پایان نامه جایابی بهینه ادوات SVC & TCSC به منظور کاهش تلفات در سیستم های انتقال با استفاده از الگوریتم ژنتیک

word
81
5 MB
32223
1393
کارشناسی ارشد
قیمت: ۸,۱۰۰ تومان
دانلود فایل
  • خلاصه
  • فهرست و منابع
  • خلاصه پایان نامه جایابی بهینه ادوات SVC & TCSC به منظور کاهش تلفات در سیستم های انتقال با استفاده از الگوریتم ژنتیک

    پایان نامه دریافت درجه کارشناسی ارشد ( M.S )

    گرایش برق قدرت

    چکیده

    با گسترش روزافزون مصرف انرژی در جهان، توسعه شبکه های قدرت امری ضروریست. اما ایجاد خطوط انتقال جدید، مستلزم صرف زمان وهزینه های گزاف بوده ولذا درصورت امکان استفاده ازهمان خطوط با ظرفیت انتقال بالاتر بسیار مقرون به صرفه می باشد. امروزه سیستم شبکه های قدرت با مشکلاتی از قبیل  ناپایداری ولتاژ با ریسک بالا و تلفات توان مواجه است. این پدیده ناشی ازعدم کنترل توان راکتیو در شرایط بهره برداری سنگین به سبب افزایش تقاضای بار و توسعه سیستم های قدرت در دنیا است. به طور کلی مشکل  کنترل توان راکتیو از دو منظر قابل بررسی است: جبران بار و پشتیبانی از ولتاژ. بدین منظور به جهت کاهش تلفات توان  کل سیستم  یا انحراف ولتاژ به عنوان یک هدف، با محاسبه تنظیمات بهینه خروجی توان راکتیو و ولتاژ ترمینال نیروگاه ها ، تپ ترانسفورماتور و تنظیمات  خروجی ادوات دیگر جبران کننده مانند بانک خازنی و مولد سنکرون استفاده می شود. دراین خصوص از تنظیمات  ادوات انعطاف پذیر جریان متناوب FACTS  به عنوان کنترلرهای اضافه شده درنظر گرفته شده است تا  با اعمال برپارامترهای سیستم انتقال، شاهد تاثیرآن بر کاهش تلفات انتقال در سیستم قدرت باشیم.  از  مدل های استاتیک جبران سازها  دو نوع از ادوات FACTS شامل: جبران ساز موازی توان راکتیو (SVC) و خازن جبران ساز سری کنترل شده با تریستور  (TCSC)، در فرمول حل مسئله گنجانده شده است. دراین پایان نامه با جایابی بهینه این ادوات در شبکه قدرت توسط الگوریتم ژنتیک، با کنترل توان راکتیو به کاهش هرچه بیشترتلفات وافزایش ظرفیت انتقال انرژی درخطوط کمک می شود و در پایان با شبیه سازی شبکه تست  6 و24 شین IEEE و قراردادن ادوات FACTS درآن این امراثبات خواهد شد.

    واژه‌های کلیدی: ادوات  FACTS، SVC ، TCSC  ، جایابی ، الگوریتم ژنتیک ( GA)

     

     

    فصل اول

     

    مروری بر ادوات FACTS،

    الگوریتم ژنتیک،

     کنترل توان راکتیو و شاخص کاهش تلفات

     

     

     

     

     

     

     

    1-1 مقدمه

    یکی ازمهمترین دغدغه های امروزه بشر، تأمین انرژی است. انرژی از ارکان اصلی اقتصاد به شمار می آید ودراین میان برق به عنوان عالیترین نوع انرژی جایگاه ویژه ای دارد. امروزه میزان تولید ومصرف انرژی برق شاخص رشد اقتصادی جوامع و یکی ازمعیارهای سنجش رفاه محسوب می شود. کاهش ذخایر نفت و گاز ازیکسو و افزایش میزان مصرف انرژی درسطح جهان ازسوی دیگر، پژوهشگران و محققین را برآن داشت تا برای افزایش راندمان و ارتقای بهره وری نیروگاهها، کاهش تلفات  وحفظ محیط زیست توجهی جدی به بهینه سازی تولید وانتقال انرژی درشبکه های قدرت داشته باشند. درهمین راستا درسالهای اخیر با گسترش صنعت الکترونیک قدرت، سیستمهای انعطاف پذیر انتقال جریان متناوب  (FACTS[1]) و با توجه به قابلیت های فراوان وکاربردهای وسیع، به سرعت درشبکه های انتقال قدرت بکار گرفته شد وتحولی درسیستم های انتقال ایجاد کرد به طوری که امکان بهبود انتقال جریان برق را فراهم می کند. تکنولوژی این سیستم ها، سرعتی بالاتر از ادوات الکترونیکی قدیمی را فراهم می نماید. انتخاب ادوات FACTS  برای کنترل توان راکتیو سیستم به کار برده می شود تا ولتاژ را در شین های بار کنترل نماید.مطالعات زیادی نشان می دهد که تکنولوژی ادوات   FACTS با حفظ پروفیل ولتاژ و تاثیر بر  پارامتر های انتقال باعث بالا رفتن ظرفیت انتقال شده و تلفات سیستم قدرت را کاهش، و تراکم بار خطوط را کم، قابلیت اطمینان را  بهبود  و عملکرد و کنترل را افزایش می دهد.در سال های اخیر کنترل توان راکتیو و کاهش تلفات در سیستم های قدرت  از طریق جایابی بهینه ادوات FACTS با استفاده از الگوریتم های مختلف هوشمند انجام شده است. الگوریتم ژنتیک (GA[2]) یکی از تکنیک های جستجو در علم رایانه به جهت یافتن راه حل تقریبی، برای بهینه سازی و مسائل جستجو است.

