Authors
1 Dept. of Electrical Engineering, Islamic Azad University West Tehran Branch, Tehran, Iran
2 Dept. of Electrical Engineering, Malek-Ashtar University of Technology, Tehran, Iran
3 Dept. of Electrical Engineering, Islamic Azad University Central Tehran Branch, Tehran, Iran
Abstract
Keywords
Main Subjects
امروزه با افزایش روزافزون مصرف توان، سیستم‌های قدرت، بارگذاری سنگین‌تری نسبت به گذشته قرار داشته‌اند؛ اما افزایش ظرفیت‌های تولید و انتقال به علت قیود محیطی و منابع، محدود شده است. گسترش‌یافتن و پیچیده‌ترشدن شبکه‌های قدرت و تحولاتی چون تجدید ساختار و خصوصی‌سازی در صنعت برق موجب شده است سیستم‌های قدرت به سمت بهره‌برداری اقتصادی و رقابتی‌شدن تولید سوق پیدا کنند و بدین‌ترتیب، مسئلۀ پخش توان راکتیو، یکی از زمینه‌های مهم در مطالعۀ سیستم‌های قدرت است. هدف اصلی از بهینه‌سازی پخش توان راکتیو برای شناسایی تنظیمات بهینۀ متغیرهای کنترل، کمینه‌سازی تلفات خط انتقال کل، قدر مطلق انحراف ولتاژ کل [1](TVD) و نیز بهبود شاخص ولتاژ (VSI)[2] تا زمان در نظر گرفتن رضایت و محدودیت‌های سیستم است. با توجه به اینکه تحقیق صورت‌گرفته از الگوریتم جستجوی گرانشی بر پایۀ تضاد (OGSA)[3]، برای حل مسائل بهینه‌سازی پخش توان راکتیو در سیستم‌های قدرت استفاده شده است [1]، الگوریتم جستجوی گرانشی ]2[ با رویکرد درنظرگیری همزمان ورودی داده همراه با قرینه ورودی داده به‌همراه الگوریتم جستجوی گرانشی بر پایۀ تضاد ]3[ روی سیستم استاندارد 30 شین IEEE پیاده‌سازی شده است. مروری بر روش‌های استفاده‌شده در گذشته و مقایسۀ نتایج به‌دست‌آمده با دیگر روش‌های مبتنی بر هوش محاسباتی و نتایج بهینه‌سازی مربوطه نشان می‌دهد این الگوریتم پارامترهای پاسخ زمانی را بهبود می‌بخشد و شاخص ثبات ولتاژ، قدر مطلق انحراف ولتاژ و میزان تلفات خط انتقال کل را کاهش می‌دهد ]4-6[. در حالت کلی برنامه‌ریزی توان راکتیو دو مسئلۀ محل‌یابی و بهره‌برداری را شامل می‌شود. مسئلۀ محل‌یابی، تعیین نوع، اندازه و محل منابع جدید توان راکتیو در سیستم است ]7[؛ درحالی‌که مسئلۀ بهره‌برداری بر تنظیم بهینۀ منابع موجود توان راکتیو در شبکه تأکید دارد. ولتاژ شینای کنترل‌شده، تپ ترانسفورماتورهای با قابلیت تغییر تپ در زیر بار و اندازۀ خازن‌های موازی، پارامترهایی هستند که لازم است در مسئلۀ توزیع توان راکتیو تنظیم شوند ]8-10[. در حل مسئلۀ پخش توان راکتیو فرض بر این است که پخش‌بار اقتصادی صورت گرفته است ]11[ و میزان تولید توان حقیقی با هر ژنراتور مشخص است. اگر مسئلۀ پخش توان اقتصادی در نظر گرفته شود، با بزرگ‌ترشدن سیستم قدرت، فضای جواب مسئله به سرعت، بزرگ و پیچیده می‌شود. در گذشته نیز، روش‌هایی مبتنی بر هوش محاسباتی مانند الگوریتم ژنتیک ]12[ و نیز پخش بهینۀ توان راکتیو با یک استراتژی هدف جدید با استفاده از چندین هدف ]13[، برای پیداکردن راه‌حل مطلوب پخش توان راکتیو با توجه به محدودیت‌های عملیاتی ژنراتور ارائه شده‌اند.
بهینه‌سازی توان راکتیو به کمک الگوریتم فازی، کلونی زنبور عسل ]14-16[ و الگوریتم تکامل دیفرانسیل] 17[، ترکیب الگوریتم کلونی زنبور عسل و تکامل دیفرانسیل ]18[ به دست می‌آید که در آن، پارامترهای ساختار و شرایط بار شبکۀ انتقال برای پیداکردن راه‌حل مطلوب پخش بهینۀ توان راکتیو استفاده می‌شوند ]19[. روش‌های پیشنهادی در برنامه‌ریزی و بهینه‌سازی توان راکتیو در جهت هماهنگی منابع راکتیو موجود (ازجمله خازن‌های موازی و تنظیمات تپ ترانسفورماتورهای تنظیم‌شده که به کاهش تلفات و هزینههای بهره‌برداری اقتصادی از سیستم منجر خواهد شد) استفاده شده است. همچنین برای حل مسائل بهینه‌سازی پخش توان راکتیو، این روش‌ها برای غلبه بر معایب الگوریتمهای سنتی به کار گرفته شده‌اند. در این مقاله، پخش توان با استفاده از طراحی کنترل‌کننده‌ها با الگوریتم جستجوی گرانشی و الگوریتم جستجوی گرانشی بر پایۀ تضاد و روش ترکیبی الگوریتم فازی میانگین و الگوریتم جستجوی گرانشی بر پایۀ تضاد روی سیستم 30 شینه و 118 شینه IEEE انجام شده و با مقایسۀ پتانسیل روش پیشنهادی و اثربخشی آن برای حل مسائل بهینه‌سازی پخش توان راکتیو سیستم‌های قدرت نشان داده شده است.
در سیستم‌های قدرت، هدف اصلی از پخش بهینۀ توان راکتیو[4](ORPD)، شناسایی تنظیمات بهینۀ متغیرهای کنترل است. از اهداف مهم توزیع بهینۀ توان راکتیو، کمینه‌سازی تابع هدف داده‌شده به‌صورت اتلاف خط انتقال کل () و یا قدر مطلق انحراف ولتاژ کل (TVD) یا بهبود شاخص ثبات ولتاژ (VSI)است؛ البته تا زمانی که الزامات و محدودیت‌های سیستم در نظر گرفته شود.
با تأمین توان راکتیو در محل مصرف مشترکان، جریان عبوری از خط کاهش و درنتیجه تلفات خط کاهش می‌یابد. همچنین با داشتن طول دورۀ مطالعه‌شده، میزان کاهش تلفات انرژی نیز محاسبه می‌شود. کاهش تلفات در زمان پیک بار شبکه منفعت درخور توجهی به همراه دارد و با کاهش تلفات در پیک بار نیروگاه‌ها توان تولیدی ژنراتورها کاهش می‌یابد درنتیجه، به تولید کمتر نیاز می‌شود؛ ضمن اینکه با افزایش مشترکان، احداث نیروگاه‌های جدید به تعویق می‌افتد و در هزینه صرفه‌جویی می‌شود. هدف از بهینه‌سازی توان راکتیو، کمینه‌سازی اتلاف توان اکتیو در شبکه‌های انتقال است.
