳﺖ. با نگاهی بر این تحقیقات میتوان دریافت، مهمترین هدف جایابی DG به حداقل رساندن تلفات در سیستم های قدرت است. با این حال، اهداف دیگر مانند بهبود پروفیل ولتاژ، قابلیت اطمینان، پایداری ولتاژ و کاهش سطح اتصال کوتاه و غیره نیز در نظر گرفته میشود. تجهیز دیگری که جایابی آن مورد توجه قرار گرفته است، کلیدهای جداکننده میباشند. جایابی کلیدهای جداکننده مانند سکسیونرها معمولاً با هدف افزایش قابلیت اطمینان صورت میگیرد. در موارد وقوع عیب، کلیدها با جداسازی ناحیه عیب امکان تغذیه دستهای از بارها را از طریق اتصال مجدد به شبکه اصلی، تشکیل جزایر با بهره گرفتن از DGها یا از طریق نقاط مانور ممکن میسازند.
در این فصل، اﺑﺘﺪا در کنار ﺑﻴﺎن ﭼﮕﻮﻧﮕﻲ تأﺛﻴﺮ ﺣﻀﻮر DGها و کلیدهای جداکننده ﺑﺮ ﺑﺮﺧﻲ از شاخصهای ﺗﻮاﺑﻊ ﻫﺪف، ﻧﺤﻮه ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ شاخص مربوطه در ﺣﻀﻮر این تجهیزات ﺑﻪ ﺻﻮرت اﺟﻤﺎﻟﻲ بیان میگردد. در ادامه چند نمونه از توابع هدف و روشهای حل مسائل جایابی که در تحقیقات مختلف مورد استفاده قرار گرفته است، مطرح میشود.
اهداف جایابی منابع تولید پراکنده و کلیدهای جداکننده
در این بخش چند مورد از مهمترین اهدافی که در مسائل جایابی DG و کلیدهای جداکننده مد نظر قرار میگیرد، بیان میگردد. برای هر یک از اهداف، ابتدا تأثیر بکارگیری تجهیز مورد نظر در آن هدف مورد بررسی قرار میگیرد. پس از آن چگونگی ارزیابی شاخص مورد نظر تشریح میشود.
تلفات توان
تأثیر تولید پراکنده بر تلفات توان
تلفات در تمام سطوح سیستم قدرت شامل تولید، انتقال و توزیع وجود دارد. اما سهم زیادی از تلفات در شبکه توزیع ایجاد میشود که علت آن، بالا بودن میزان جریان، پایین بودن سطح ولتاژ و نیز شعاعی بودن شبکههای توزیع میباشد. با حضور DG در مجاورت بارهای مصرفی، بخشی از توان این بارها که باید از شبکه اصلی تأمین و در اختیارشان قرار میگرفت، در فاصله کمی از آنها تولید میشود. این امر موجب کاهش تلفات در سیستم قدرت میگردد. با مکانیابی بهینه DG، میتوان مکانی را که با اتصال DG به آن بیشترین کاهش در تلفات سیستم روی میدهد، تعیین نمود [۳۷].
نحوه ارزیابی شاخص تلفات توان
تلفات توان شبکه، با بهره گرفتن از محاسبات پخش بار AC به صورت دقیق محاسبه میشود. برای این کار پس از استفاده از محاسبات پخش بار AC و تعیین جریانهای عبوری از خطوط، انرژی تلف شده به صورت زیر محاسبه میگردد [۳۸].
(۲‑۱) |
که در آن:
: مقاومت خط بین شینهای i و j بر حسب پریونیت
: جریان عبوری از خط بین شینهای i و j بر حسب پریونیت
: مدت دوره مطالعه
: مقدار پایه توان
روش دیگری نیز برای محاسبه تلفات وجود دارد. در این روش از رابطهای موسوم به فرمول تلفات کرون[۷] برای محاسبه تلفات استفاده میشود. این رابطه به صورت زیر میباشد.
(۲‑۲) |
که در آن:
، ، : ماتریسهای ضرایب تلفات
: ماتریس توانهای تزریقی در شینها
این ضرایب در حالت کلی ثابت نبوده و به مقادیر بار و تولید شبکه وابسته میباشند. با این حال میتوان با تقریب بسیار خوبی آنها را در حالت بهرهبرداری پایه شبکه محاسبه نمود. نکته مهم و قابل توجه در استفاده از این رابطه این است که این ضرایب وابسته به ضرایب توان DGها میباشند. از این نکته در بهینه سازی ضریب توان DGها استفاده میشود [۳۹].
