مکان یابی خازن در سیستم برای کاهش تلفات (مقاله ترجمه شده)

چکیده

کاهش تلفات قدرت در سیستم توزیعی برای بهبود بهره وری کلی سیستم های توزیع انرژی الکتریکی بسیار مهم است. تلفات قدرت فعال بر اساس مؤلفه‌های فعال جریان را می‌توان به صورت محلی با کاهش مطالبات توان راکتیو کاهش داد. این مقاله یک روش ساده برای مکان‌یابی بهینه و اندازه خازن برای کاهش تلفات و بهبود ولتاژ نامتعادل در سیستم های توزیع شعاعی (URDS) پیشنهاد کرده است. عملکرد روش ارائه‌شده در دو مورد تحت آزمایش قرار گرفته است. بنابراین مشخص گردید که می‌توان با مکان‌یابی خازن در سیستم توزیعی صرفه‌جویی کرد.

مقدمه

یک سیستم توزیعی شده، مصرف‌کنندگان را برای استفاده از سیستم انتقال ولتاژ به هم متصل می‌کند. تلفات در سیستم توزیعی، در حدود 5-13% از کل توان تولید شده است. بنابراین کاهش تلفات در شبکه توزیعی بسیار مهم است و برای طراحی و بهره‌برداری از شبکه برق بسیار کارایی دارد. راه‌های بسیاری برای کاهش تلفات در خازن وجود دارد: مدیریت بار، پیکربندی مجدد شبکه و غیره [1].

چندین روش برای کاهش تلفات در RDS متعادل توسط مکان‌یابی خازن در مکانی مطلوب در ادبیات گزارش شده است [2-8]. در [9]، نظریه تصمیم‌گیری معیارها برای تخصیص بهینه و مکان‌یابی خازن در سیستم های نامتعادل در حضور منابع هارمونیک و همچنین با در نظر گرفتن عدم قطعیت در حضور بارهای نامتعادل است. Carpinelli و همکاران [10]، روشی احتمالاتی را برای بهینه‌سازی مکان‌یابی محل خازن در شبکه‌های توزیع نامتعادل و الگوریتم ژنتیک میکرو به منظور کاهش محاسبات ارائه دادند. در [11]، بهینه‌سازی ترکیبی ذرات (HPSO) با یک الگوریتم ترکیبی جریان قدرت ترکیب شده است (HPF) تا برای یافتن مکان بهینه و سایز خازن نامتعادل RDS استفاده گردد. Carpinelli G و همکارانش [12]، روشی را برای قرار دادن خازن شنت در سیستم های توزیع نامتعادل با منابع هارمونیک با توجه به هزینه خازن، هزینه‌های انرژی و همچنین هزینه‌های مرتبط یا هارمونیک ولتاژ ارائه کرده‌اند. Subrahmanyam JBV و همکارانش [13] روش ساده‌ای را برای انتخاب مکان بهینه و سایز خازن در RDS سه فازی نامتعادل توسط هزینه تلفات انرژی و هزینه مرتبط با خرید خازن و نصب خازن به عنوان تابع اصلی هدف ارائه دادند. تلفات قدرت برای انتخاب نودهای کاندید برای مکان‌یابی خازن و سپس روش واریانس برای یافتن سایز بهینه استفاده می‌گردد. بر اساس الگوریتم بهینه‌سازی ذرات باکتری گرا (EFPSO)، یک روش جدید برای مکان‌یابی مطلوب و اندازه ثابت و تعویض پیشنهاد شده است [14]. در [15]، مکان‌یابی بهینه خازن توسط استفاده از الگوریتم بهینه‌سازی کلونی زنبور عسل با تابع هدفی به شکل کمینه سازی قدرت تلفات سیستم و نامتعادل بودن و همچنین به حداکثر رساندن صرفه‌جویی خالص در حفظ ولتاژ و اعوجاج هارمونیکی انجام شده است. روش index بُرداری برای مکان‌یابی  مطلوب خازن در سیستم توزیعی نامتعادل شعاعی [16] ارائه‌شده است. Haque روشی را برای کاهش تلفات در سیستم توزیعی شعاعی توسط تأمین توان با راکتیو به صورت محلی با خازن پیشنهاد کرده است [7]. با این حال، این مقاله، روش قرار دادن خازن برای کاهش تلفات در سیستم توزیعی نامتعادل را به‌کاربرده است. ایده اصلی روش ارائه‌شده از [7] گرفته شده است. در این پیشنهاد روش اندازه بهینه خازن در هر گره می‌تواند از طریق بهینه‌سازی معادله صرفه‌جویی تعیین شود. گره‌هایی که در آن صرفه‌جویی در کاهش تلفات با تعیین مکانی برای خازن انجام می‌شوند، بهینه هستند. جریان بار از توزیع شعاعی نامتعادل استفاده می‌کند [17]. نتایج به دست آمده برای شبکه توزیع IEEE 19 و IEEE 25 اجرا شده است [18].