کل تولید برق می‌باید ضمن برآورده‌کردن تقاضای کل بار، تلفات توان اکتیو را در خطوط انتقال نیز پوشش دهد. محدودیت‌های برابری اکتیو و توان راکتیو در هر شین به شرح زیر تعریف می‌شود.
|
(1) |
|
|
(2) |
|
|
(3) |
شکل (1): فلوچارت پخش بار به روش نیوتن رافسون ]22-23[
|
(4) |
||
|
(5) |
||
|
(6) |
در رابطه‌های (4) و (5) و (6)،تعداد شینه‌هایی است که منبع توان راکتیو بانک خازنی روی آنها نصب شده است. تعداد شینی است که به توان راکتیو ژنراتور متصل شده است. درنهایت، تعداد شینه‌هایی است که ترانسفورماتور به آنها متصل شده است. همچنین در شکل (2) منحنی محدودیت ظرفیت ژنراتور نیز آورده شده است. در این منحنی، هزینۀ بهره‌برداری برحسب محدودۀ مجاز توان راکتیو ژنراتور نمایش داده شده است.
شکل (2): منحنی محدودیت ظرفیت ژنراتور ]21[
به سبب اینکه خطوط انتقال، محدودیت ظرفیت عبور جریان دارند، در زمان ناپایداری، یکی از مهم‌ترین محدودیت‌های سیستم همین مسئله است و در این رابطه پخش توان راکتیو، روش حل طبق (7) پیشنهاد می‌دهد که در این رابطه، میزان شارش توان در انشعاب l و علامت "max" نشان‌دهندۀ حد بالا، به معنای حداکثر مقدار مجاز این کمیت است.
|
(7) |
حد بالا و حد پایین برای تنظیمات تپ ترانسفورماتور طبق رابطه (8) در نظر گرفته می‌شود.
|
(8) |
کمینه‌سازی انحراف ولتاژ کل مشخصات ولتاژ را بهبود می‌دهد و موجب ایمن‌ترشدن عملکرد سیستم قدرت می‌شود. این تابع هدف به شرح رابطه (9) است که تعداد شین‌های بار سیستم قدرت و مقدار مطلوب ولتاژ iامین شین است که برابر 0/1پریونیت در نظر گرفته می‌شود.
|
(9) |
پایداری ولتاژ، توانایی سیستم قدرت برای حفظ ولتاژ شین به‌طور مداوم در مقدار مطلوب آن در شرایط بهره‌برداری نامی است. مسئلۀ پایداری ولتاژ ارتباط تنگاتنگی با توان راکتیو سیستم دارد و تأمین آن با کمینه‌سازی شاخص ثبات ولتاژ (L) با هدف بهبود آن و دور نگه‌داشتن سیستم از نقطۀ فروپاشی ولتاژ، انجام می‌گیرد. شاخص ثبات ولتاژ را به‌صورت رابطه (10) تعریف می‌شود.
|
(10) |
|
که در آن نشان‌دهندۀ ولتاژ پایداری (شاخصL) از گره kام است و به‌صورت رابطه (11) ارائه می‌شود.
|
(11) |
در رابطه (11)، مؤلفههای ماتریس به‌دست‌آمده با وارونسازی جزئی است و به‌صورت زیر به دست می‌آید:
|
(12) |
که در آن:
|
(13) |
و و ولتاژ شینای PV و PQ؛ و و نیز جریان شین PV و PQ است. همچنین، در رابطه (11) زاویه فاز جمله است و و نیز به‌ترتیب زاویه فاز ولتاژ شین‌های iام و jام است.
معمولاً وقتی هیچ اطلاعی از راه‌حل نباشد، همیشه الگوریتم با یک جمعیت اولیۀ تصادفی آغاز می‌شود. واضح است زمان محاسبات الگوریتم مستقیماً به فاصله حدس زده‌شده از نقطۀ بهینه بستگی دارد. برای بهبود انتخاب، به‌طور همزمان قرینۀ نقطه‌ای، جواب اولیۀ حدس زده شده در نظر گرفته شد. با این عمل یکی از دو انتخاب (حدس اولیه و یا قرینه آن)، جواب اولیه نزدیک‌تر به جواب بهینه در نظر گرفته می‌شود و از آن نقطه شروع می‌شود. درواقع طبق نظریۀ احتمالات در50 درصد شرایط، حدس اولیه دورتر از قرینه آن نسبت به جواب بهینه است. شروع از نقطۀ قرینه سبب افزایش سرعت همگرایی الگوریتم می‌شود. الگوریتم جستجوی گرانشی، الگوریتم اکتشافی است که با الهام از قانون گرانشی و حرکتی نیوتن به دست آمده است.
در این الگوریتم، عامل‌ها، اشیا و عملکرد آنها، جرم‌ها در نظر گرفته می‌شود. تمام این اشیاء با نیروی جاذبه به سمت یکدیگر کشیده می‌شوند و این نیروها به حرکت عمومی تمام اشیاء به سمت اشیاء با جرم سنگین‌تر منجر می‌شوند. برای توصیف این الگوریتم یک سیستم با تعداد جرم NP، درنظر گرفته می‌شود که مکان جرم iام به‌صورت رابطه (14) تعریف می‌شود.
|
(14) |
که در آن، موقعیت جرم iام در بُعد dام؛ و n نیز بُعد فضای جستجو است. جرم هر عامل بعد از محاسبه برازندگی جمعیت جاری محاسبه می‌شود که نحوۀ محاسبه آن در روابط (15) و (16) آورده شده است.
|
(15) |
|
|
(16) |
در روابط فوق، و ، به‌ترتیب معرف جرم و مقدار برازندگی عامل iام در مرحله t است و برای مسئلۀ حداقل‌سازی، و نیز با روابط (17) و (18) تعریف می‌شوند.
|
(17) |
|
|
(18) |
نیروی کل اعمال‌شده بر یک عامل از طرف مجموعه‌ای از اجرام سنگین‌تر باید بر پایۀ قانون گرانش، طبق رابطه (19) در نظر گرفته شود. در ادامه مقدار شتاب، طبق قانون حرکت، از رابطه (20) محاسبه می‌شود. پس از آن، سرعت آتی یک عامل، طبق رابطه (21) به‌صورت حاصل جمع کسری از سرعت فعلی آن و میزان شتاب آن محاسبه می‌شود. درنهایت، موقعیت بعدی عامل با رابطه (22) به‌دست می‌آید.
|
(19) |
|
|
(20) |
|
|
(21) |
|
|
(22) |
در روابط فوق، و دو عدد تصادفی با توزیع یکنواخت در بازه [1,0]، و نیز دارای مقدار ناچیزی است. همچنین، فاصلۀ اقلیدسی بین عامل‌های iام و jام، و Kbest نیز مجموعه اولین k عامل با بهترین برازندگی و بیشترین جرم است که تابعی از زمان است. به این صورت که در ابتدا K0 در نظر گرفته می‌شود و با گذر زمان کاهش می‌یابد. در این مقاله، در ابتدا K0 برابر با Np گرفته می‌شود و به‌طور خطی تا رسیدن به 1 کاهش می‌یابد. ثابت گرانشمقدار اولیه را به خود می‌گیرد و طبق رابطه (23) با زمان کاهش خواهد یافت.
|
(23) |
الگوریتم جستجوی گرانشی بر پایۀ تضاد به شرح زیر است:
مرحله 1: خواندن پارامترهای سیستم قدرت و نیز پارامترهای حاصل از الگوریتم جستجوی گرانشی بر پایۀ تضاد و سپس تعیین‌کردن حدهای پایین و بالای هر متغیر.
