الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.
قیمت
قیمت این مقاله: 58000 تومان
(ایران ترجمه - Irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
شماره
۱۵۵
کد مقاله
ELC155
مترجم
گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh
نام فارسی
روش جدید بازآرایی سیستم قدرت برای کاهش تلفات توان و افزایش پروفیل ولتاژ با استفاده از الگوریتم آتش بازی
نام انگلیسی
A new power system reconfiguration scheme for power loss minimization and voltage profile enhancement using Fireworks Algorithm
تعداد صفحه به فارسی
۵۲
تعداد صفحه به انگلیسی
۱۱
کلمات کلیدی به فارسی
الگوریتم آتش بازی, بازآرایی شبکه, کاهش تلفات توان, سیستم توزیع شعاعی, تقویت پروفیل ولتاژ
کلمات کلیدی به انگلیسی
Fireworks Algorithm, Network reconfiguration, Power loss minimization, Radial distribution system, Voltage profile enhancement
مرجع به فارسی
سیستم های برق و انرژی
دانشکده مهندسی برق، دانشگاه VIT، ولور ۶۳۲۰۱۴، تامیل نادو، هندوستان
الزویر
مرجع به انگلیسی
Electrical Power and Energy Systems; School of Electrical Engineering, VIT University, Vellore, Tamil Nadu, India; Elsevier
کشور
هندوستان
روش جدید بازآرایی سیستم قدرت برای کاهش تلفات توان و افزایش پروفیل ولتاژ با استفاده از الگوریتم آتش بازی
چکیده
در این مقاله روشی کارآمد برای حل بازآرایی / پیکربندی مجدد شبکه با هدف بهبود کاهش تلفات توان و پروفیل ولتاز سیستم توزیع ارائه گردیده است. یک الگوریتم فرا ابتکاری آتش بازی ( ) برای بهینه سازی شبکه توزیع شعاعی و در عین حال مرتفع سازی محدودیت های عملیاتی پیشنهاد شده است. بعنوان یک الگوریتم بهینه سازی بر مبنای هوش دسته جمعی / ازدحام (سوارم) توسعه یافته جدید است که ایده آن بر مبنای جست و جوی بهترین مکان جرقه ها در انفجارات آتش بازی می باشد. بازآرایی شبکه بعنوان یک مسئله بهینه سازی ترکیبی پیچیده فرموله شده است. ماهیت شعاعی سیستم با تولید مسیر مناسب گره والد-گره فرزند شبکه طی پخش توان حفظ شده است. برای نشان دادن قابلیت پیاده سازی روش پیشنهادی، فرایند مربوطه بر روی یک سیستم ۳۳ و ۱۱۹ باس استاندارد مورد آزمایش قرار گرفته است. نتایج شبیه سازی شده با بقیه روش های در دسترس در دیگر مباحث مرتبط مقایسه گردیده است. بر این اساس، مشاهده گردیده است که کارایی روش پیشنهادی بر مبنای کیفیت پاسخ ها بهتر از بقیه روش ها می باشد. موارد غیرعادی مختلف نیز طی بازآرایی شبکه در نظر گرفته شده است تا اثر بخشی و کارایی روش پیشنهادی مطالعه شود. نتایج بدست آمده امیدوار کننده بوده اند.
کلمات کلیدی : الگوریتم آتش بازی، بازآرایی شبکه، کاهش تلفات توان، سیستم توزیع شعاعی، تقویت پروفیل ولتاژ.
مقدمه
مهمترین هدف یک شبکه برق مدرن برآورده کردن تقاضای مشتری در یک حالت قابل اطمینان و مقرون به صرفه یا اقتصادی تر می باشد. سیستم توزیع، توان را به بارهای مختلف خانگی، صنعتی، تجاری و غیره تحویل می دهد که معمولا در معرض تغییرات بار روزانه در یک طیف وسیع قرار دارند. با افزایش بار گذاری و بهره برداری ساختار قدرت موجود، احتمال رخداد فروپاشی ولتاژ در سیستم توزیع بطور قابل توجهی در حال افزایش می باشد. بازآرایی شبکه سیستم توزیع، فرایند تغییر توپولوژی با اصلاح وضعیت بسته- باز بودن سوئیچ ها بمنظور یافتن یک ساختار عملیاتی شعاعی می باشد تا به همراه برآورده کردن قیود عملیاتی، تلفات کاهش یافته و پایداری ولتاژ بهبود بخشیده شود. تحت شرایط عادی، انتظار بر آن است ها قابلیت کاهش تلفات سیستم قدرت را داشته و بارگذاری میان ترانسفورمرها و فیدرها را متوازن کنند. از سویی دیگر، نیاز در خصوص بهبود کیفیت توان بطور فزاینده ای اهمیت یافته است. بویژه بارهای حساس زمانی به هنگامی که شرایط غیر عادی (خطا) رخ می دهد، تنها می توانند در معرض افت ولتاژ کمتر و قطعی کوتاهتری قرار گیرند [۱]. حتی تحت شرایط خطا، ها یا کمپانی های تامین کننده باید کیفیت توان تامین شده به صنایع با بارهای حساس را تضمین کنند. از اینرو، مساله پیکربندی فیدر با هدف های تعارض برانگیز برای براورده کردن هر دو شرایط عادی و غیرعادی، پیچیده تر می گردد.