قابلیت اطمینان
تأثیر تولید پراکنده و کلیدهای جداکننده بر قابلیت اطمینان
از ﻣﻬﻤﺘﺮﻳﻦ ﻣﺸﺨﺼﻪﻫﺎی ﺳﻴﺴﺘﻢ ﺗﻮزﻳﻊ ﺳﻄﺢ ﻗﺎﺑﻠﻴﺖ اﻃﻤﻴﻨﺎن آن اﺳﺖ. ﻳﻜﻲ از راههای ﺑﻬﺒﻮد ﻗﺎﺑﻠﻴﺖ اﻃﻤﻴﻨﺎن ﺳﻴﺴﺘﻢ ﺗﻮزﻳﻊ، ﻛﺎﻫﺶ زﻣﺎن ﺑﻲﺑﺮﻗﻲ ﻳﺎ ﺑﻪ ﻋﺒﺎرﺗﻲ ﻛﺎﻫﺶ زﻣﺎن ﺑﺎزﻳﺎﺑﻲ ﺑﺎر ﺑﺮای ﺑﺨﺸﻲ از ﻣﺼﺮفﻛﻨﻨﺪههایی اﺳﺖ ﻛﻪ در اﺛﺮ وﻗﻮع عیب در ﺷﺒﻜﻪ دچار خاموشی ﺷﺪهاﻧﺪ.
استفاده از DG به همراه کلیدهای جداکننده، از ﻃﺮﻳﻖ ﻛﺎﻫﺶ زﻣﺎن ﺑﺎزﻳﺎﺑﻲ ﺑﺎر ﺑﺮای ﺑﺮﺧﻲ از بارهای خاموش، ﻣﻲﺗﻮاﻧﺪ ﻗﺎﺑﻠﻴﺖ اﻃﻤﻴﻨﺎن شبکه را ﺑﻬﺒﻮد دﻫﺪ. ﺑﻪ اﻳﻦ ﺻﻮرت ﻛﻪ در زﻣﺎن وﻗﻮع عیب در ﺷﺒﻜﻪ، ﺑﺨﺸﻲ از ﺑﺎرهای مصرفی را ﻛﻪ در ﻣﻨﻄﻘﻪ عیب ﻗﺮار ﻧﺪارند و ﻓﻘﻂ در اﺛﺮ ﺟﺪاﺳﺎزی ﺧﻄﺎ از ﺷﺒﻜﻪ ﺟﺪا و خاموش ﺷﺪهاﻧﺪ، از طریق تشکیل جزایر عمدی تغذیه میگردند. ﺑﻪ اﻳﻦ ﺗﺮﺗﻴﺐ زﻣﺎن ﺑﺎزﻳﺎﺑﻲ ﺑﺎر در اﻳﻦ ﻣﺼﺮفﻛﻨﻨﺪهﻫﺎ، از زﻣﺎن ﺗﻌﻤﻴﺮ ﺑﺨﺶ معیوب ﺷﺒﻜﻪ، ﺑﻪ ﻣﺪت زﻣﺎن لازم برای ﻛﻠﻴﺪزﻧﻲ و راهاﻧﺪازی ﻣﺠدد DG کاﻫﺶ ﺧﻮاﻫﺪ ﻳﺎﻓﺖ. ﺑﻪ اﻳﻦ ﺣﺎﻟﺖ ﻋﻤﻜﺮد DG، ﺣﺎﻟﺖ ﭘﺸﺘﻴﺒﺎن ﮔﻔﺘﻪ میشود. در اﻳﻦ ﺣﺎﻟﺖ ﺣﺘﻲ ﻣﻤﻜﻦ اﺳت DG، ﻗﺒﻞ از وﻗﻮع ﺧﺮاﺑﻲ ﺑﻪﺻﻮرت ﻣﻮازی ﺑﺎ ﺷﺒﻜﻪ اﺻﻠﻲ ﻋﻤﻞ ﻧﻤﺎﻳﺪ و ﺑﻌﺪ از وﻗﻮع ﺧﻄﺎ وارد ﺣﺎﻟﺖ ﭘﺸﺘﻴﺒﺎن ﺷﻮد. در اﻳﻦ ﺻﻮرت ﺑﺎﻳﺪ ﺗﻮﺟﻪ ﺷﻮد ﻛﻪ ﭘﺲ از وﻗﻮع ﺧﻄﺎ اﺑﺘﺪا DG از ﺷﺒﻜﻪ ﺟﺪا ﺷﺪه و ﭘﺲ از ﺟﺪا ﻧﻤﻮدن عیب توسط کلیدهای جداکننده، ﺑﺮای ﺗﻐﺬﻳﻪ بارهای موجود در جزیره