مرحله 2: مقداردهی اولیۀ مبتنی بر جمعیت ().
مرحله3: مقداردهی اولیۀ جمعیت بر پایۀ تضاد ().
مرحله4: انتخاب تعداد عضو از مناسب‌ترین اعضای مجموعه ، به‌عنوان جمعیت اولیه .
مرحله5: ارزیابی برازندگی عامل‌ها با استفاده از تابع هدف مسئله، بر پایۀ نتایج حاصل از پخش بار به روش نیوتن – رافسون.
مرحله6: به‌روز‌رسانی براساس (15) و (16)، براساس (17) و براساس (18) و درنهایت براساس (23)، برای .
مرحله7: محاسبۀ کل نیروها در جهات مختلف با استفاده از (19).
مرحله8: محاسبۀ شتاب با استفاده از (20) و محاسبه سرعت با استفاده از (21).
مرحله9: به روزسانی موقعیت عامل‌ها با به‌کارگیری (22)
مرحله10: بررسی‌کردن محدودیت‌های مسئله.
مرحله11: جهش نسل بر پایۀ تضاد.
مرحله12: رفتن به مرحلۀ 5 تا زمانی که معیار توقف برقرار شود.
در این روش، تابع هدف در فضای فازی میانگین ایجاد می‌شود. سپس اطلاعات ورودی به‌عنوان داده‌های ورودی به تابع هدف وارد می‌شوند. با استفاده از الگوریتم فازی و با توجه به تابع هدف و محدودیت‌ها و قیود تابع هدف، محاسبات خود را انجام می‌دهند و خروجی به‌دست‌آمده در فضای الگوریتم فازی با توجه به منطق فازی، بهترین خروجی را به مرحلۀ بعد راهنمایی می‌کنند. خروجی‌ها وارد الگوریتم جستجوی گرانشی بر پایۀ تضاد می‌شوند و به‌صورت خودکار بهینه‌سازی داده‌های عددی خروجی الگوریتم فازی را انجام می‌دهند. روش مشارکتی از الگوریتم جستجوی گرانشی بر پایۀ تضاد، برای بهینه‌سازی پارامترهای خاص سیستم فازی و یا پیش پردازش داده و استخراج قوانین فازی از داده‌ها استفاده می‌کند. الگوریتم جستجوی گرانشی، پارامترهای خروجی الگوریتم فازی را می‌خواند و از روش بر پایۀ تضاد، حدهای پایین و بالای هر متغیر را مشخص می‌کند. مقداردهی اولیه مبتنی بر جمعیت (P0) و مقداردهی اولیه جمعیت بر پایۀ تضاد (OP0) و همچنین انتخاب Np مناسب از مجموعه {P0, OP0} به‌عنوان جمعیت اولیه (P0)، ارزیابی مناسب و ادامه روند نقطه‌یابی بهینه به‌صورت دقیق انجام می‌شوند و خروجی‌های بهینه‌سازی‌شده با سرعت و دقت زیادی به دست می‌آیند.
مسئلۀ کنترل توان راکتیو به‌صورت سه هدف کمینه‌سازی اتلاف توان اکتیو، کمینه‌سازی انحراف ولتاژ کل و بهبود شاخص ثُبات ولتاژ روی سیستم 30 شین IEEE بررسی می‌شود.
4-1 معرفی و توصیف سیستم 30 شین IEEE
در این پژوهش برای به دست آوردن داده‌های اولیه و ورودی، سیستم 30 شین به‌عنوان سیستم نمونه (1) به‌طور استاندارد، از نرم‌افزار Matlab نسخه R2016b و نرم‌افزار جانبی Matpower نسخه4.1 و سخت‌افزار رایانه 2.83 GHz، استفاده شده است. ورودی‌های سیستم 30 شین به روش پخش‌بار نیوتن رافسون استخراج شده است. در این سیستم شین شماره 1، شین مرجع در نظر گرفته شده است. جدول (1) اطلاعات مربوط به سیستم 30 شین IEEE را نشان می‌دهد.
جدول (1): شرح تست سیستم30 شین IEEE
|
شرح اطلاعات |
تعداد |
|
تعداد شین (NB) |
30 |
|
تعداد ژنراتور (NG) |
6 |
|
تعداد ترانسفورماتور (NT) |
4 |
|
تعداد شنت (NQ) |
9 |
|
تعداد بار |
20 |
|
تعداد شاخه (NE) |
41 |
|
محدودیت‌های برابر |
60 |
|
محدودیت‌های نابرابر |
125 |
|
متغییرهای کنترل |
19 |
|
متغیرهای گسسته |
6 |
|
تپ ترانسفورماتور |
1/1> <T 9/0 |
|
متغییر بانک‌های خازنی |
5 > <0 |
|
تلفات کل (مگا وات) |
660/5 |
|
انحراف ولتاژ (پریونیت) |
58217/0 |
کمترین دامنۀ ولتاژ در شین 8 با 961/0 پریونیت و بیشترین دامنۀ ولتاژ در شین 1 با 000/1پریونیت است و کمترین زاویۀ ولتاژ در شین 19 با 95/3- درجه و بیشترین زاویۀ ولتاژ در شین 13 با 48/1 درجه و بیشترین تلفات توان اکتیو در خط بین شینای 2 و 6 با 29/0 کیلو وات است و بیشترین تلفات توان راکتیو در خط بین شینای 12 و 13 با 10/2 کیلو وار است. تقاضای کل توان اکتیو سیستم 442/2 کیلو وات و تقاضای کل توان راکتیو سیستم 98/8 کیلو وار است. شکل (3) سیستم 30 شین IEEE را نشان می‌دهد.
شکل(3): سیستم30 شین IEEE
4-2 معرفی و توصیف سیستم 118 شین IEEE
در این پژوهش برای به دست آوردن داده‌های اولیه و ورودی، سیستم 118 شین به‌عنوان سیستم نمونه شماره 2 به‌طور استاندارد، از نرم‌افزار Matlab نسخه R2016b و نرم‌افزار جانبی Matpower نسخه4.1 و سخت‌افزار رایانه 2.83 GHz، استفاده شده است. ورودی‌های سیستم 118 شین به روش پخش‌بار نیوتن رافسون استخراج شده‌اند. در این سیستم شین شماره 69 شین مرجع در نظر گرفته شده است. جدول (2) اطلاعات مربوط به سیستم 118 شین IEEE را نشان می‌دهد.