بازآرایی سیستم قدرت کاهش تلفات توان افزایش ولتاژ الگوریتم آتش بازی
در دو دهه اخیر، تحقیق های متعددی برای حل مساله بازآرایی شبکه با استفاده از روش های مختلف و با هدف کمینه کردن تلفات توان و-یا بهبود پروفیل ولتاژ در شبکه های توزیع توان، حل گردیده اند. نویسنده در [۲]، اولین نفر در حل کردن مساله بازآرایی سیستم توزیع برای کاهش تلفات با استفاده از تکنیک بهینه سازی نوع شاخه و حد بوده است. مهمترین مزیت این روش زمان محاسباتی صرف شده برای بدست آوردن پیکربندی بهینه بود. نویسنده در [۳]، مساله بازآرایی را با استفاده از دو روش بروز رسانی کمترین-کنونی زنجیره-همسایه حل کرده است. نویسنده در [۴]، یک روش جدید برای بازآرایی شبکه توزیع مجتمع با پخش توان بهینه، بر مینای روش تفکیک برای کمینه کردن تلفات و متعادل سازی بار ارائه کرد. نویسنده در [۵]، برای تسهیل ساختن موضوعات افزایش کیفیت توان از قبیل هارمونیک ها و فرورفتگی ولتاژ با بهینه کردن شبکه توزیع، الگوریتم تکامل تفاضلی را پیاده سازی کرده است.
بعدها، الگوریتم های بهینه سازی بیشماری مانند برنامه ریزی تکاملی تطبیقی فازی [۶]، الگوریتم ژنتیک فازی جهش یافته [۷]، الگوریتم ژنتیک پالایش شده()[۱][۸]، الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات دودوئی [۹]، الگوریتم شبیه سازی رشد گیاه [۱۰] و الگوریتم جست و جوی موزون [۱۱,۱۲] برای حل مساله بازآرایی با هدف های مختلف پیشنهاد گردیده اند. در خیلی از تحقیق های اخیر، کلونی زنبور عسل مصنوعی گسسته و بهینه سازی ازدحام ذرات [۱۴] همراه با تئوری گراف برای بهینه سازی شبکه توزیع پیشنهاد گردیده اند.
همه تحقیقات فوق [۱-۱۴]، ذکر کرده اند که نتایج امیدوار کننده ای در حل مساله بهینه سازی شبکه توزیع بدست آورده اند، اما برخی کاستی هایی از بعضی جهات از قبیل زمان محاسبه در حل سیستم های با مقیاس بزرگ، وجود پارامترهای خارجی مانند نرخ و نرخ جهش، خاصیت همگرایی و محاسبه راندمان. همچنین تحقیقات فوق تنها تحت شرایط عادی(بهره برداری) سیستم توزیع پیاده سازی گردیدند.
نویسنده در [۱۵]، شبکه توزیع شعاعی را با استفاده از الگوریتم بهینه سازی جست و جوی باکتری( ) با فرض یک سری خطا در یک باس، بهینه کرده است. اما آرایش بهینه بدست آمده در ماهیت بهینه یافت نشد، و مشاهده گردید که یک حلقه در شبکه ایجاد میکند. این سبب فروپاشی و در معرض خطر قرار گرفتن کل شبکه توزیع شعاعی خواهد شد. از اینرو نگاه داشتن ماهیت شعاعی سیستم توزیع در تمام فازهای بازآرایی حیاتی میگردد.
در این کار، یک الگوریتم آتش بازی جدید(FWA ) برای بهینه سازی شبکه توزیع شعاعی پیشنهاد گردیده است. ، توانمند، تصادفی است و یکی از کارآمدترین الگوریتم های تکاملی می باشد. مهمترین هدف این مقاله کمینه کردن تلفات توان و انحراف ولتاژ، و همچنین نگاه داشتن ماهیت شعاعی سیستم توزیع می باشد. جدید بودن این مقاله دربر گیرنده پیاده سازی فرایند بهینه سازی کلی براساس هوش دسته جمعی جدید، برای حل کردن مساله بازآرایی ترکیبی پیچیده می باشد. همچنین جدید بودن دربر گیرنده پیاده سازی روش پیشنهادی تحت شرایط غیر عادی می باشد. تحت شرایط غیرعادی، روش پیشنهادی ناحیه دارای خطا را جدا می کند و تضمین می کند که توان به ناحیه های سیستم عاری از خطا، با حداقل انحراف ولتاز و حذف بار تامین میگردد. روش پیشنهادی روی دو سیستم مطالعاتی استاندار، تست شده است و نتایج بدست آمده خیلی امیدوار کننده می باشند. بعلاوه برای ارزیابی کارایی روش پیشنهادی، نتایج شبیه سازی شده با بقیه روش های در دسترس در تحقیقات مقایسه گردیده است.