    1-2 سیستم های انعطاف پذیر انتقال جریان متناوب FACTS

    (سیستم قدرت) گسترده و پیوسته..... .  شاید بتوان گفت سیستم قدرت پیچیده ترین وسیله ی ساخت بشر امروزیست. یکی از اجزاء اصلی سیستم ها، خطوط انتقال است.  وظیفه این خطوط انتقال الکتریکی از نیروگاه ها به مراکز مصرف است.بدیهی است خطوط انتقال باید دارای قابلیت اطمینان و بازدهی بالا  و تلفات کم باشند. از طرفی مصرف انرژی الکتریکی روز به روز بیشتر شده و نیاز بیشتری به انتقال توان احساس می شود. بنابراین یا باید خطوط انتقال جدیدی احداث شود و یا اینکه خطوط موجود تجهیز شوند تا امکان استفاده بیشتری با کمترین هزینه فراهم شود. ضمن اینکه در بعضی مواقع احداث خطوط انتقال جدید به دلیل مشکلات طبیعی و شرایط محیطی و هزینه های هنگفت، دشوار و بعضاً غیر ممکن است و ناچاریم از خطوط موجود حداکثراستفاده را ببریم]5[. تجهیزات  FACTS اولین بار توسط[3]EPRI در سال 1990 میلادی در امریکا ارائه شدند]6[. این تجهیزات وسایلی هستند که علاوه بر افزایش بار پذیری سیستم باعث می شوند قدرت تا حد بسیار زیادی تحت کنترل در آید و با سرعت زیادی که دارند قادر هستند پایداری سیستم را بهبود ببخشند]7[.

     

     

     

     

     

     

     

    از مهمترین ادوات FACTS   پرکاربرد  می توان به موارد زیر اشاره کرد ] 9 ،10[:

    جبران کننده توان راکتیواستاتیکی [4] SVC

    خازن سری کنترل کننده با تریستور TCSC[5]

    کنترل کننده یکپارچه توان UPFC[6]

    جبران کننده استاتیک STATCOM[7]

    از میان موارد بالا دو مورد اول در این پایان نامه تحت بحث و بررسی قرار گرفته اند. , SVC TCSC از نظر ساختار بسیار شبیه هم هستند. SVC توسط یک ترانسفورماتور کاهنده به طور موازی به خط وصل می شود   ]11 [، ولی TCSC  بصورت سری در خط قرار می گیرند.از آنجا که قیمت این تجهیزات تقریباً زیاد است، استفاده از این وسایل هنوز چندان رایج نشده و پیش بینی می شود قیمت ها روند کاهشی داشته باشند و زمینه بکارگیری این تجهیزات در سیستم انتقال بیشتر شود.

    از تحقیقاتی که برای استفاده از ادوات   FACTSانجام شده و یا در حال انجام است، جایابی و تعیین ظرفیت آنهاست. بطوری که هم از نظر اقتصادی و هم از لحاظ تاثیر گذاری بهینه باشند. روش های بکار گرفته شده بستگی به هدف مورد نظر دارد.

     

     

     

    1-3  الگوریتم ژنتیک ( GA)

    الگوریتم های ژنتیک الگوریتم هایی هستند که بر پایه تکامل طبیعی و بقای برتر کار می کنند و در محاسبات تکاملی به صورت انتزاعی از مفاهیم اساسی تکامل طبیعی در راستای جستجو برای یافتن راه حل  بهینه مختلف الهام گرفته شده است.