جدول (2): شرح تست سیستم 1118 شین IEEE
|
شرح اطلاعات |
تعداد |
|
تعداد شین (NB) |
118 |
|
تعداد ژنراتور (NG) |
54 |
|
تعداد ترانسفورماتور (NT) |
9 |
|
تعداد شنت (NQ) |
14 |
|
تعداد بار |
99 |
|
تعداد شاخه (NE) |
186 |
|
محدودیت‌های برابر |
236 |
|
محدودیت‌های نابرابر |
572 |
|
متغییرهای کنترل |
77 |
|
متغیرهای گسسته |
21 |
|
تپ ترانسفورماتور |
1/1> <T 9/0 |
|
متغییر بانک‌های خازنی |
5 > <5/.0- |
|
تلفات کل (مگا وات) |
4500/132 |
|
انحراف ولتاژ (پریونیت) |
439337/1 |
کمترین دامنۀ ولتاژ در شین 76 با 943/0 پریونیت و بیشترین دامنۀ ولتاژ در شین 10 با 050/1پریونیت است و کمترین زاویۀ ولتاژ در شین 41 با 05/7 درجه و بیشترین زاویه ولتاژ در شین 89 با 75/39 درجه و بیشترین تلفات توان اکتیو بار در خط بین شینای 27 و 25 با 40/6 کیلو وات و بیشترین تلفات توان راکتیو در خط بین شینای 9 و 10 با 22/59 کیلو وار است. تقاضای کل توان اکتیو سیستم 870/132 کیلو وات و تقاضای کل توان راکتیو سیستم 83/783 کیلو وار است. شکل (4) سیستم 118 شین IEEE را نشان می‌دهد.
شکل (4): سیستم118 شین IEEE
3-4 مقایسه نتایج شبیه‌سازی بهینه‌سازی توان راکتیو با الگوریتمهایGSA، OGSA و روش ترکیبی (FUZZY Mean C-OGSA)
با توجه به سه تابع هدفی که در مسئلۀ پخش بهینه توان راکتیو در سیستم‌های 30 و 118 شین IEEE استفاده شده و نتایجی که با روش‌های الگوریتم جستجوی گرانشی و الگوریتم جستجوی گرانشی بر پایۀ تضاد و ترکیبی از الگوریتم فازی میانگین و الگوریتم جستجوی گرانشی بر پایۀ تضاد به دست آمده است، مقایسۀ نتایج بهینه‌سازی توان راکتیو، انجام و دربارۀ آن بحث قرار می‌شود.
1-1-3-4 مقایسه نتایج حداقل‌سازی تلفات کل برای سیستم 30 شین IEEE
در ابتدا نتایج مربوط به تلفات کل خط انتقال، حاصل از سه روش بررسی می‌شوند. این نتایج در جدول (3) آورده شده‌اند. همچنین، مقایسه مقادیر بهینه متغیرهای کنترل به‌دست‌آمده از سه روش در سیستم 30 شین IEEE، در جدول(4) آورده شده است. شکل (5) نیز پروفایل همگرایی تلفات کل خط انتقال در سیستم 30 شین IEEE را با استفاده از روش‌های ذکرشده نشان می‌دهد؛ به‌طوری‌که ملاحظه می‌شود حداقل تلفات از برابر با 4937/2 مگاوات است که حاصل از روش ترکیبی مبتنی بر الگوریتم فازی میانگین و الگوریتم جستجوی گرانشی بر پایۀ تضاد است و به‌ترتیب %056/0 و %032/0 از نتایج حاصل از روش‌های GSA و OGSA کمتر است. همچنین کمترین دامنۀ ولتاژ در شین 8 با مقدار 961/0 پریونیت و بیشترین دامنۀ ولتاژ در شین 1 با مقدار 00/1 پریونیت است. همچنین روش ترکیبی الگوریتم فازی میانگین و الگوریتم جستجوی گرانشی بر پایۀ تضاد ازنظر زمان همگرایی، نتایج بهتری را نسبت به روش‌های دیگر داشته است. نتایج عددی نشان می‌دهند روش ترکیبی ارائه‌شده بهتر از روش‌های دیگر، حداقل‌سازی تلفات خط را انجام می‌دهد.
جدول (3): مقایسۀ نتایج حداقل‌سازی تلفات کل در سیستم 30 شین IEEE
|
زمان (ثانیه) |
تلفات (مگاوات) |
الگوریتم مورد استفاده |
|
0792/9 |
4951/2 |
GSA |
|
8081/7 |
4945/2 |
OGSA |
|
9015/5 |
4937/2 |
FUZZY Mean C-OGSA |
شکل (5): مقایسۀ منحنی همگرایی با هدف حداقل‌سازی تلفات کل برای سیستم قدرت 30 شین IEEE
2-3-4 مقایسۀ نتایج حداقل‌سازی انحراف ولتاژ کل برای سیستم 30 شین IEEE
نتایج حاصل از سه روش یادشده، با هدف کمینه‌سازی انحراف ولتاژ کل در جدول (5) آورده شده‌اند. همچنین مقادیر بهینۀ متغیرهای کنترل حاصل از سه روش مذکور در سیستم 30 شین IEEE، در جدول (6) نشان داده شده‌اند و در شکل (4) مشاهده می‌شود.
نتایج بهینه‌سازی توان راکتیو با هدف کمینه‌سازی انحراف ولتاژ کل در سیستم 30 شین با روش‌های ذکرشده، روش ترکیبی الگوریتم فازی میانگین و الگوریتم جستجوی گرانشی بر پایۀ تضاد ازنظر زمان همگرایی کوتاه‌ترند و نتایج خروجی نسبت به روش‌های دیگر، انحراف ولتاژ کمتری را به دست آورده‌اند.