پیشنهاد رویکردی در توزیع سیستم های پخش بار

موارد زیر را در نظر بگیرید

Ploss= کل تلفات توان واقعی

Qloss= کل تلفات توان واکنشی

Sloss=Ploss+j Qloss

Ia،  Ib، Ic جریان هر بخش در سه مرحله است.

Iar، Ibr، Icr، مؤلفه‌های فعال جریان در سه مرحله است.

Iai، Ibi، Ici، مؤلفه‌های فعال جریان جاری در سه فاز است.

Z امپدانس هر بخش است.

A مجموعه بخش‌های منبع گذرگاه تا jامین گذرگاه خازن است.

نتایج و بحث

مطالعه موردی 1: 19 گذرگاه URDS

جریان بار از سیستم‎های توزیعی شعاعی نامتعادل است [17]. الگوریتم پیشنهادی بر روی 11-Kv،  URDS با 19 گذرگاه تست‌شده است. خط و داده بار از [18] به دست آمده است. بار سیستم در فاز a، فاز b، فاز c برابر است با 126.33+j*61.23 kVA, 116.34+j*56.339 kVA, 123.27+j*59.7 kVA. بالاترین تلفات ذخیره‌شده با گذرگاه 10 با سایز 23.1517kVAr در هر فاز است. توان فعال کلی از 13.4709 kW to 11.5281 kW کاهش می‌یابد. تلفات کلی راکتیو از 5.7956 kVAr to 4.9597 kVAr کاهش می‌یابد و حداقل ولتاژ در فاز a، b و c از 0.9515, 0.9494, and 0.9504 p.u. to 0.9560, 0.9542, and 0.9549 p.u بهبود می‌یابد. پس از نصب بانک‌های خازنی، ولتاژ کلی فعال (TPL) باعث کاهش تلفات می‌گردد.

نتیجه‌ گیری

روشی ساده برای بهینه‌سازی مکان‌یابی خازن ارائه‌شده است که اگر چه تلفات را کاهش می‌دهد، ولتاژ را در سیستم توزیعی شعاعی نامتعادل بهبود می‌بخشد. اولین روش توسط ذخیره‌سازی سایز در هر فاز در نود عملیاتش را انجام می‌دهد. گره در هر ذخیره‌سازی می‌تواند تلفات بیشتری را کنترل کند.

این مقاله در سال 2016 در نشریه آی تریپل ای و در کنفرانس پیشرفت های اخیر در علوم مهندسی و محاسباتی، توسط گروه مهندسی برق منتشر شده و در سایت ای ترجمه جهت دانلود ارائه شده است. در صورت نیاز به دانلود رایگان اصل مقاله انگلیسی و ترجمه آن می توانید به پست دانلود ترجمه مقاله مکان یابی خازن در سیستم برای کاهش تلفات در سایت ای ترجمه مراجعه نمایید.