دانلود پایان نامه درمورد ظرفیت، خازنی، جایابی

* مدل امپدانس ثابت
برای امپدانس ثابت نیز رابطهی (۴-۱۹) را به صورت زیر تبدیل میکنیم:
(۴-۲۰)
۴-۵ حل مساله جایابی خازن با استفاده از الگوریتم PSO
با توجه به اینکه مساله جایابی و تعیین ظرفیت خازن مسالهای با نقاط بهینه محلی زیاد است و الگوریتمهای ریاضی (تحلیلی) معمولا در حل اینگونه مسائل به دلیل اینکه در هر زمان تنها از یک مسیر به سمت نقطه بهینه مطلق حرکت میکنند، در نقاط بهینه محلی به دام میافتند. ولی بر خلاف روشهای تحلیلی، روش پیشنهادی این تحقیق از چند مسیر به سمت بهینه مطلق حرکت میکنند و با احتمال بیشتری به بهینه مطلق همگرا میشوند. همچنین از آنجایی که مقدار و مکان خازنها مقادیری گسسته هستند، روشهای هوشمند در بهینهسازی این مساله ترجیح داده میشوند. شکل (۴-۱) نحوه حل مساله جایابی خازن با استفاده از الگوریتم PSO را نمایش میدهد.
شکل (۴-۱): حل مسالهی جایابی بهینهی خازن با استفاده از الگوریتم PSO
فصل پنجم:
نتایج شبیهسازی
۵-۱ دیباچه
جهت اثبات میزان تاثیرگذاری تکنیک روی مسالهی جایابی بهینهی خازن، مطالعهی موردی روی شبکهی ۳۳ شینهی نشان داده شده در شکل (۵-۱) اجرا میگردد.
شکل (۵-۱): شبکهی ۳۳ شینهی نمونه
برای شبکهی فوق دو سناریو تعریف میشود.
سناریوی ۱٫ در این سناریو، شبکه تنها دارای بارهای خانگی است.
سناریوی ۲٫ در این سناریو، شبکه دارای بارهای خانگی، صنعتی، تجاری، کشاورزی و عمومی است.
با توجه به این دو سناریو، میتوان به وضوح به تاثیرگذاری حضور بارهای مختلف روی محل و ظرفیت بانکهای خازنی پی برد. تاکید میشود، هدف از تعریف کردن این دو سناریو، بررسی میزان تاثیرگذاری مدلسازیهای پیشنهادی روی مکان و ظرفیت بانکهای خازنی و پارامترهای متاثر از حضور بانک خازنی در شبکه است و نه اثبات برتری هر یک از سناریوها. بررسی و مقایسه نتایج با در نظر گرفتن هشت پارامتر دخیل در جایابی خازن انجام میشود، که عبارتند از : تلفات توان (kW)، متوسط انحراف ولتاژ (pu)، تابع هدف (ریال/ سال)، ظرفیت بانک خازنی نصب شده در شبکه (kVAr)، اندازهی ولتاژ شینه (pu)، زاویهی ولتاژ شینه (رادیان)، توان اکتیو هر شینه (kW) و توان راکتیو هر شینه (KVAr).
برای هر سناریو، جایابی بر اساس سه نوع حالت زیر انجام میشود:
۱٫ با خازن- با مدلسازی
۲٫ با خازن- بدون مدلسازی
۳٫ بدون خازن- با مدلسازی
۳٫ بدون خازن- بدون مدلسازی
در طراحی واقعی شبکهی توزیع، معمولا با توجه به مسائل اقتصادی، تعداد بانکهای خازنی شبکه مشخص میشود. یعنی، جایابی بر اساس تعداد مشخص از بانکها انجام میشود. در واقع به احتمال زیاد، در صورتیکه تعداد بانکهای خازنی برای کدهای نوشته شده مشخص نباشد، الگوریتم حل مساله تعدادی برای مساله تعیین میکند که الزاما به معنای داشتن توجیه اقتصادی طرح نیست. از این رو، در این پایاننامه تعداد بانکهای خازنی از قبل تعیین و در کدهای برنامهی متلب اعمال میشود.
۵-۲ جایابی دو خازنه
در اولین مورد از جایابیها، دو خازن برای شبکهی نمونه در نظر گرفته میشود. نتایج حاصل از اعمال دو سناریو در حضور دو بانک خازنی در جدول (۵-۱) قابل مشاهده است.
جدول (۵-۱): مقادیر پارامترهای جایابی خازن در حضور دو بانک خازنی
سناریو
حالت
تلفات توان
انحراف ولتاژ
ظرفیت نصب شده
تابع هدف
اول
۱
۳۸۰٫۸۶
۰٫۰۴۴۸۸۶
۴۰۰
۱٫۵۴۰۶
۲
۵۰۲٫۲۲
۰٫۰۵۵۶۳۳
۳۰۰
۱٫۹۶۸۴
۳
۴۲۷٫۷۷۵۲
۰٫۰۴۸۱