جدول (4): مقایسۀ نتایج شبیه‌سازی با هدف حداقل‌سازی تلفات کل در سیستم30 شین IEEE باالگوریتم‌‌های GSAوOGSA و ترکیبی (FUZZY Main C-OGSA)
|
الگوریتم GSA |
الگوریتم OGSA |
الگوریتم ترکیبی (FUZZY Main C-OGSA) |
|||||||||
|
ولتاژ ژنراتور (پریونیت) |
بانک خازنی (پریونیت) |
ولتاژ ژنراتور (پریونیت) |
بانک خازنی (پریونیت) |
ولتاژ ژنراتور (پریونیت) |
بانک خازنی (پریونیت) |
||||||
|
QC-10 |
9998/4 |
QC-10 |
653790/1 |
QC-10 |
0320/0 |
||||||
|
QC-12 |
987/4 |
QC-12 |
372261/4 |
QC-12 |
0240/0 |
||||||
|
V1 |
9742/0 |
QC-15 |
9906/4 |
V1 |
9626/0 |
QC-15 |
119957/0 |
V1 |
9661/0 |
QC-15 |
0167/0 |
|
V2 |
9732/0 |
QC-17 |
997/4 |
V2 |
9620/0 |
QC-17 |
087617/2 |
V2 |
9671/0 |
QC-17 |
0501/0 |
|
V3 |
9797/0 |
QC-20 |
9901/4 |
V3 |
9641/0 |
QC-20 |
357729/0 |
V3 |
9710/0 |
QC-20 |
0331/0 |
|
V6 |
9801/0 |
QC-21 |
9946/4 |
V6 |
9754/0 |
QC-21 |
260254/0 |
V6 |
9678/0 |
QC-21 |
0401/0 |
|
V8 |
9697/0 |
QC-23 |
8753/3 |
V8 |
9840/0 |
QC-23 |
0000/0 |
V8 |
9610/0 |
QC-23 |
0268/0 |
|
V9 |
9645/0 |
QC-24 |
9867/4 |
V9 |
97772/0 |
QC-24 |
383956/1 |
V9 |
9728/0 |
QC-24 |
0501/0 |
|
V12 |
9671/0 |
QC-29 |
9098/2 |
V12 |
9744/0 |
QC-29 |
000311/0 |
V12 |
9691/0 |
QC-29 |
0195/0 |
|
موقعیت تپ ترانسفورماتور |
موقعیت تپ ترانسفورماتور |
موقعیت تپ ترانسفورماتور |
|||||||||
|
T6-T9 |
0435/1 |
T4-T12 |
98244/0 |
T6-T9 |
098450/1 |
T4-T12 |
095909/1 |
T6-T9 |
0565/1 |
T4-T12 |
0143/1 |
|
T6-T10 |
90117/0 |
T27-T28 |
96918/0 |
T6-T10 |
982481/0 |
T27-T28 |
059339/1 |
T6-T10 |
9079/0 |
T27-T28 |
0187/1 |
جدول (5): مقایسۀ نتایج شبیه‌سازی سیستم 30 شین IEEE با هدف حداقل‌سازی انحراف ولتاژ
|
زمان (ثانیه) |
انحراف ولتاژ (پریونیت) |
الگوریتم استفاده‌شده |
|
9779/7 |
2539/0 |
GSA |
|
8610/6 |
2091/0 |
OGSA |
|
1856/5 |
1856/0 |
FUZZY Main C-OGSA |
شکل (6): مقایسۀ منحنی همگرایی با هدفحداقل‌سازی انحراف ولتاژ کل برای سیستم قدرت 30 شین IEEE
جدول(6): مقایسۀ نتایج شبیه‌سازی با هدف حداقل‌سازی انحراف ولتاژ در سیستم30 شین IEEE با الگوریتمهای GSA و OGSA و ترکیبی (FUZZY Main C-OGSA)
|
الگوریتم GSA |
الگوریتم OGSA |
الگوریتم ترکیبی (FUZZY Main C-OGSA) |
|||||||||||
|
ولتاژ ژنراتور (پریونیت) |
بانک‌خازنی(پریونیت) |
ولتاژ ژنراتور (پریونیت) |
بانک خازن(پریونیت) |
ولتاژ ژنراتور (پریونیت) |
بانک‌خازنی(پریونیت) |
||||||||
|
QC-10 |
9420/4 |
QC-10 |
000000/0 |
QC-10 |
0245/0 |
||||||||
|
QC-12 |
0885/1 |
QC-12 |
473512/0 |
QC-12 |
01751/10 |
||||||||
|
V1 |
9995/0 |
QC-15 |
9985/4 |
V1 |
9992/0 |
QC-15 |
000000/5 |
V1 |
9823/0 |
QC-15 |
0281/0 |
||
|
V2 |
9935/0 |
QC-17 |
2393/0 |
V2 |
9856/0 |
QC-17 |
000000/0 |
V2 |
9911/0 |
QC-17 |
0401/0 |
||
|
V3 |
9875/0 |
QC-20 |
9958/4 |
V3 |
9901/0 |
QC-20 |
000000/5 |
V3 |
9993/0 |
QC-20 |
0000/0 |
||
|
V6 |
9881/0 |
QC-21 |
9075/4 |
V6 |
9913/0 |
QC-21 |
000000/0 |
V6 |
9694/0 |
QC-21 |
0278/0 |
||
|
V8 |
9963/0 |
QC-23 |
9863/4 |
V8 |
9898/0 |
QC-23 |
999834/4 |
V8 |
9938/0 |
QC-23 |
0385/0 |
||
|
V9 |
9939/0 |
QC-24 |
9663/4 |
V9 |
9982/0 |
QC-24 |
000000/5 |
V9 |
9976/0 |
QC-24 |
0247/0 |
||
|
V12 |
9934/0 |
QC-29 |
2325/2 |
V12 |
9942/0 |
QC-29 |
000000/5 |
V12 |
9991/0 |
QC-29 |
0000/0 |
||
|
موقعیت تپ ترانسفورماتور |
موقعیت تپ ترانسفورماتور |
موقعیت تپ ترانسفورماتور |
|||||||||||
|
T6-T9 |
0265/1 |
T4-T12 |
0114/1 |
T6-T9 |
900000/0 |
T4-T12 |
050599/1 |
T6-T9 |
9908/0 |
T4-T12 |
0762/1 |
||
|
T6-T10 |
9038/0 |
T27-T28 |
9635/0 |
T6-T10 |
100000/1 |
T27-T28 |
961999/0 |
T6-T10 |
0624/0 |
T27-T28 |
0117/1 |
||
3-1-3-4 مقایسۀ نتایج بهبود شاخص ثبات ولتاژ برای سیستم 30 شین IEEE
در این بخش، مقایسه مقادیر بهینۀ شاخص پایداری ولتاژ، حاصل از سه روش بررسی می‌شود. جدول (7) مقادیر بهینۀ شاخص ثبات ولتاژ، حاصل از به‌کارگیری سه روش مذکور در سیستم 30 شین IEEE را نشان می‌دهد. همچنین مقادیر بهینه متغیرهای کنترل به‌دست‌آمده از سه روش فوق نیز در جدول (8) نشان داده شده‌اند.
در شکل (7) مشاهده می‌شود که در مسئلۀ بهینه‌سازی توان راکتیو با هدف بهبود شاخص پایداری ولتاژ کل در سیستم 30 شین با روش‌های ذکرشده، روش مبتنی بر ترکیب الگوریتم فازی میانگین و الگوریتم جستجوی گرانشی بر پایۀ تضاد ازنظر زمان همگرایی، کوتاه‌تر است و نتایج بهتری نسبت به روش‌های دیگر به دست می‌آیند.