    الگوریتم ژنتیک یکی از اصول انتخاب طبیعی داروین برای یافتن فرمول بهینه جهت پیش بینی یا تطبیق الگو استفاده می کنند. الگوریتم های ژنتیک اغلب گزینه خوبی برای تکنیک های پیش بینی بر مبنای تصادف هستند .مختصراً گفته می شود که الگوریتم ژنتیک (GA) یک تکنیک برنامه نویسی است که از تکامل ژنتیکی به عنوان یک الگوی حل مسئله استفاده می کند.

    در دهه 70 میلادی دانشمندی از دانشگاه میشیگان به نام John Holland در کتاب خود با نام (تطبیق در سیستم های طبیعی و مصنوعی)، ایده استفاده از الگوریتم ژنتیک را در بهینه سازی های مهندسی مطرح کرد. ایده اساسی این الگوریتم انتقال خصوصیات موروثی توسط ژن هاست.

    در این الگوریتم(GA)  مسأله ای که باید حل شود، ورودی است و راه حل ها طبق یک الگو کدگذاری       می شوند(باینری، حقیقی)، که تابع برازش  (Fitness)،  نام دارد.  تابع برازش ،کاندیدا (انتخاب) را ارزیابی  می کند، که اکثر آنها به صورت تصادفی انتخاب شده، و از بخش های زیر تشکیل می شوند: تابع برازش ، نمایش ، انتخاب و تغییر ( تقاطع( (Crossover ، جهش( (Mutation).

    ABSTRACT

     

     

    With increasing world energy consumption, the development of power grid is essential. But the creation of new transmission lines required therefore, excessive costs and time lines if possible use the same transmission capacity much higher cost. In Modern day power system networks are having high risks of voltage instability problems and Real power loss have been faced .This phenomenon tends to occur from lack of control reactive power supports in heavily stressed operating conditions caused by increased load demand and the fast developing of power systems across the world. In general the problem of reactive power to reduce the total system real power loss or voltage deviation as an objective to compute optimal settings of reactive power output or terminal voltages of generating plants, transformer tap settings and output of other compensating devices such as capacitor banks and synchronous condensers. This paper has considered the setting of flexible AC transmission system (FACTS) devices as additional control parameters for transmission loss reduction in power system and the impact on system loss reduction in power system. Static models of two FACTS devices consisting of static VAR compensator (SVC),Thyristor controlled series compensator (TCSC) have been included in the problem formulation. The proposed algorithm has been in this paper, the optimal placement of the instruments of power network by genetic algorithm to   control reactive power to further reduce losses and increase the transmission capacity.
    In the energy lines and assisted in the simulation of IEEE 6 &24 bus test system and the placement of FACTS devices, where it will be proven
  • فهرست و منابع پایان نامه جایابی بهینه ادوات SVC & TCSC به منظور کاهش تلفات در سیستم های انتقال با استفاده از الگوریتم ژنتیک

    فهرست:

    صفحه

    چکیده........................................................................................................................................ 1

    فصل اول مروری بر ادوات  FACTS و الگوریتم ژنتیک و تعریف شاخص کاهش تلفات ......................................... 2                                  

    1-1مقدمه.................................................................................................................................... 3

    1-2 سیستم های انعطاف پذیر انتقال جریان متناوب FACTCS ........................................................................ 4

    1- 3 الگوریتم ژنتیک  Genetic Algorithm......................................................................................... 6

    1-4 تعریف شاخص تلفات................................................................................................................ 7

    1-4-1 محاسبه شاخص تلفات............................................................................................................ 8

    فصل دوم سیستم های انعطاف پذیرانتقال جریان متناوب FACTCS................................................................ 10

    2-1 مقدمه................................................................................................................................ 11

    2-2 جبران کننده توان راکتیو استاتیکی............................................................................................... 13

    2-2-1 راکتور کنترل شده با تریستورTCR........................................................................................... 15

    2-2-2 مدار معادل SVC............................................................................................................... 23

    2-2-3 کنترل و حدود SVC............................................................................................................ 24

    2-2-4 رفتار SVC ها در اغتشاشات کوچک........................................................................................ 26

    2-2-5  تاثیر SVC  در افزایش حد انتقال قدرت ................................................................................... 27

    2-3 مدل دینامیکی  TCSC   و هارمونیک های تولیدی ان........................................................................ 29

     

    فصل سوم تعیین مکان و اندازه ی ادوات TCSCو  SVCبا الگوریتم ژنتیک (GA)............................................. 35

    3-1  مقدمه............................................................................................................................. 36

    3-2  مدل سازی TCSCوSVC........................................................................................................ 37

