پایان نامه دوره کارشناسی ارشد در رشته برق-قدرت
موضوع:
جایابی بهینه خازن و مولد تولید پراکنده برای کاهش نرخ خرابی جهت بهبود قابلیت اطمینان و کاهش تلفات در سیستمهای توزیع با استفاده از الگوریتم ژنتیک
استاد راهنما:
دکتر سید مهدی حسینی
زمستان
1391
تکه هایی از متن به عنوان نمونه :
چکیده
کاهش تلفات و افزایش قابلیت اطمینان همواره از اهداف اصلی طراحان سیستمهای قدرت الکتریکی بوده است یکی از راهکارهای پیشنهادی جهت نیل به این اهداف، استفاده از خازنهای موازی و منابع تولید پراکنده در سیستمهای توزیع است. مهندسین طراح همواره بدنبال برقراری توازنی منطقی بین هزینههای اقتصادی و بهبود کیفیت توان تحویلی به مشترکین میباشند. هدف اصلی این پایاننامه تعیین اندازه و مکان بهینهی واحد تولید پراکنده و بانک خازنی با هدف بهینهکردن یک تابع هزینه جامع که متشکل از هزینه تلفات، هزینه قابلیت اطمینان و هزینه سرمایهگذاری خازن و تولید پراکنده است، میباشد.
جریانهای بالا منجر به بروز خرابی در کابلها و خطوط هوایی خواهد شد نصب خازن و تولید پراکنده به ترتیب با کاهش مولفههای راکتیو و اکتیو جریان عبوری از شاخههای مختلف، موجب کاهش اندازه جریان عبوری از آنها شده در نهایت منجر به کاهش نرخ وقوع خرابی در آنها میشود. نوآوری اصلی این پایاننامه جایابی همزمان تولید پراکنده و خازن بر اساس تعریف یک تابع هدف جدید، با درنظرگرفتن هزینههای اقتصادی است که در آن تأثیرات نصب خازن و تولید پراکنده بر قابلیت اطمینان سیستم، از دیدگاه اثرگذاری بر نرخ خرابی کابلها و خطوط هوایی با تعریف یک ضریب جبرانسازی جدید مورد بررسی قرار گرفته است. دوره طراحی 10 ساله بوده و رشد بار سیستم نیز لحاظ شده است. جهت بهینهسازی تابع هزینه از الگوریتم ژنتیک استفاده میشود. روش پیشنهادی بر روی دو سیستم توزیع شعاعی 10 شین و 33 شین IEEE اعمال میگردد.
واژههای کلیدی
قابلیت اطمینان، تلفات، تولید پراکنده، خازن، الگوریتم ژنتیک.
فهرست مطالب | |
صفحه | عنوان |
1 | فصل اول – مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… |
2 | 1- 1- مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. |
4 | 1- 2- نتیجهگیری…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. |
5 | فصل دوم – مروری بر روشهای جایابی خازن، تولید پراکنده و کارهای انجام شده…………………………………………… |
6 | 2- 1- مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. |
6 | 2- 2- خازن…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… |
7 | 2- 3- تأثیرات مثبت خازنهای متوالی و موازی در شبکه قدرت………………………………………………………………………………… |
7 | 2- 3- 1- خازنهای متوالی………………………………………………………………………………………………………………………………………. |
8 | 2- 3- 2- خازنهای موازی……………………………………………………………………………………………………………………………………….. |
8 | 2- 3- 2- 1- تصحیح ضریب توان………………………………………………………………………………………………………………………… |
8 | 2- 3- 2- 2- کاهش تلفات…………………………………………………………………………………………………………………………………… |
9 | 2- 3- 2- 3- آزادسازی ظرفیت……………………………………………………………………………………………………………………………. |
9 | 2- 3- 2- 4- اصلاح ولتاژ……………………………………………………………………………………………………………………………………… |
9 | 2- 3- 2- 5- بهبود قابلیت اطمینان سیستم با افزایش ظرفیت بارگیری خطوط………………………………………………. |
10 | 2- 4- توجیه اقتصادی خازنها……………………………………………………………………………………………………………………………………… |
10 | 2- 5- روشهای جایابی خازن………………………………………………………………………………………………………………………………………… |
11 | 2- 5- 1- روشهای تحلیلی……………………………………………………………………………………………………………………………………….. |
12 | 2- 5- 2- برنامهنویسی ریاضی………………………………………………………………………………………………………………………………….. |
13 | 2- 5- 2- 1- برنامهریزی خطی……………………………………………………………………………………………………………………………. |
13 | 2- 5- 2- 2- برنامهریزی اعداد صحیح…………………………………………………………………………………………………………………. |
13 | 2- 5- 2- 3- برنامهریزی دینامیکی……………………………………………………………………………………………………………………… |
14 | 2- 5- 3- روشهای ابتکاری……………………………………………………………………………………………………………………………………….. |
14 | 2- 5- 4- روشهای مبتنی بر هوش مصنوعی……………………………………………………………………………………………………………. |
15 | 2- 6- تعریف تولید پراکنده…………………………………………………………………………………………………………………………………………… |
17 | 2- 7- مزایای تولید پراکنده………………………………………………………………………………………………………………………………………….. |