۱٫۶۸۹۳
۴
۶۰۸٫۲۵
۰٫۰۶۱۲۵۲

۲٫۲۷۵۴
دوم
۱
۳۸۵٫۸۵۵۸
۰٫۰۴۵۸
۴۰۰
۱٫۵۶۶۵
۲
۴۹۸٫۸۸۰۵
۰٫۰۵۵۳
۳۰۰
۱٫۹۵۶۰
۳
۵۰۳٫۳۰۷۲
۰٫۰۴۷۸

۱٫۸۳۱۷
۴
۵۱۷٫۸۲۶۷
۰٫۰۵۶۹

۲٫۰۲۱۴
با توجه به مقادیر فهرست شده در جدول (۵-۱)، میتوان ادعا کرد که مقادیر سه پارامتر در حالت اول سناریوی اول، بهتر از حالت اول سناریوی دوم است. میزان انحراف ولتاژ دو سناریو، چندان از هم متفاوت نبوده و ظرفیت نصب شده در هر دو سناریو دقیقا مشابه است. جدول (۵-۲)، مکان و ظرفیت بهینهی نصب شده دو بانک خارنی را در شبکهی نمونه نمایش میدهد.
جدول (۵-۲): مکان و ظرفیت بهینهی نصب شده دو بانک خازنی
سناریو
حالت
مکان و ظرفیت بهینهی نصب خازن
اول
۱
مکان
۱۸
۳۳
ظرفیت
۱۵۰
۲۵۰
۲
مکان
۱۷
۱۸
ظرفیت
۱۵۰
۱۵۰
دوم
۱
مکان
۱۸
۳۳
ظرفیت
۱۵۰
۲۵۰
۲
مکان
۱۷
۱۸
ظرفیت
۱۵۰
۱۵۰
از جدول (۵-۲) میتوان ادعا کرد، که مکان و ظرفیت نصب شده در شینهی هر دو سناریو دقیقا مشابه است. شکل (۵-۲)، مقادیر حاصل از اعمال دو سناریو در حضور دو بانک خازنی روی اندازه و زاویهی پروفیل ولتاژ و توانهای اکتیو و راکتیو شبکه را نشان میدهد.
الف) اندازهی ولتاژ شینهها
ب) زاویهی ولتاژ شینهها
ج) توان اکتیو شبکه
د) توان راکتیو شبکه
شکل (۵-۲): نمایش نموداری پروفیل ولتاژ و توانهای شبکه در حضور دو بانک خازنی
۵-۳ جایابی چهار خازن
در این مرحله، جایابی چهار خازن در شبکهی نمونه صورت میگیرد. مقادیر تلفات توان، هزینهی شبکه، متوسط انحراف ولتاژ و ظرفیت بانک خازنی نصب شده در حضور چهار بانک خازنی در جدول (۵-۳) فهرست شده است.
جدول (۵-۳): مقادیر پارامترهای جایابی خازن در حضور چهار بانک خازنی
سناریو
حالت
تلفات توان
انحراف ولتاژ
ظرفیت نصب شده
تابع هدف
اول
۱
۳۳۳٫۶۷
۰٫۰۴۲۲۱۴
۷۷۵
۱٫۴۰۰۹
۲
۴۷۱٫۲۳
۰٫۰۵۲۹۴
۸۰۰
۱٫۸۶۰۱
۳
۴۲۷٫۷۷۵۲
۰٫۰۴۸۱

۱٫۶۸۹۳
۴
۶۰۸٫۲۵
۰٫۰۶۱۲۵۲

۲٫۲۷۵۴
دوم
۱
۳۳۵٫۰۴۶۶
۰٫۰۴۲۵
۸۰۰
۱٫۴۰۸۷
۲
۴۶۴٫۴۹۸۳
۰٫۰۵۲۲
۸۰۰
۱٫۸۳۳۸
۳
۴۲۳٫۳۰۷۲
۰٫۰۴۷۸