بازآرایی سیستم قدرت کاهش تلفات توان افزایش ولتاژ الگوریتم آتش بازی
بیان ریاضی مساله
ماهیت شعاعی شبکه توزیع
برای بازآرایی مساله، ماهیت شعاعی شبکه بعنوان قید خیلی مهم در نظر گرفته شده است. برای حفظ ماهیت شعاعی شبکه توزیع طی بازآرایی، گره های سیستم توزیع بمنظور تولید مسیر گره والد- گره فرزند مناسب همانند [۱۶]، بطور بهینه ای مرتب گردیده اند. این تولید مسیر ماهیت شعاعی سیستم را تضمین خواهد کرد، همچنین از تولید شاخه ها یا گره های بدون اتصال و تشکیل حلقه مش جلوگیری می کند. از اینرو، در هر فاز بازآرایی سیستم توزیع، پخش توان تنها بعد از تولید مسیر گره والد-گره فرزند مناسب شبکه انجام میگیرد. برای سبکه توزیع نمونه نشان داده شده در شکل ۱، تولید مسیر گره والد-گره فرزند در جدول ۱ نشان داده شده است.
معادلات پخش توان
پخش توان سیستم توزیع توسط مجموعه معادلات بازگشتی اساسی [۱۷] بدست آمده از دیاگرام تک خطی نشان داده شده در شکل ۲، محاسبه گردیده است. از شکل ۲، جریان معادل تزریق شده در گره بصورت زیر محاسبه گردیده است.
شبکه توزیع شعاعی اساساً برای کمینه کردن تلفات توان سیستم بهینه گردیده است. تلفات توان خالص کاهش یافته ( ) با بازآرایی شبکه، بعنوان نسبت تلفات توان کل قبل و بعد از بازآرایی سیستم در نظر گرفته شده است و بصورت زیر بدست آمده است.
شاخص انحراف ولتاژ
یکی از مهمترین مزیت های بازآرایی شبکه در سیستم توزیع، افت انحراف ولتاژ می باشد. این شاخص، آرایشی که انحراف ولتاژ بالاتری را بدست می دهد را جریمه می کند. شاخص انحراف ولتاژ ( ) بصورت زیر می تواند تعریف گردد.
تابع هدف مساله
تابع هدف مساله به زبان ریاضی در آمده است تا تلفات توان و انحراف ولتاژ شبکه توزیع کمینه گردد، که بصورت زیر قابل بیان می باشد.
نگاه کلی بر الگوریتم آتش بازی (FWA)
الگوریتم آتش بازی ( ) یک روش جدید جست و جوی تصادفی براساس هوش دسته جمعی می باشد، که توسط و توسعه پیدا کرده است [۱۸]. در سال های اخیر، به دلیل قابلیت جست وجوی ناحیه های مستعد فضای جواب مساله، برای حل به تعدادی مسائل بهینه سازی اعمال گردیده است [۱۹]. در ، فرایند انفجار یک آتش بازی بعنوان یک جست و جو در ناحیه محلی اطراف یک نقطه خاص در نظر گرفته شده است که آتش بازی از طریق جرقه های ایجاد شده در انفجار پدیدار می گردد. در هر تولید، برخی نقاط با کیفیت را به عنوان آتش بازی انتخاب میکند، که تعدادی جرقه را برای جست و جوی نقاط فضای محلی اطراف آنها تولید میکند. فرایند جست و جو تا زمانی ادامه پیدا میکند که حداقل یک جرقه به مقدار بهینه مطلوب دست یابد یا معیار توقف بدست آید.
کاربرد FWA برای کمینه کردن تلفات توان و تقویت پروفیل ولتاژ
ساختار الگوریتم ، برای بهینه کردن شبکه توزیع بصورت زیر ارائه گریده است.
بازآرایی سیستم قدرت کاهش تلفات توان افزایش ولتاژ الگوریتم آتش بازی
نتایج عددی و مباحث
برای نشان دادن کارایی و موثر بودن روش پیشنهادی با استفاده از ، روش به دو سیستم مطالعاتی استاندارد شامل ۳۳ و ۱۱۹ باس اعمال گردیده است. برای هر دو سیستم مطالعاتی، ولتاژ پست فرعی برابر در نظر گرفته شده است، و همه گره و سوئیچ های بخش کننده بعنوان سوئیچ های نامزد برا حل مساله بازآرایی در نظر گرفته شده اند. پارامترهای مقدار دهی اولیه شده در بخش بالا برای هر دو سیستم مطالعاتی مشترک می باشد. در شبیه سازی سیستم های مطالعاتی، سه حالت غیرعادی مختلف برای آنالیز برتری روش پیشنهادی در نظر گرفته شده اند.