18 | 2- 8- روشهای جایابی تولید پراکنده……………………………………………………………………………………………………………………………. |
19 | 2- 8- 1- روشهای بهینهسازی………………………………………………………………………………………………………………………………….. |
27 | 2- 8- 2- روشهای تحلیلی……………………………………………………………………………………………………………………………………….. |
28 | 2- 9- نتیجهگیری…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. |
30 | فصل سوم – مروری بر مفاهیم قابلیت اطمینان و بررسی اثرات جریانهای زیاد بر قابلیت اطمینان………………. |
31 | 3- 1- مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. |
33 | 3- 2- روشهای پایهای ارزیابی………………………………………………………………………………………………………………………………………. |
33 | 3- 2- 1- ارزیابی تقریبی قابلیت اطمینان سیستم………………………………………………………………………………………………….. |
33 | 3- 2- 2- سیستمهای با شبکه متوالی……………………………………………………………………………………………………………………… |
37 | 3- 3- سایر شاخصهای قطع برق…………………………………………………………………………………………………………………………………… |
37 | 3- 3- 1- مفاهیم………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. |
38 | 3- 3- 2- شاخصهای مبتنی بر بار و انرژی…………………………………………………………………………………………………………….. |
39 | 3- 4- کاربرد در سیستمهای شعاعی……………………………………………………………………………………………………………………………. |
40 | 3- 5- رابطه هزینه با ارزش قابلیت اطمینان………………………………………………………………………………………………………………… |
41 | 3- 6- خرابیهای تجهیز………………………………………………………………………………………………………………………………………………… |
42 | 3- 7- کابل…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. |
43 | 3- 7- 1- کابل زیرزمینی………………………………………………………………………………………………………………………………………….. |
44 | 3- 8- خطوط هوایی……………………………………………………………………………………………………………………………………………………… |
48 | 3- 9- اثرات نصب خازن و تولید پراکنده بر کاهش نرخ خرابی…………………………………………………………………………………… |
50 | 3- 10- نتیجهگیری………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. |
51 | فصل چهارم – معرفی تابع هدف پیشنهادی برای مسئله جایابی بهینه خازن و تولید پراکنده………………………. |
52 | 4- 1- مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. |
52 | 4- 2- تابع هدف……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. |
52 | 4- 2- 1- هزینه تلفات………………………………………………………………………………………………………………………………………………. |
53 | 4- 2- 2- هزینه بهبود قابلیت اطمینان……………………………………………………………………………………………………………………. |
55 | 4- 2- 3- هزینه سرمایهگذاری…………………………………………………………………………………………………………………………………. |
55 | 4- 2- 3- 1- محاسبه هزینه خازن………………………………………………………………………………………………………………………. |
56 | 4- 2- 3- 2- محاسبه هزینه تولید پراکنده………………………………………………………………………………………………………….. |
57 | 4- 3- بیان مسئله………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. |
58 | 4- 4- قیود حاکم بر سیستم…………………………………………………………………………………………………………………………………………. |
58 | 4- 4- 1- قید ظرفیت توان اکتیو تولیدی DG………………………………………………………………………………………………………… |
58 | 4- 4- 2- محدودیتهای ولتاژ………………………………………………………………………………………………………………………………….. |
59 | 4- 4- 3- محدودیتهای جریان……………………………………………………………………………………………………………………………….. |
59 | 4- 5- پخش بار……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… |
60 | 4- 5- 1- دلایل ماهیت متفاوت انتقال با توزیع………………………………………………………………………………………………………. |
60 | 4- 5- 2- پخش بار پسرو-پیشرو………………………………………………………………………………………………………………………………. |
61 | 4- 6- مدل DG مورد استفاده………………………………………………………………………………………………………………………………………. |
62 | 4- 7- الگوریتم ژنتیک…………………………………………………………………………………………………………………………………………………… |
62 | 4- 7- 1- کدبندی مسئله مورد بررسی……………………………………………………………………………………………………………………. |
63 | 4- 7- 1- 1- قسمت اول رشته کروموزوم……………………………………………………………………………………………………………. |
64 | 4- 7- 1- 2- قسمت دوم رشته کروموزوم……………………………………………………………………………………………………………. |
65 | 4- 7- 1- 3- قسمت سوم رشته کروموزوم………………………………………………………………………………………………………….. |
65 | 4- 7- 1- 4- قسمت چهارم رشته کروموزوم……………………………………………………………………………………………………….. |
65 | 4- 7- 2- مراحل اجرای الگوریتم ژنتیک…………………………………………………………………………………………………………………. |
