ترجمه مقاله بهره‌برداری بهینه از شبکه های توزیع فعال سیستم

توضیحات

 عنوان فارسی: بهره‌برداری بهینه از شبکه های توزیع فعال، یک چارچوب سیستم از سیستم‌ها

عنوان انگلیسی مقاله ترجمه شده:

Optimal Operation of Active Distribution Grids: A System of Systems Framework

خلاصه

یک شبکه توزیع فعال از سیستم های مستقلی تشکیل شده است که برای کارکرد ایمن و اقتصادی شبکه با یکدیگر همکاری می کنند. این مقاله یک چارچوب سیستم از سیستم ها (SoS) را برای شبکه توزیع فعال بیان می‌کند. ساختار SoS بیان شده هر دو شرکت های توزیع (DISCO) و میکروگریدها (MGs) را توصیف می‌کند و فرایند تبادل اطلاعات بین آن ها را بیان می کند. به دلیل آن که DISCO و MGs بصورت فیزیکی به یکدیگر متصل هستند، وضعیت عملکردی یکی می‌تواند بر روی دیگری تاثیر داشته باشد. مدل ریاضی ارائه شده از یک مسئله بهینه سازی غیرمتمرکز استفاده می کند که هدف آن حداکثر کردن سود هر سیستم مجزا است. یک الگوریتم بهینه سازی ابتکاری برای ایجاد هماهنگی بین سیستم‌های مستقل و یافتن یک نقطه بهینه از SoS بر پایه شبکه توزیع فعال ارائه شده است. نتایج شبیه‌سازی عددی اثر این ساختار SoS و شیوه حل را به خوبی نشان می دهد.

کلمات کلیدی: شبکه های توزیع فعال، مسئله بهینه سازی غیر متمرکز، بهینه سازی ابتکاری، میکروگرید، سیستم از سیستم ها SoS

فهرست علائم و اختصارات

b             شاخص برای باس

d              شاخص برای بار

i               شاخص برای واحد تولید توزیع

bc            مجموعه قراردادهای دو جانبه

mg            مجموعه میکروگریدها

       تابع هزینه تولید DG شماره i

          مقدار تنظیم شده برای قردادهای دو جانبه

       توان اکتیو راکتیو تولید شده توس منبع i

      توان انتقالی از سوی DISCO به ISO

          توان انتقالی از MG به  DISCO

             توان انتقالی ظاهر شده از میان خط l

                قیمت بازار عمده فروشی

                قیمت توان تبادلی بین DISCO و  MG

             قیمت انرژی خرده فروشی توسط DISCO

             قیمت انرژی خرده فروشی توسط MG

               بردار پاسخ و هدف متغیرها

            مقدار حداکثر و حداقل متغیر X

                 مقدار مورد نظر متغیر X تقاضا شده از سوی ORIGIN و فرستاده شده از سوی CLIENT.