سیستم مطالعاتی ۳۳- باس
این یک سیستم توزیع شعاعی مقیاس متوسط، با ۳۳ باس می باشد. اطلاعات خط، بار و خطوط اتصال این سیستم از [۲۱] گرفته شده است. این سیستم شامل ۵ خط اتصال و ۳۲ سوئیچ بخش کننده می باشد. سوئیچ های گره که معمولا باز هستند، ۳۳-۳۷ می باشند، و سوئیچ هایی بخش کننده که معمولا بسته می باشند، ۱-۳۲ می باشند. دیاگرام تک خطی سیستم ۳۳- باس با حلقه های تشکیل شده متناظر ( ) با هر سوئیچ اتصال در شکل ۳ نشان داده شده است. خطوط خط چین شده خطوط اتصال را نشان می دهد. توان اکتیو و راکتیو کل بارهای سیستم بترتیب و هستند. توان کل اکتیو و راکتیو تلف شده از پخش توان برای حالت مبنا بترتیب و می باشند. کمترین مقدار دامنه ولتاژ سیستم است که در باس شماره رخ می دهد.
سیستم مطالعاتی ۱۱۹- باس
برای اثبات عملی بودن روش پیشنهاد شده در سیستم توزیع در مقیاس بزرگ، روش روی یک سسیتم توزیع شعاعی کاربردی با ۱۱۸ سوئیچ بخش کننده و ۱۵ سوئیچ اتصال می باشد. آرایش اولیه سیستم ۱۱۹- باس با سوئیچ های اتصال باز در شکل ۹ نشان داده شده است. اطلاعات آرایش، خط، بار و خط اتصال این سیستم از [۲۲] گرفته شده است. توان اکتیو و راکتیو کل بار های سیستم بترتیب و می باشند. توان اکتیو و راکتیو کل تلف شده محاسبه شده برای حالت پایه از پخش توان بترتیب و می باشند. کمترین دامنه ولتاژ سیستم می باشد که در باس شماره ۷۸ رخ می دهد.
بازآرایی سیستم قدرت کاهش تلفات توان افزایش ولتاژ الگوریتم آتش بازی
نتیجه گیری
در این مقاله، کاربرد فرایند کمینه کردن کلی که اخیرا توسعه یافته است ارائه گردیده است که برای حل کردن مساله بازآرایی شبکه با هدف کمینه کردن تلفات توان و تقویت پروفیل ولتاژ سیستم توزیع توان بکار گرفته می شود. ماهیت شعاعی شبکه و جهت شارش جریان مناسب از طریق همه فازهای بازآرایی شده با تولید مسیر گره والد-گره فرزند مناسب، و شکل دادن ماتریس طی پخش توان، حفظ شده است. سه حالت مختلف غیرعادی طی بازآرایی شبکه در نظر گرفته شده اند. روش پیشنهادی روی سیستم های مطالعاتی شعاعی در مقیاس های متوسط و بزرگ پیاده سازی شده است و نتایج با بقیه روش های کلاسیک ، ، و در دسترس در مطالعات مقایسه گردیده است. نتایج محاسباتی نشان می دهد که نتایج بدست آمده امیدوار کننده بوده و از بقیه روش های مقایسه شده بهتر می باشد. همچنین مشاهده گردیده است که کاربرد عملکرد بهتری نسبت به بقیه روش های مقایسه شده در بحث کیفیت پاسخ داشته است. برای سیستم مقیاس بزرگ مانند سیستم ۱۱۹- باس، نتایج شبیه سازی شده نشان می دهد که کاربردی بودن و مزیت چشمگیرتر می باشد. منحنی نرخ همگرایی نشان داده شده، قابلیت جست و جوی کلی برای مساله بازآرایی را تایید می کند. مطالعه تجربی تنظیمات پارامترهای مختلف نیز اجرا و نشان داده شده است. روش پیشنهادی براحتی می تواند به هر شبکه توزیع شعاعی کاربردی اعمال و منطبق گردد.
بازآرایی سیستم قدرت کاهش تلفات توان افزایش ولتاژ الگوریتم آتش بازی
لطفا به جای کپی مقالات با خرید آنها به قیمتی بسیار متناسب مشخص شده ما را در ارانه هر چه بیشتر مقالات و مضامین ترجمه شده علمی و بهبود محتویات سایت ایران ترجمه یاری دهید.