جدول (7): مقایسه نتایج شبیه‌سازی سیستم 30 شین IEEE با هدف بهبود شاخص ثبات ولتاژ
|
زمان (ثانیه) |
شاخص ولتاژ (پریونیت) |
الگوریتم استفاده‌شده |
|
7662/8 |
9723/1 |
GSA |
|
5389/7 |
9782/1 |
OGSA |
|
6980/5 |
9802/1 |
FUZZY Main C-OGSA |
شکل (7): مقایسۀ منحنی همگرایی بهبود شاخص ثبات ولتاژ برای سیستم قدرت 30 شین IEEE
جدول (8): مقایسۀ نتایج با هدف بهبود شاخص ثبات ولتاژ در سیستم30 شین IEEE با الگوریتمهای GSA و OGSA و ترکیبی (FUZZY Main C-OGSA)
|
الگوریتم GSA |
الگوریتم OGSA |
الگوریتم ترکیبی (FUZZY Main C-OGSA) |
|||||||||
|
ولتاژ ژنراتور (پریونیت) |
بانک‌خازنی(پریونیت) |
ولتاژ ژنراتور (پریونیت) |
بانک‌خازنی (پریونیت) |
ولتاژ ژنراتور (پریونیت) |
بانک خازنی (پریونیت) |
||||||
|
QC-10 |
6854/0 |
QC-10 |
00000/5 |
QC-10 |
0021/0 |
||||||
|
QC-12 |
7163/4 |
QC-12 |
00000/5 |
QC-12 |
02658/0 |
||||||
|
V1 |
9944/0 |
QC-15 |
4931/4 |
V1 |
9841/0 |
QC-15 |
00000/5 |
V1 |
9856/0 |
QC-15 |
0000/0 |
|
V2 |
9839/0 |
QC-17 |
5100/4 |
V2 |
9866/0 |
QC-17 |
00000/5 |
V2 |
9875/0 |
QC-17 |
0004/0 |
|
V3 |
9776/0 |
QC-20 |
4766/4 |
V3 |
9843/0 |
QC-20 |
00000/5 |
V3 |
9912/0 |
QC-20 |
0000/0 |
|
V6 |
9956/0 |
QC-21 |
6075/4 |
V6 |
9836/0 |
QC-21 |
00000/5 |
V6 |
9896/0 |
QC-21 |
0000/0 |
|
V8 |
9805/0 |
QC-23 |
8806/3 |
V8 |
9852/0 |
QC-23 |
00000/5 |
V8 |
9878/0 |
QC-23 |
0000/0 |
|
V9 |
9777/0 |
QC-24 |
8806/3 |
V9 |
9903/0 |
QC-24 |
00000/5 |
V9 |
9859/0 |
QC-24 |
0009/0 |
|
V12 |
9776/0 |
QC-29 |
2541/3 |
V12 |
9836/0 |
QC-29 |
00000/5 |
V12 |
9878/0 |
QC-29 |
0001/0 |
|
موقعیت تپ ترانسفورماتور |
موقعیت تپ ترانسفورماتور |
موقعیت تپ ترانسفورماتور |
|||||||||
|
T6-T9 |
9038/0 |
T4-T12 |
9002/0 |
T6-T9 |
900000/0 |
T4-T12 |
900000/0 |
T6-T9 |
9728/0 |
T4-T12 |
9534/0 |
|
T6-T10 |
9029/0 |
T27-T28 |
9360/0 |
T6-T10 |
900000/0 |
T27-T28 |
019538/1 |
T6-T10 |
90000/0 |
T27-T28 |
9501/0 |
1-2-3-4 مقایسۀ نتایج حداقل‌سازی تلفات کل برای سیستم 118 شین IEEE
روش‌های پیشنهادی برای کمینه‌سازی تلفات خط انتقال کل در سیستم 118 شین، تابع هدف بوده است. مقایسۀ مقادیر بهینۀ نتایج به‌دست‌آمده تلفات خط انتقال کل حاصل از سه روش بررسی می‌شود و در جدول (9) و مقایسۀ مقادیر بهینه از متغیرهای کنترل به‌دست‌آمده از سه روش در سیستم 118 شین IEEE در جدول (10) نشان داده شده است و در شکل (8) مشاهده می‌شود نتایج شبیه‌سازی بهینه‌سازی توان راکتیو با هدف کمینه‌سازی تلفات خط انتقال کل در سیستم 118 شین با روش‌های ذکرشده، روش ترکیب الگوریتم فازی میانگین و الگوریتم جستجوی گرانشی بر پایۀ تضاد ازنظر زمان همگرایی و نتایج بهتری نسبت به روش‌های دیگر به دست آمده‌اند.
جدول (9): مقایسۀ نتایج حداقل‌سازی تلفات کل در سیستم 118 شین IEEE
|
زمان ( ثانیه) |
تلفات (مگاوات) |
الگوریتم استفاده‌شده |
|
9907/14 |
765/29 |
GSA |
|
8920/12 |
744/29 |
OGSA |
|
7439/9 |
590/29 |
FUZZY Mean C-OGSA |
شکل (8): منحنی همگرایی با هدف حداقل‌سازی تلفات برای سیستم قدرت 118شین
جدول (10): مقایسۀ نتایج شبیه‌سازی با هدف حداقل‌سازی تلفات کل در سیستم 118 شین باالگوریتم‌‌های GSAوOGSA و ترکیبی (FUZZY Main C-OGSA)
|
الگوریتم GSA |
الگوریتم OGSA |
الگوریتم ترکیبی (FUZZY Main C-OGSA) |
|||||||||||||||||
|
بانک خازنی (پریونیت) |
بانک خازنی (پریونیت) |
بانک خازنی (پریونیت) |
|||||||||||||||||
|
QC-5 |
0000/0 |
QC-74 |
5471/0 |
QC-5 |
00/0 |
QC-74 |
72/9 |
QC-5 |
3319/0- |
QC-74 |
0509/0 |
||||||||
|
QC-34 |
7135/11 |
QC-79 |
8532/14 |
QC-34 |
46/7 |
QC-79 |
25/14 |
QC-34 |
0480/0 |
QC-79 |
1104/0 |
||||||||
|
QC-37 |
0000/0 |
QC-82 |
4270/19 |
QC-37 |
00/0 |
QC-82 |
49/17 |
QC-37 |
2490/0- |
QC-82 |
0965/0 |
||||||||
|
QC-44 |
8932/9 |
QC-83 |
9824/6 |
QC-44 |
07/6 |
QC-83 |
28/4 |
QC-44 |
0328/0 |
QC-83 |
0263/0 |
||||||||
|
QC-45 |
4169/2 |
QC-105 |
0291/9 |
QC-45 |
33/3 |
QC-105 |
04/12 |
QC-45 |
0383/0 |
QC-105 |
0442/0 |
||||||||
|
QC-46 |
8546/2 |
QC-107 |
9926/4 |
QC-46 |
51/6 |
QC-107 |
26/2 |
QC-46 |
0545/0 |
QC-107 |
0085/0 |
||||||||
|
QC-48 |
8546/2 |
QC-110 |
2086/2 |
QC-48 |
47/4 |
QC-110 |
94/2 |
QC-48 |
0181/0 |
QC-110 |
0144/0 |
||||||||
|
ولتاژ ژنراتور (پریونیت) |
ولتاژ ژنراتور (پریونیت) |
ولتاژ ژنراتور (پریونیت) |
|||||||||||||||||
|
V1 |
9881/0 |
V8 |
9812/0 |
V1 |
9462/0 |
V8 |
9511/0 |
V1 |
9899/0 |
V8 |
9744/0 |
||||||||
|
V2 |
9452/0 |
V9 |
9605/0 |
V2 |
9645/0 |
V9 |
9477/0 |
V2 |
0052/1 |
V9 |
9430/0 |
||||||||
|
V3 |
9478/0 |
V12 |
9985/0 |
V3 |
9694/0 |
V12 |
9789/0 |
V3 |
9709/0 |
V12 |
0073/1 |
||||||||
|
V6 |
9621/0 |
V6 |
9856/0 |
V6 |
9732/0 |
||||||||||||||
|
موقعیت تپ ترانسفورماتور |
موقعیت تپ ترانسفورماتور |
موقعیت‌تپ ترانسفورماتور |
|||||||||||||||||
|
T8 |
0045/1 |
T95 |
0074/1 |
T8 |
0659/1 |
T95 |
9493/0 |
T8 |
9568/0 |
T95 |
9956/0 |
||||||||
|
T32 |
0609/1 |
T102 |
0611/1 |
T32 |
9534/0 |
T102 |
9975/0 |
T32 |
0409/1 |
T102 |
9882/0 |
||||||||
|
T36 |
008/1 |
T107 |
9307/0 |
T36 |
9328/0 |
T107 |
9887/0 |
T36 |
9963/0 |
T107 |
9251/0 |
||||||||
|
T51 |
0093/1 |
T127 |
9578/0 |
T51 |
0884/1 |
T127 |
9801/0 |
T51 |
9775/0 |
T127 |
0661/1 |
||||||||
|
T93 |
9922/0 |
T93 |
0579/1 |
T93 |
9560/0 |
||||||||||||||
2-2-3-4 مقایسۀ نتایج حداقل‌سازی انحراف ولتاژ کل برای سیستم 118 شین IEEE
روش‌های پیشنهادی برای کمینه‌سازی انحراف ولتاژ کل از شبکه توان در سیستم 118 شین به کار برده شده و تابع هدف در نظر گرفته شده‌اند. جدول (11) و مقایسۀ مقادیر بهینه از متغیرهای کنترل به‌دست‌آمده از سه روش در سیستم 118 شین IEEE در جدول (12) نشان داده شده است و در شکل (9) مشاهده می‌شود نتایج شبیه‌سازی بهینه‌سازی توان راکتیو با هدف کمینه‌سازی انحراف ولتاژ کل در سیستم 118 شین با روش‌های ذکرشده، روش ترکیب الگوریتم فازی میانگین و الگوریتم جستجوی گرانشی بر پایۀ تضاد از نظر زمان همگرایی و نتایج بهتری نسبت به روش‌های دیگر به دست آمده‌اند.