معرفی

شبکه های توزیع سنتی بدون منابع تولید شبکه های غیر فعال هستند که جهت انتقال توان از سوی بالادست به سمت پایین دست استفاده کننده است. شبکه های توزیع غیر فعال به علت نسبت مقاومت به راکتانس بالا دارای تلفات زیاد است. همچنین قابلیت اطمینان در این نوع شبکه ها یک مسئله است چون زمانی که باس تغذیه اصلی دچار مشکل شود تمام بار فیدر از دست خواهد رفت. روبرو شدن با مسائل اقتصادی، تکنیکی و زیست محیطی در شبکه های سنتی استفاده از منابع تولید توزیع (DGs) به صورت محلی در مرکز بارها اخیرا مورد توجه قرار گرفته است. دسته ای از بارها، منابع تولید توزیع و ارتباط آن‌ها، طرح اتوماسیون و مدیریت انرژی بوسیله پیکره ارتباطی و نظارت، کنترل و حفاظت منابع تولید توزیع و بارها، به مفهوم میکروگرید (MG) برمی گردد. MGs در حالت بروز خطا قادرند بصورت مجزا از شبکه بالادست عمل کنند. یک شبکه توزیع مدرن شامل چندین میکروگرید است. بنابراین در مقایسه با شبکه های توزیع سنتی، شبکه های توزیع دارای میکروگرید شبکه های فعال هستند که قابلیت تولید انرژی در سطح ولتاژ توزیع برای بارهای محلی دارند. در شبکه های توزیع فعال جهت توان انتقالی دو طرفه است. بنابراین تلفات انرژی سیستم می‌تواند کاهش یابد و قابلیت اطمینان نیز به طور اساسی بهبود خواهد یافت. نصب DGها در شبکه های توزیع چالش های جدیدی را در عملکرد سیستم قدرت بوجود می‌آورد که هماهنگی بین DG و شبکه، تعادل بین تولید و  مصرف و تاثیر هزینه تولید DGها بر قیمت بازار برق از این جمله هستند. به منظور آنالیز تاثیر منابع تولید توزیع روی تلفات شبکه و تامین بار، یک ابزار محاسباتی بر پایه منطق فازی در [5] بیان شده است. مرجع [6] یک مدل بهینه سازی متمرکز برای عملکرد کوتاه مدت یک سیستم توزیع با درنظر گرفتن افزایش تدریجی مشارکت DGها در محدود کردن تلفات، ارائه کرده است. مرجع [7] یک مدل بهینه سازی دو مرحله ای برای برنامه ریزی بهره برداری کوتاه مدت منابع انرژی در شبکه توزیع ارائه کرده است. این مدل یک مسئله بهینه سازی غیر خطی با چند تابع هدف است است که قیود شبکه و نیازهای بهره برداری را نیز در نظر گرفته است. برای اطمینان ارز عملکرد پایدار MGها یک مسئله پخش بار اقتصادی در [8] فرمول بندی شده است که پخش بار DGها را برای عملکرد بهینه MGها انجام می دهد. تابع هدف این است که هزینه تولید DGها هنگام اتصال به شبکه حداقل شود. یک سیستم چند عامله برای بهره برداری در زمان حقیقی از MG در [9] بیان شده است که بر روی طرح بندی تولید و مدیریت بار تمرکز کرده است. یک الگوریتم برای برنامه ریزی توان راکتیو MG در [10] بیان شده است. این الگوریتم یک مسئله بهینه سازی چهار مرحله ای با چند تابع هدف است که تلفات توان را حداقل می کند و رزرو توان راکتیو و حد پایداری ولتاژ را حداکثر می کند. توجه شود که در شبکه های توزیع فعال، DISCOs و MGs که ممکن است بصورت مجزا کار کنند می‌توانند برای عملکرد بهینه شبکه توزیع کلی با یکدیگر همکاری کنند. چون این مجموعه ها از یکدیگر مجزا هستند، رقابت و ارتباطات بین آن ها می تواند در مفهوم سیتم از سیتم ها (SoS) بیان شود که در آن گروهی از اجزا که بصورت مجزا در نظر گرفته می شوند به عنوان سیستم هایی هستند که توسط مرکز کنترل خود اداره و بهره برداری می شوند. در SoS پخش بار و عملکرد هر سیستم مستقل نیز باید مراعات شود. ژنراتورها، بارها و اطلاعات شبکه از هر سیستم مختار معمولا با حساسیت بالا در نظر گرفته می شوند. بنابراین یک استفاده از الگوریتم بهینه سازی متمرکز که به همه اطلاعات سیستم های مجزا نیاز دارد ممکن است برای یافتن یک نقطه بهینه بهره برداری کل شبکه توزع فعال مناسب نباشد.

در این مقاله یک چارچوب بر پایه مفهوم SoS ایجاد شده است که DISCO و MGها را به عنوان سیستم های مجزا در نظر می گیرد. برای ایجاد همکاری بین سیستم های مجزا مفهوم سیستم های ORIGIN و CLIENT، فرایند تبادل اطلاعات بین سیستم های مجزا و جدول ارتباطات بحث می شود. یک مدل بهینه سازی غیر متمرکز برای حداکثر کردن سود هر سیستم مجزا در نظر گرفته شده است در حالی که قیود امنیت DISCO و قیود عملکرد MGها در آن در نظر گرفته شده است. در نطر گرفتن این مسئله که نقطه کار در سیستم SoS در نقطه کار سیستم های مجزا تاثیر گذار است، یک الگوریتم بهینه سازی ابتکاری در نظر گرفته شده است تا سیستم های مجزا را هماهنگ کند و یک نقطه کار بهینه برای سیستم SoS برپایه شبکه توزیع فعال پیدا کند. SoS معرفی شده بر پایه پخش بار بهینه غیر متمرکز یک روش است که درآن هر شرکت یا اپراتور مستقل فقط از اطلاعات و برنامه ریزی های خود برای ناحیه داخلی خود و خروج از مرزها و ارتباط با دیگر سیستم ها استفاده می کند. بنابراین فقط یک مقدار محدودی از اطلاعات بین اپراتورها از سیستم های مختلف تبادل می شود.

توجه

• برای دانلود فایل کامل ورد لطفا اقدام به خرید نمایید.
• پس از خرید بلافاصله لینک دانلود فایل برای شما ایمیل خواهد شد.