۱٫۸۳۱۷
۴
۵۱۷٫۸۲۶۷
۰٫۰۵۶۹

۲٫۰۲۱۴
در جایابی چهار خازن، هر چند مقادیر چهار پارامتر در حالت اول سناریوی اول، بهتر از حالت اول سناریوی دوم است، اما اختلاف بین دو سناریو، به صورت ملموسی کاهش یافته و چندان چشمگیر نیست. این وضعیت در مورد سه پارامتر تلفات توان، هزینهی شبکه و انحراف ولتاژ قابل مشاهده است. بر خلاف حضور دو بانک خازنی، در حضور چهار بانک خارنی، در حالت اول، ظرفیت نصب شده به اندازهی ۲۵ کیلووار کمتر از مقدار پارامتر متناظر در سناریوی دوم است. مکان و ظرفیت چهار بانک خازنی نصب شده در شبکهی نمونه ارائه شده است.
جدول (۵-۴): مکان و ظرفیت بهینهی نصب شده چهار بانک خازنی
سناریو
حالت
مکان و ظرفیت بهینهی نصب خازن
اول
۱
مکان
۱۴
۱۷
۳۱
۳۳
ظرفیت
۱۲۵
۱۵۰
۲۵۰
۲۵۰
۲
مکان
۱۶
۱۸
۳۲
۳۳
ظرفیت
۱۵۰
۱۵۰
۲۵۰
۲۵۰
دوم
۱
مکان
۱۶
۱۸
۳۲
۳۳
ظرفیت
۱۵۰
۱۵۰
۲۵۰
۲۵۰
۲
مکان
۱۶
۱۸
۳۲
۳۳
ظرفیت
۱۵۰
۱۵۰
۲۵۰
۲۵۰
با دقت در جدول (۵-۴) میتوان ادعا کرد، که بجزء سناریو۱- حالت۱، در بقیهی موارد مکان و ظرفیت نصب بانک خازنی کاملا مشابه است و شینهی ۳۳ محتملترین مکان برای نصب خازن میباشد. مقادیر اندازه و زاویهی ولتاژ و توانهای اکتیو و راکتیو شینههای شبکهی نمونه بعد از جایابی چهار بانک خازنی در شکل (۵-۳) قابل مشاهده است.
الف) اندازهی ولتاژ شینهها
ب) زاویهی ولتاژ شینهها
ج) توان اکتیو شبکه
د) توان راکتیو شبکه
شکل (۵-۳): نمایش نموداری پروفیل ولتاژ و توانهای شبکه در حضور چهار بانک خازنی
۵-۴ جایابی شش خازن
در این گام، شش بانک خازنی در شبکهی نمونه نصب شده و تاثیر حضور این تعداد بانک روی پارامترهای هشتگانه مورد بررسی قرار گرفته است. جدول (۵-۵) مقادیر چهار پارامتر از مجموعهی هشت پارامتر را در بر میگیرد.
جدول (۵-۵): مقادیر پارامترهای جایابی خازن در حضور شش بانک خازنی
سناریو
حالت
تلفات توان
انحراف ولتاژ
ظرفیت نصب شده
تابع هدف
اول
۱
۳۱۳٫۱۶
۰٫۰۴۱۸۶۲
۱۱۰۰
۱٫۳۵۴۶
۲
۴۵۹٫۹۷
۰٫۰۵۱۷۶
۹۷۵
۱٫۸۱۷۲
۳
۴۲۷٫۷۷۵۲
۰٫۰۴۸۱

۱٫۶۸۹۳
۴
۶۰۸٫۲۵
۰٫۰۶۱۲۵۲

۲٫۲۷۵۴
دوم
۱
۲۹۸٫۸۶۳۰
۰٫۰۴۱۱
۱۳۰۵
۱٫۳۱۳۱
۲
۴۳۹٫۴۹۶۱
۰٫۰۴۶۹
۱۱۵۰
۱٫۶۹۱۰
۳
۴۲۳٫۳۰۷۲
۰٫۰۴۷۸