جدول (11): نتایج سیستم 118 شین با هدف حداقل‌سازی انحراف ولتاژ
|
زمان (ثانیه) |
انحراف ولتاژ(پریونیت) |
الگوریتم مورد استفاده |
|
4338/9 |
6157/0 |
GSA |
|
1131/8 |
5895/0 |
OGSA |
|
1320/6 |
4968/0 |
FUZZY Main C-OGSA |
جدول (12): مقایسۀ نتایج شبیه‌سازی سیستم 118 شین IEEE با هدف حداقل‌سازی انحراف ولتاژ
|
الگوریتم GSA |
الگوریتم OGSA |
الگوریتم ترکیبی (FUZZY Main C-OGSA) |
||||||||||||||
|
بانک خازنی (پریونیت) |
بانک خازنی (پریونیت) |
بانک خازنی (پریونیت) |
||||||||||||||
|
QC-5 |
0000/0 |
QC-74 |
6132/0 |
QC-5 |
0568/0- |
QC-74 |
7592/0 |
QC-5 |
2403/0- |
QC-74 |
0883/0 |
|||||
|
QC-34 |
0639/0 |
QC-79 |
5923/0 |
QC-34 |
0146/0 |
QC-79 |
2456/0 |
QC-34 |
0371/0 |
QC-79 |
1218/0 |
|||||
|
QC-37 |
0000/0 |
QC-82 |
4544/0 |
QC-37 |
00/0 |
QC-82 |
3489/0 |
QC-37 |
0437/0- |
QC-82 |
0380/0 |
|||||
|
QC-44 |
3078/0 |
QC-83 |
6325/0 |
QC-44 |
1607/0 |
QC-83 |
6258/0 |
QC-44 |
0375/0 |
QC-83 |
0627/0 |
|||||
|
QC-45 |
6428/0 |
QC-105 |
9513/0 |
QC-45 |
4633/0 |
QC-105 |
8455/0 |
QC-45 |
0400/0 |
QC-105 |
0830/0 |
|||||
|
QC-46 |
9462/0 |
QC-107 |
0426/0 |
QC-46 |
8631/0 |
QC-107 |
1602/0 |
QC-46 |
0749/0 |
QC-107 |
0459/0 |
|||||
|
QC-48 |
8092/0 |
QC-110 |
5319/0 |
QC-48 |
7547/0 |
QC-110 |
4644/0 |
QC-48 |
0796/0 |
QC-110 |
0221/0 |
|||||
|
ولتاژ ژنراتور (پریونیت) |
ولتاژ ژنراتور (پریونیت) |
ولتاژ ژنراتور (پریونیت) |
||||||||||||||
|
V1 |
9927/0 |
V8 |
0179/1 |
V1 |
9928/0 |
V8 |
0000/1 |
V1 |
9969/0 |
V8 |
9804/0 |
|||||
|
V2 |
0009/1 |
V9 |
0116/1 |
V2 |
9883/0 |
V9 |
9929/0 |
V2 |
0002/1 |
V9 |
9967/0 |
|||||
|
V3 |
0008/1 |
V12 |
0000/1 |
V3 |
0000/1 |
V12 |
9950/0 |
V3 |
9889/0 |
V12 |
9923/0 |
|||||
|
V6 |
0022/1 |
V6 |
9987/0 |
V6 |
0002/1 |
|||||||||||
|
موقعیت تپ ترانسفورماتور |
موقعیت تپ ترانسفورماتور |
موقعیت‌تپ ترانسفورماتور |
||||||||||||||
|
T8 |
0112/1 |
T95 |
0326/1 |
T8 |
0000/1 |
T95 |
0307/1 |
T8 |
9852/0 |
T95 |
0330/1 |
|||||
|
T32 |
0906/1 |
T102 |
9443/0 |
T32 |
9984/0 |
T102 |
9670/0 |
T32 |
0381/1 |
T102 |
0131/1 |
|||||
|
T36 |
0033/1 |
T107 |
9067/0 |
T36 |
9826/0 |
T107 |
9887/0 |
T36 |
9564/0 |
T107 |
9795/0 |
|||||
|
T51 |
0000/1 |
T127 |
9673/0 |
T51 |
9982/0 |
T127 |
9861/0 |
T51 |
9917/0 |
T127 |
9973/0 |
|||||
|
T93 |
0080/1 |
T93 |
9725/0 |
T93 |
9641/0 |
|||||||||||
شکل (9): مقایسۀ منحنی همگرایی با هدفحداقل‌سازی انحراف ولتاژ کل برای سیستم قدرت 118 شین IEE
3-2-3-4 مقایسۀ نتایج بهبود شاخص ثبات ولتاژ برای سیستم 118 شین IEEE
روش‌های پیشنهادی برای بهبود شاخص پایداری ولتاژ کل در سیستم 118 شین به کار برده شده و تابع هدف در نظر گرفته شده‌اند. مقایسه مقادیر بهینه نتایج به‌دست‌آمده شاخص پایداری ولتاژ حاصل از سه روش بررسی می‌شود و در جدول (13) و مقایسۀ مقادیر بهینه از متغیرهای کنترل به‌دست‌آمده از سه روش در سیستم 118 شین IEEE در جدول (14) نشان داده شده است و در شکل(10) مشاهده می‌شود نتایج شبیه‌سازی بهینه‌سازی توان راکتیو با هدف بهبود شاخص پایداری ولتاژ کل در سیستم 118 شین با روش‌های ذکرشده، روش ترکیب الگوریتم فازی میانگین و الگوریتم جستجوی گرانشی بر پایۀ تضاد ازنظر زمان همگرایی و نتایج بهتری نسبت به روش‌های دیگر به دست آمده‌اند.
