پایان نامه جایابی بهینه کلیدهای قابل کنترل از راه دور در شبکه های توزیع انرژی الکتریکی جهت افزایش قابلیت اطمینان و کاهش تلفات به روش هیوریستیک

پایان نامه جایابی بهینه کلیدهای قابل کنترل از راه دور در شبکه های توزیع انرژی الکتریکی جهت افزایش قابلیت اطمینان و کاهش تلفات به روش هیوریستیک

چکیده 

مطالعات علمی شبکه های توزیع انرژی الکتریکی با رویکردهایی عملی و کاربردی در جهت بهبود وضعیت طراحی و نیز بهره برداری از این بخش از صنعت قدرت همواره سهم عمدهای از مطالعات سیستم قدرت را به خود اختصاص داده است. یکی از روشهای اصولی در جهت بهبود وضعیت این شبکه ها، ایجاد اتوماسیون با اهدافی نظیر افزایش قابلیت اطمینان و کاهش تلفات انرژی سالانه میباشد. اما، به واسطه هزینه بالای ادوات کلیدزنی سیستمهای اتوماتیک، ابتدا باید توجیه اقتصادی طرح اتوماسیون، جنبه های عملیاتی شدن آن را تقویت کند. بنابراین بررسی همه جانبه مزایای فنی و اقتصادی حاصل از قرارگیری کلیدهای اتوماتیک در قالب یک مساله بهینه سازی با مضمون جایابی چند منظوره ادوات کلیدزنی کنترل پذیر در شبکه توزیع، میتواند توجیه مناسبی را از لحاظ فنی و اقتصادی برای طرح مذکور ارایه دهد. در این پایان نامه سعی شده است تا ضمن مطالعه و تحقیق در دو حیطه تخصصی کاملاً جدا از مطالعات شبکه توزیع، با ارایه رویکردی نوین در بحث جایابی کلیدهای کنترل پذیر از راه دور یا به اختصار کلیدهای اتوماتیک، توجیه فنی و اقتصادی مطلوب و دقیقتری از طرح اتوماسیون در شبکه های توزیع ارایه شود. در این میان ابتدا ضمن بیان اهمیت موضوع پژوهش از دو دیدگاه علمی و کابردی به ذکر مقایسه ای جامع در رویکردهای پیشین بحث جایابی کلید اقدام میگردد. سپس با ارایه فرمولاسیون جدیدی برای مساله جایابی چند منظوره کلیدهای اتوماتیک به همراه طرحی بهینه برای هماهنگی کلیدهای اتوماتیک، روشی ابتکاری برای حل چنین مساله ای پیشنهاد میگردد. در نهایت، به استناد نتایج پیاده سازی بر روی شبکه تستی توسعه یافته در این تحقیق، توجیه اقتصادی مطلوبی بر اساس رویکرد پیشنهادی در این پایان نامه، جهت طرح اتوماسیون ارایه خواهد گردید. 

مقدمه 

شبکه توزیع یکی بخشهای سه گانه سیستمهای قدرت میباشد و به عنوان مرحله نهایی از زنجیره تولید و انتقال انرژی الکتریکی به محل مصرف شناخته میشود. یکی از روشهای اصولی در جهت بهبود وضعیت طراحی و بهره برداری از این شبکه ها، بحث اتوماسیون سیستم توزیع میباشد. اما آنچه در بحث اتوماسیون همواره نکته ابهامی برای عملیاتی شدن آن میباشد قیمت بالای ادوات کلیدزنی کنترل پذیری

است که ابزار اصلی مدیریت آرایش بلادرنگ شبکه تلقی میگردند. این مهم لازم می دارد که این ادوات به گونه ای بهینه جایابی گردند تا توجیه اقتصادی سود حاصله از اجرای اتوماسیون در این شبکه ها جنبه های عملیاتی شدن آن را تقویت کند. اما رویکردهای مطرح شده تاکنون نتوانسته اند توجیه اقتصادی صحیحی از جایابی کلید و طرح اتوماسیون ارایه دهند. چرا که تنها یک هدف را دنبال کرده و مزایای اقتصادی طرح را به صورت همه جانبه در مدل اقتصادی تحلیل نکرده اند. این مهم به این دلیل قابل اهمیت است که مکان کلیدهای مانور اتوماتیک به طور همزمان میتواند هم بر قابلیت اطمینان شبکه و هم بر تلفات آن تاثیر گذارد. لذا بررسی همه جانبه مزایای فنی و اقتصادی طرح اتوماسیون در بحث جایابی چندمنظوره ادوات کلیدزنی کنترل پذیر شبکه احتمالاً میتواند توجیه اقتصادی صحیحی را برای عملی شدن اتوماسیون ارایه دهد. این هدف، رسالت اصلی این تحقیق خواهد بود که با جایابی بهینه چندمنظوره ادوات کلیدزنی کنترل پذیر، بر مبنای یک طرح منطقی از اعمال اتوماسیون توانسته است توجیه به مراتب دقیق تری را از جنبه های اقتصادی و فنی حاصل از طراحی و بهره برداری شبکه های توزیع اتوماتیک ارایه دهد. 

در فصل اول از این پایان نامه با تشریح بحث جایابی کلید اتوماتیک، به بیان اهمیت موضوع این پژوهش از دیدگاه علمی و کاربردی پرداخته و با بیان پیشینه این تحقیق به فضاهای خالی و نکات نادیده در مساله مورد بحث اشاره خواهیم کرد. در فصل دوم بیانی کلی از فرمولاسیون مساله جایابی چند منظوره کلیدهای اتوماتیک پیشنهاد میگردد و سپس با بیان پیچیدگی های تحلیل یکپارچه این فرمولاسیون از طریق ابزارهای متداول بهینه سازی، به ارایه فرمولاسیون تفکیک شده ای در مواجهه با این مساله اقدام گردیده و نهایتاً روش پیشنهادی در دو فضای تفکیک شده تحلیل میگردد. فصل سوم بررسی آماری شاخص های برگرفته از نتایج پیاده سازی در سیستم تست مورد مطالعه را پیش رو خواهد گذاشت و در فصل چهارم نیز بررسی آنالیز حساسیت طرح پیشنهادی در اثر تغییرات حدی پارامترهای اقتصادی مورد مطالعه قرار خواهد گرفت. فصل پنجم نیز برای اثبات عملکرد مطلوب و دقت نیل به جواب بهینه در رویکرد پیشنهادی تدوین گردیده است. 

پیوست در نظر گرفته شده در انتهای این پایان نامه نیز به عنوان بخشی اصلی از این پایان نامه، تنها به جهت پیوستگی مطالب اصلی و گریز از حواشی اطلاعاتی در انتهای پایان نامه بیان گردیده است. در پیوست- الف- ساختارهای نوین شبکه توزیع در قالب تشریح نقاط قوت و ضعف آنها از دیدگاه تلفات و قابلیت اطمینان بررسی شده است. پیوست-ب-روشهای آنالیز پخش بار شبکه توزیع را مورد تشریح قرار داده است. در پیوست -ج- مطالعه ای فشرده و جامع بر روی قابلیت اطمینان و مفهوم آن در شبکه توزیع همراه با بررسی مفهومی اندیس های مربوطه و دیدگاه های موجود در ارزیابی مالی قابلیت اطمینان شبکه توزیع بررسی خواهند شد. در پیوست- د- نیز دو پارامتر اساسی تحلیل مساله تشریح گردیده است.