    3-3  مزایای استفاده از تجهیزات FACTS.......................................................................................... 37

    3-4  مدل سازی TCSC............................................................................................................... 38

    3-5  مدل سازی  SVC................................................................................................................ 40

    3-6  درجه جبران موازی (Kd) ..................................................................................................... 42

     

    عنوان                                                                                                                               صفحه

    3-7  تابع هدف کمینه کردن تلفات................................................................................................ 43

    3-8  الگوریتم جایابی بهینه با کد بندی ژنتیک حقیقی...........................................................................44

    3-9  الگوریتم قرار گرفتن TCSCو SVCدر سیستم............................................................................. 45

     

    فصل چهارم نتایج شبیه سازی................................................................................................... 46

    4-1 مقدمه.......................................................................................................................... 47

    4-2  نتایج مربوط به سیستم نمونه 6 شین...................................................................................... 47

    4-3  بررسی شاخص کاهش تلفات در سیستم با 6 شین....................... ............................................... 48

    4-3-1 بررسی شاخص کاهش تلفات درسیستم با 6 شین بدون نصب ادوات................................................ 48

    4-3-2 بررسی شاخص کاهش تلفات با نصب SVCدرسیستم با 6 شین...................................................... 48

    4-3-3 بررسی شاخص کاهش تلفات با نصبTCSCدرسیستم با 6 شین..................................................... 48

    4-3-4بررسی شاخص کاهش تلفات با نصب ترکیبی  SVC و TCSCدرسیستم با 6 شین.................................. 49

    4-4  نتایج مربوط به سیستم با 24 شین........................................................................................ 51

    4-4  بررسی شاخص کاهش تلفات در سیستم 24 شین....................................................................... 53

    4-4-1 بررسی شاخص کاهش تلفات درسیستم 24 شین بدون نصب ادوات................................................ 53

    4-4-2 بررسی شاخص کاهش تلفات درسیستم 24 شینIEEE با نصب SVC............................................... 53

    4-4-3 بررسی شاخص کاهش تلفات درسیستم 24 شین IEEE با نصب TCSC............................................. 53

    4-4-4 بررسی شاخص کاهش تلفات درسیستم 24 شین با نصب ترکیبیTCSCوSVCدر سیستم 24  شین IEEE....... 54

     

    فصل پنجم. نتیجه گیری و پیشنهادات........................................................................................... 59

    5-1 نتیجه گیری.................................................................................................................. 60

    5-2  پیشنهادات................................................................................................................... 60

    مراجع ............................................................................................................................. 61

    ضمائم...............................................................................................................................64

    ABSTRACT...............................................................................

    منبع:

     

    [1] Karami, M.; Mariun, N.; Ab Kadir, M.Z.A. Determining optimal location of StaticVar Compensator by means of genetic algorithm ,pp.172-177,IEEE,2011.

    [2] MadhusudhanaRao, G. Ramarao, P.V. ; Kumar, T.J. Optimal location of TCSC and SVC for enhancement of ATC in a de-regulated environment using RGA , International Conference on Computational Intelligence and Computing Research (ICCIC), 2010 IEEE.

    [3] H.Farahmand, M.Rashidi-Nejad and M.Fotuhi-Firoozabad Implementation of FACTS Devices for ATC Enhancement Using RPF Technique , Power Engineering Large Engineering systems Conference (LESCOPE),IEEE, 2004.

    [4] Etemad, Reza Navabi, Reza  Shayanfar, Heidar Ali, Optimal location and setting of TCSC under single line contingency using Mixed Integer Nonlinear Programming , 9th International Conference on Environment and Electrical Engineering (EEEIC), 2010 IEEE.

    [5] D.Marakutulam, editor, Pros. FACTS Conference I-The Future In High Voltage Transmission, TR-100504,EPRI,March 1992.

    [6] Z.T.Faure,"Effects of FACTS devices on static voltage collapse phenomena Master's Thesis,University of Waterloo,1996.

    [7] T.J.Overbye, D.Btown,"Use of FACTS devices for power system stabilityenhancement",Proceeding of the IEEE 36th Midwest Symposium on Circuit and Systems,USA,pp.1019-1936,1993.

    [8] F.D.Galiana et al.,"Assessment and control of the impact of FACTS devices on power system performance",IEEE Trans on Power System,Vol.11,No.4,pp.158-165,November 1996.

    [9] G.K.Morison,P.Kundure,"Voltage stability analysis using static and dynamic approaches",IEEE Trans.Power Systems,Vol.8,No.3,pp.1159-1172.