۱٫۸۳۱۷
۴
۵۱۷٫۸۲۶۷
۰٫۰۵۶۹

۲٫۰۲۱۴
با توجه به جدول فوق، بر خلاف جایابی دو و چهار خازن، در جایابی شش خازن، مقادیر تلفات توان، انحراف ولتاژ و هزینهی شبکه در سناریوی دوم از سناریوی اول کمتر شده است، اما این بهبود با نصب ظرفیت خازنی بیشتری حاصل شده که مکان و اندازهی این ظرفیت نصب شده در جدول (۵-۷) تقدیم شده است.
جدول (۵-۶): مکان و ظرفیت بهینهی نصب شده شش بانک خازنی
اول
۱
مکان
۱۱
۱۴
۱۷
۲۹
۳۰
۳۱
ظرفیت
۱۰۰
۱۲۵
۱۵۰
۲۲۵
۲۵۰
۲۵۰
۲
مکان
۶
۱۵
۱۷
۱۸
۲۸
۳۳
ظرفیت
۷۵
۱۲۵
۱۵۰
۱۵۰
۲۲۵
۲۵۰
دوم
۱
مکان
۱۶
۱۷
۲۸
۲۹
۳۱
۳۳
ظرفیت
۱۵۰
۱۵۰
۲۸۰
۲۲۵
۲۵۰
۲۵۰
۲
مکان
۹
۱۷
۱۸
۳۰
۳۱
۳۳
ظرفیت
۱۰۰
۱۵۰
۱۵۰
۲۵۰
۲۵۰
۲۵۰
با توجه به جدول فوق، شینههای ۳۰، ۳۱ و ۳۳ محتملترین مکان برای نصب بانکهای خازنیاند. شکل (۵-۴) شمای نموداری از پروفیل ولتاژ و توانهای شبکه را نشان میدهد.
الف) اندازهی ولتاژ شینهها
ب) زاویهی ولتاژ شینهها
ج) توان اکتیو شبکه
د) توان راکتیو شبکه
شکل (۵-۴): نمایش نموداری پروفیل ولتاژ و توانهای شبکه در حضور شش بانک خازنی
۵-۵ جایابی هشت خازن
در نهایت هشت خازن در شبکهی نمونه جایابی میشود که نتایج آن در جدول (۵-۷) فهرست شده است.
جدول (۵-۷): مقادیر پارامترهای جایابی خازن در حضور هشت بانک خازنی
سناریو
حالت
تلفات توان
انحراف ولتاژ
ظرفیت نصب شده
تابع هدف
اول
۱
۲۹۷٫۱
۰٫۰۳۸۶۶۲
۱۴۲۵
۱٫۲۶۶۴
۲
۴۴۱٫۳۹
۰٫۰۴۸۹۸۱
۱۳۵۰
۱٫۷۳۱۶
۳
۴۲۷٫۷۷۵۲
۰٫۰۴۸۱

۱٫۶۸۹۳
۴
۶۰۸٫۲۵
۰٫۰۶۱۲۵۲

۲٫۲۷۵۴
دوم
۱
۲۹۴٫۵۶۶۸
۰٫۰۳۶۹
۱۲۷۵
۱٫۲۳۰۲
۲
۴۳۲٫۴۴۱۸
۰٫۰۴۹۱
۱۶۲۵
۱٫۷۱۶۲
۳
۴۲۳٫۳۰۷۲
۰٫۰۴۷۸

۱٫۸۳۱۷
۴
۵۱۷٫۸۲۶۷
۰٫۰۵۶۹

۲٫۰۲۱۴
با توجه به مقادیر فهرست شده در جدول (۵-۷)، نحوهی کاهش مقادیر تلفات توان، هزینه و انحراف ولتاژ مشابه حالت شش خازنه است. مکان و ظرفیت بهینهی بانکهای خازنی نصب شده و نمایش میلهای مقادیر پارامترهای ولتاژ و توان به ترتیب در جدول (۵-۸) و شکل (۵-۵) ارائه شده است.
جدول (۵-۸): مکان و ظرفیت بهینهی نصب شده هشت بانک خازنی
اول
۱
مکان
۴
۱۶
۱۷
۱۸
۲۳
۳۰
۳۱
۳۳
ظرفیت
۵۰
۱۵۰
۱۵۰
۱۵۰
۲۰۰
۲۲۵
۲۵۰
۲۵۰
۲
مکان
۱۰
۱۲
۱۵
۱۶
۱۸
۲۴
۳۱
۳۲
ظرفیت
۱۰۰
۱۲۵
۱۲۵
۱۵۰
۱۵۰
۲۰۰
۲۵۰
۲۵۰
دوم
۱
مکان
۱۱
۱۳
۱۴
۱۵
۱۶
۱۸
۳۰
۳۳
ظرفیت
۱۰۰
۱۲۵
۱۲۵
۱۲۵
۱۵۰
۱۵۰
۲۵۰
۲۵۰
۲
مکان
۱۴
۱۶
۱۷
۲۷
۲۸
۳۰
۳۱
۳۲
ظرفیت
۱۲۵
۱۵۰
۱۵۰
۲۲۵
۲۲۵
۲۵۰
۲۵۰
۲۵۰
الف) اندازهی ولتاژ شینهها
ب) زاویهی ولتاژ شینهها
ج) توان اکتیو شبکه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *