مقاله ترجمه شده طراحی بهینه ریزشبکه ها برای افزایش قابلیت اطمینان و تأمین امنیت

توضیحات

 عنوان فارسی:  طراحی بهینه ریزشبکه ها برای افزایش قابلیت اطمینان و تأمین امنیت

عنوان انگلیسی مقاله:

Reliability-Constrained Optimal Sizing of Energy Storage System in a Microgrid

چکیده

ریزشبکه ها به عنوان شاخه ای از منابع انرژی پراکنده که به یک گروه از بارهای پراکنده در حالت های متصل به شبکه و شبکه های ایزوله (منفصل از شبکه) خدمات ارایه می کنند، شناخته می شوند. امروزه، مفهوم ریزشبکه ها یک موضوع کلیدی در شبکه های هوشمند است که نیازمند یک روش سیستماتیک برای ساختن بهینه است. طبق استاندارد IEEE 1547.4، سیستم های توزیع بزرگ را می توان به منظور تسهیل کنترل قدرتمند و زیرساخت های عملیاتی در سیستم های توزیع آینده، به تعدادی زیرشبکه خوشه بندی نمود. با این حال، خوشه بندی سیستم های بزرگ به مجموعه ای از ریزشبکه ها با قابلیت اطمینان و امنیت بالا، در مقالات فعلی گزارش نشده است. برای پر کردن این شکاف، این مقاله یک رویکرد سیستماتیک و بهینه شده برای طراحی ریزشبکه ها با احتساب جنبه های قابلیت اطمینان و موارد مربوط به امنیت سیستم، ارایه می دهد. طراحی بهینه، خطاهای پایدار و موقت را برای قابلیت اطمینان سیستم از طریق یک شاخص ترکیبی احتمالاتی قابلیت اطمینان، و تعادل قدرت حقیقی و رأکتیو را برای تأمین امنیت در نظر می گیرد. بارها متغیر فرض شده و فناوری های متفاوت تولید پراکنده (DG) در نظر گرفته می شوند. طراحی مفهومی، فرمول بندی مشکل و الگوریتم های راه حل در این مقاله معرفی می شوند. سیستم توزیع شناخته شده PG&E 69- باسه به عنوان سیستم آزمون انتخاب می شود. اثر ضرایب بهینه سازی روی طراحی و نیرومندی الگوریتم ها با استفاده از مطالعات حساسیت بررسی می شود.

کلمات کلیدی: پارتیشن بندی گراف، ریزشبکه، عدم تعادل قدرت، قابلیت اطمینان، تأمین امنیت، جستجوی تابو (ممنوع).

1 مقدمه

ساختار سیستم های قدرت به طور قابل توجهی تغییر کرده که منجر به چالش های جدید برای برنامه ریزان و اپراتورهای سیستم های قدرت شده است [1]. اهداف متعدد از جمله تعویق ارتقاء سیستم، کاهش انرژی و تلفات توان و افزایش در قابلیت اطمینان سیستم، شرکت های تولید را برای ارتباط محلی منابع انرژی تجدید پذیر و واحدهای ذخیره سازی در سطح توزیع، تحریک می کند. این موضوع می تواند سیستم های توزیع معمول را به چندین سیستم توزیع به هم پیوسته مدرن که ریزشبکه نامیده می شوند، تبدیل کند. ریزشبکه ها، سیستم های توزیع کوچک هستند که یک گروه از مصرف کنندگان برق را به تعدادی از مولدهای پراکنده و واحدهای ذخیره سازی متصل می کنند که در برخی موارد، توسط مبدل های الکترونیک قدرت وصل می شوند. [2]. چندین مقاله در نوشته های مربوط به ریزشبکه ها و منافع بالقوه آنها برای صنعت برق و مشتریان وجود دارد [3]-[6]؛ با این حال، به درستی به مفهوم چگونگی ساخت چند ریزشبکه به هم پیوسته و عوامل در نظر گرفته شده در طراحی آنها پرداخته نشده است.

قابلیت اطمینان سیستم های توزیع همواره یک هدف مهم برای طراحی و بهره برداری از سیستم های قدرت بوده [7] که به تازگی به دلیل معرفی اخیر مقررات مبتنی بر عملکرد در برخی از کشورها، حتی از هر دو نقطه نظر فنی و اقتصادی به خصوص برای اپراتورهای شبکه مهم تر شده است [8]. در محیط شبکه های هوشمند و یا به طور خاص در طراحی ریزشبکه، توجه به مسائل مربوط به قابلیت اطمینان نیز چندین مزیت فنی و اقتصادی برای صنعت و مشتریان خواهد داشت. چند مقاله در مورد ارزیابی قابلیت اطمینان و بررسی در یک سیستم توزیع شامل تولیدهای پراکنده بحث کرده اند [8] -[11]؛ با این حال، آنها در مرحله برنامه ریزی در نظر گرفته نشده اند. به عبارت دیگر، قابلیت اطمینان می تواند در مرحله برنامه ریزی در نظر گرفته شود، همان طور که تعدادی از قطعات در یک بخش و یا یک ریزشبکه روی نرخ خرابی و متوسط زمان تعمیر در هر سال برای آن ریزشبکه تأثیر می گذارند. از سوی دیگر، تعداد کمتر قطعات در یک ریزشبکه منجر به تعداد زیاد ریزشبکه ها و تولید کمتر یا واخدهای ذخیره سازی به ازای هر ریزشبکه می شود. این همچنین متوسط زمان تعمیر در هر سال برای ریزشبکه ها را افزایش می دهد. بنابراین، زیرساخت بهینه ریزشبکه باید با حل یک مسأله بهینه سازی تعیین شود.