    [10] L.Gyugyi,"Dynamic compensation of ac transmission lines by solid-state synchronous voltage source",IEEE Trans on Power Delivery,Vol.9,No.2,pp.904-911,April 1994.

    [11] "Static Var Compensators",technical report of task force 2,CIGRUE,1986.

    [12] Laszlo Gyugyi,"Power electronics in electric utilities :static var compensators",Proc.of the IEEE,Vol.76,No.4,pp.483-494,April 1988.

    [13] Claudio A.Canizraes,Zeno T. Faur,"using FACTS controller to maximize pp.158-165,February 1999.

    [14] H.F.Wang,F.J.swift,"A unified model for the analysis of FACTS devices in damping power systems oscillations Part I :single machine infinite-bus power system",IEEE Trans.Power Delivery,Vol.12,No.2,pp.941-946,April 1997.

    [15] A.T.Johns,U.H.Song,"Flexible ac transmissions system(FACTS)",IEEE Power and energy ,London,T.J International Ltd,1999.

    [16] J.F.Gronquist et al,"Power oscillation damping control strategies for FACTS devices using locally measurable quantities",IEEE Trans.Power Systems Vol.10,No.3,pp.1598-1605,August 1995.

    [17] M.Moghavvemi,M.O.Faruqe,"Effects of FACTS devices on static voltagestability",IEEE,2000.

    [18] Hingorani,N.G.,"High power electronics in ac transmissions systems",International Symposium on Electrical Energy Conversion in Power Systems,Invated paper,No.TIP.4,Capri,Italy,1989.

    [19]Mathur,R.M.(Ed),"Static compensators for reactive power control",Canadian Electrical Association,1984.

    [20] Roland Priemer,"Introductory Signal Processing",World Scientific,1991.

    [21]   کنترل توان راکتیو در سیستم های الکتریکی ، تالیف تی . جی. ای میلر ، ترجمه رضا قاضی ، انتشارات جهاد دانشگاهی مشهد.



تحقیق در مورد پایان نامه جایابی بهینه ادوات SVC & TCSC به منظور کاهش تلفات در سیستم های انتقال با استفاده از الگوریتم ژنتیک, مقاله در مورد پایان نامه جایابی بهینه ادوات SVC & TCSC به منظور کاهش تلفات در سیستم های انتقال با استفاده از الگوریتم ژنتیک, پروژه دانشجویی در مورد پایان نامه جایابی بهینه ادوات SVC & TCSC به منظور کاهش تلفات در سیستم های انتقال با استفاده از الگوریتم ژنتیک, پروپوزال در مورد پایان نامه جایابی بهینه ادوات SVC & TCSC به منظور کاهش تلفات در سیستم های انتقال با استفاده از الگوریتم ژنتیک, تز دکترا در مورد پایان نامه جایابی بهینه ادوات SVC & TCSC به منظور کاهش تلفات در سیستم های انتقال با استفاده از الگوریتم ژنتیک, تحقیقات دانشجویی درباره پایان نامه جایابی بهینه ادوات SVC & TCSC به منظور کاهش تلفات در سیستم های انتقال با استفاده از الگوریتم ژنتیک, مقالات دانشجویی درباره پایان نامه جایابی بهینه ادوات SVC & TCSC به منظور کاهش تلفات در سیستم های انتقال با استفاده از الگوریتم ژنتیک, پروژه درباره پایان نامه جایابی بهینه ادوات SVC & TCSC به منظور کاهش تلفات در سیستم های انتقال با استفاده از الگوریتم ژنتیک, گزارش سمینار در مورد پایان نامه جایابی بهینه ادوات SVC & TCSC به منظور کاهش تلفات در سیستم های انتقال با استفاده از الگوریتم ژنتیک, پروژه دانشجویی در مورد پایان نامه جایابی بهینه ادوات SVC & TCSC به منظور کاهش تلفات در سیستم های انتقال با استفاده از الگوریتم ژنتیک, تحقیق دانش آموزی در مورد پایان نامه جایابی بهینه ادوات SVC & TCSC به منظور کاهش تلفات در سیستم های انتقال با استفاده از الگوریتم ژنتیک, مقاله دانش آموزی در مورد پایان نامه جایابی بهینه ادوات SVC & TCSC به منظور کاهش تلفات در سیستم های انتقال با استفاده از الگوریتم ژنتیک, رساله دکترا در مورد پایان نامه جایابی بهینه ادوات SVC & TCSC به منظور کاهش تلفات در سیستم های انتقال با استفاده از الگوریتم ژنتیک

ثبت سفارش
تعداد
عنوان محصول
بانک دانلود پایان نامه رسا تسیس