67 | 4- 8- نتیجهگیری…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. |
68 | فصل پنجم – جایابی بهینه خازن و مولد تولید پراکنده………………………………………………………………………………………….. |
69 | 5- 1- سیستمهای مورد مطالعه……………………………………………………………………………………………………………………………………. |
70 | 5- 2- سیستم استاندارد 10شین IEEE………………………………………………………………………………………………………………………. |
70 | 5- 3- سیستم استاندارد 33 شین IEEE……………………………………………………………………………………………………………………… |
71 |
5- 4- تعیین اندازه و مکان بهینهی یک بانک خازنی و یک مولد تولید پراکنده در سیستم استاندارد 10 شین IEEE………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. |
75 |
5- 5- تعیین اندازه و مکان بهینهی یک بانک خازنی و یک مولد تولید پراکنده در سیستم استاندارد 33 شین IEEE………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. |
78 |
5- 6- تعیین اندازه و مکان بهینهی دو بانک خازنی و دو واحد تولید پراکنده در سیستم استاندارد 10 شین IEEE………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. |
81 |
5- 7- تعیین اندازه و مکان بهینهی دو بانک خازنی و دو واحد تولید پراکنده در سیستم استاندارد 33 شین IEEE………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. |
85 | فصل ششم – نتیجهگیری و ارایه پیشنهادات…………………………………………………………………………………………………………… |
86 | 6- 1- نتیجهگیری…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. |
88 | 6- 2- ارایه پیشنهادات………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. |
89 | مراجع………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… |
فهرست شکلها | |
صفحه | عنوان |
7 | شکل 2- 1- بانک خازنی نصبشده در سیستم توزیع…………………………………………………………………………………………………….. |
17 | شکل 2- 2- منابع تولید پراکنده……………………………………………………………………………………………………………………………………… |
34 | شکل 3- 1- نمودار فضای حالت سیستم دو عضوی………………………………………………………………………………………………………… |
35 | شکل 3- 2- نمایش سیستم دو عضوی با شبکه متوالی…………………………………………………………………………………………………… |
38 | شکل 3- 3- نمایش Lp، La،Ed و t…………………………………………………………………………………………………………………………………… |
40 | شکل 3- 4- هزینه نسبی در بهسازی قابلیت اطمینان…………………………………………………………………………………………………….. |
41 | شکل 3- 5- قابلیت اطمینان و هزینههای کلی سیستم…………………………………………………………………………………………………… |
43 | شکل 3- 6- ساختار یک کابل XLPE………………………………………………………………………………………………………………………………. |
44 | شکل 3- 7- یک درخت آبی نمونه در یک کابل XLPE………………………………………………………………………………………………….. |
47 | شکل 3- 8- تغییر خصوصیات مکانیکی سیم سخت کشیده شده 5/99 AL قبل و بعد از تابیدهشدن…………………………. |
48 | شکل 3- 9- کاهش استقامت کششی هادیهای آلومینیومی تحت دما و زمان متفاوت بر اساس روش مورگان…………… |
54 | شکل 4- 1- تابع CCDF نمونه…………………………………………………………………………………………………………………………………………. |
63 | شکل 4- 2- ساختار کروموزوم مسئله جایابی…………………………………………………………………………………………………………………… |
63 | شکل 4- 3- قسمت اول رشته کروموزوم………………………………………………………………………………………………………………………….. |
64 | شکل 4- 4- یک نمونه از قسمت اول رشته کروموزوم……………………………………………………………………………………………………… |
64 | شکل 4- 5- قسمت دوم رشته کروموزوم…………………………………………………………………………………………………………………………. |
65 | شکل 4- 6- قسمت چهارم رشته کروموزوم……………………………………………………………………………………………………………………… |
67 | شکل 4- 7- فلوچارت الگوریتم ژنتیک……………………………………………………………………………………………………………………………… |
70 | شکل 5- 1- نمودار تکخطی یک سیستم 10 شین IEEE…………………………………………………………………………………………….. |
70 | شکل 5- 2- نمودار تکخطی یک سیستم 33 شین IEEE…………………………………………………………………………………………….. |
73 | شکل 5- 3- مقایسه پروفیل ولتاژ سیستم 10 شین در سال دهم دوره مطالعه، قبل و بعد از نصب خازن و DG…………. |
78 | شکل 5- 4- مقایسه پروفیل ولتاژ سیستم 33 شین در سال دهم دوره مطالعه، قبل و بعد از نصب خازن و DG…………. |
81 | شکل 5-5- مقایسه پروفیل ولتاژ سیستم 10 شین در سال دهم طراحی، برای سه حالت…………………………………………….. |
84 | شکل 5-6- مقایسه پروفیل ولتاژ سیستم 33 شین در سال دهم طراحی، برای سه حالت…………………………………………….. |
برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.
- ۹۵/۰۵/۰۱