جدول (13): مقایسۀ نتایج با هدف بهبود شاخص ثبات ولتاژ در سیستم 118 شین IEEE با الگوریتمهای GSA و OGSA و ترکیبی (FUZZY Main C-OGSA)
|
الگوریتم GSA |
الگوریتم OGSA |
الگوریتم ترکیبی (FUZZY Main C-OGSA) |
||||||||||
|
بانک خازنی (پریونیت) |
بانک خازنی (پریونیت) |
بانک خازنی (پریونیت) |
||||||||||
|
QC-5 |
2213/0- |
QC-74 |
3245/0 |
QC-5 |
5261/0- |
QC-74 |
2176/0 |
QC-5 |
3071/0- |
QC-74 |
1078/0 |
|
|
QC-34 |
0362/0 |
QC-79 |
1536/0 |
QC-34 |
0351/0 |
QC-79 |
1342/0 |
QC-34 |
0165/0 |
QC-79 |
1361/0 |
|
|
QC-37 |
2831/0- |
QC-82 |
1161/0 |
QC-37 |
2146/0- |
QC-82 |
1275/0 |
QC-37 |
1891/0- |
QC-82 |
1391/0 |
|
|
QC-44 |
0879/0 |
QC-83 |
0133/0 |
QC-44 |
0542/0 |
QC-83 |
0287/0 |
QC-44 |
0814/0 |
QC-83 |
0434/0 |
|
|
QC-45 |
0977/0 |
QC-105 |
0792/0 |
QC-45 |
0654/0 |
QC-105 |
0852/0 |
QC-45 |
0777/0 |
QC-105 |
0991/0 |
|
|
QC-46 |
0137/0 |
QC-107 |
1220/0 |
QC-46 |
0348/0 |
QC-107 |
0972/0 |
QC-46 |
0454/0 |
QC-107 |
0520/0 |
|
|
QC-48 |
9982/0 |
QC-110 |
0438/0 |
QC-48 |
0011/0 |
QC-110 |
0382/0 |
QC-48 |
0042/0 |
QC-110 |
0164/0 |
|
|
ولتاژ ژنراتور (پریونیت) |
ولتاژ ژنراتور (پریونیت) |
ولتاژ ژنراتور (پریونیت) |
||||||||||
|
V1 |
9899/0 |
V8 |
9873/0 |
V1 |
9972/0 |
V8 |
9727/0 |
V1 |
0189/1 |
V8 |
9887/0 |
|
|
V2 |
9801/0 |
V9 |
9979/0 |
V2 |
9896/0 |
V9 |
9793/0 |
V2 |
9986/0 |
V9 |
0234/1 |
|
|
V3 |
9813/0 |
V12 |
9671/0 |
V3 |
9707/0 |
V12 |
0201/1 |
V3 |
9951/0 |
V12 |
0194/1 |
|
|
V6 |
9746/0 |
V6 |
0033/1 |
V6 |
9756/0 |
|||||||
|
موقعیت تپ ترانسفورماتور |
موقعیت‌تپ ترانسفورماتور |
موقعیت‌تپ ترانسفورماتور |
||||||||||
|
T8 |
8627/0 |
T95 |
9461/0 |
T8 |
8656/0 |
T95 |
9233/0 |
T8 |
9621/0 |
T95 |
9121/0 |
|
|
T32 |
0169/1 |
T102 |
1239/0 |
T32 |
0534/1 |
T102 |
0971/0 |
T32 |
0749/1 |
T102 |
0637/0 |
|
|
T36 |
0621/1 |
T107 |
9317/0 |
T36 |
0378/1 |
T107 |
9188/0 |
T36 |
0149/1 |
T107 |
9049/0 |
|
|
T51 |
9620/0 |
T127 |
9544/0 |
T51 |
9884/0 |
T127 |
9601/0 |
T51 |
9910/0 |
T127 |
9848/0 |
|
|
T93 |
0177/1 |
T93 |
0549/1 |
T93 |
0871/1 |
|||||||
جدول (14): مقایسه نتایج شبیه‌سازی سیستم 118 شین IEEE با هدف بهبود شاخص ثبات ولتاژ
|
زمان( ثانیه) |
شاخص ولتاژ (پریونیت) |
الگوریتم مورداستفاده |
|
3247/6 |
9670/1 |
GSA |
|
4393/5 |
9707/1 |
OGSA |
|
1111/4 |
9751/1 |
FUZZY Main C-OGSA |
شکل (10): مقایسه منحنی همگرایی بهبود شاخص ثبات ولتاژ برای سیستم قدرت 118 شین IEEE
این پژوهش به مسئلۀ پخش بهینه توان راکتیو، با درنظرگیری توابع هدف مختلف و با استفاده از روش‌های هوشمند و فرا ابتکاری پرداخته است. با توجه به محدودیت توان راکتیو تولیدی ژنراتورها، به دلیل مسائل حرارتی سیم‌پیچ‌ها و این واقعیت که ژنراتورهای موجود در شبکه به‌تنهایی نمی‌توانند در ساعات پربار، تمام توان راکتیو مورد نیاز سیستم را تأمین کنند، مسئلۀ پخش بهینه توان راکتیو اهمیت پیدا می‌کند. در این راستا، در مقالۀ حاضر اهداف مختلفی شامل حداقل‌سازی اتلاف توان اکتیو، حداقل‌سازی انحراف ولتاژ کل و بهبود شاخص ثبات ولتاژ، به‌تفکیک مدنظر قرار گرفته‌اند. همچنین بهینه‌سازی پخش توان راکتیو نیز به کمک سه روش مختلف شامل الگوریتم جستجوی گرانشی، الگوریتم جستجوی گرانشی بر پایۀ تضاد و ترکیب الگوریتم فازی میانگین و الگوریتم جستجوی گرانشی بر پایۀ تضاد، روی سیستم‌های مطالعاتی 30 شینه و 118 شینه IEEE انجام شده است. نتایج حاصل از شبیه‌سازی‌ها به‌وضوح نشان می‌دهند در روش ترکیبی، شاخص زمانی مربوط به همگرایی، بهبود و میزان جهش نیز کاهش یافته است. همچنین حاشیه‌های پایداری سیستم نیز افزایش یافته که به‌نوبه خود به آزادسازی بخشی از ظرفیت شبکۀ انتقال و درنتیجه استفادۀ اقتصادی‌تر از شبکۀ قدرت منجر خواهد شد. و نیز نشان داده شده است بازدهی و مقادیر بهینۀ حاصل از روش ترکیبی نسبت به دیگر روش‌ها کیفیت بهتری دارند؛ بنابراین روش ترکیبی مبتنی بر الگوریتم فازی میانگین و الگوریتم جستجوی گرانشی بر پایۀ تضاد، الگوریتم بسیار مناسب و کارآمد برای حل برخی از دیگر مسائل بهینه‌سازی مهندسی پیچیده است.
[1]تاریخ ارسال مقاله: 27/04/۱۳۹۶
تاریخ پذیرش مقاله: 07/12/۱۳۹۶
نام نویسندۀ مسئول: آرش دهستانی کلاگر
نشانی نویسندۀ مسئول: ایران – تهران – دانشگاه صنعتی مالک‌اشتر – گروه مهندسی برق
)