حل مسأله پخش بار با استفاده از الگوریتم های هوشمند

الگوریتم های هوشمند از جمله روش هایی هستند که در سال های اخیر در حل مسائل پیچیده مهندسی با موفقیت عمل کرده اند. با تکیه بر این موضوع در این پایان نامه سعی شده است از الگوریتم هوشمند نوینی برای مسأله پخش بار استفاده شود که هم قادر به محاسبه پخش بار در شرایط عملکرد نرمال و هم در شرایط بحرانی و بارگذاری سنگین باشد. به همین منظور به مسأله پخش بار در الگوریتم پیشنهادی به صورت یک مسأله بهینه سازی نگاه شده است. استراتژی پیشنهادی تحت عنوان iqpso-nm ترکیبی از دو الگوریتم بهینه سازی توده ذرات با رفتار کوانتومی بهبود یافته و الگوریتم نلدر- مید که یک الگوریتم ریاضی بر مبنای جستجوی محلی هست، می-باشد. لازم به ذکر است که الگوریتم استفاده شده تا کنون در هیچ زمینه ای کاربرد نداشته و یک روشی کاملاً جدید و ابتکاری می باشد. روش پیشنهادی بر روی سه نوع سیستم استاندارد ieee (14، 30 و 57 باسه) مورد مطالعه قرار گرفت. در شرایط نرمال با بار پایه جوابهای قابل قبول با دقت بالا مشابه روش های معروفی نظیر نیوتن رافسون به دست آمد. به منظور بررسی عملکرد سیستم در شرایط بحرانی دو حالت در نظر گرفته شد: 1) بررسی عملکرد روش هیبرید پیشنهادی بر روی سیستم هایی که دارای ساختار استاندارد نبوده و تحت عنوان سیستم های بدساختار شناخته می شوند، به عبارتی دیگر سیستم هایی که دارای نسبت بالایی هستند. 2) بررسی عملکرد الگوریتم پیشنهادی بر روی سیستم هایی که دارای بارگذاری زیاد می باشند. نتایج به دست آمده نشان داد در شرایط خیلی بحرانی با وجود امکان حل مسأله پخش بار، الگوریتم nr به دلیل منفرد شدن ماتریس ژاکوبین قادر به پاسخگویی نیست و یا پاسخ های غیر عملی می دهد، در حالی که الگوریتم پیشنهادی در صورت وجود جواب با دقت قابل قبولی مقادیر ولتاژ و زوایای باس ها را تعیین می کند. در صورت غیر ممکن بودن حل مسأله، به دلیل ماهیت تابع هدف می توان اطلاعاتی در رابطه با چگونگی بازگشت به ناحیه ای با پاسخ های عملی (feasible region) به دست آورد. به دست آوردن این اطلاعات اضافی توسط روش به کار رفته برای حل پخش بار در فرآیند تکرار برای تحلیل پایداری سیستم قدرت بسیار مفید است. یکی از محدودیت های بزرگ روش هایی نظیر نیوتن رافسون عدم توانایی آن ها در تعیین پاسخ های گوناگون ولتاژ پایین، که یکی از مشخصه های تعیین محدوده پایداری ولتاژ هستند، می باشد. از آنجا که الگوریتم نلدر- مید که در الگوریتم پیشنهادی iqpso-nm به کار گرفته شده است، الگوریتمی بر مبنای جستجوی محلی است لذا در صورت انتخاب رنج اولیه متغیرها در بازه وسیع، با استفاده از روش پیشنهادی می توان پاسخ های غیرعادی متعددی را به دست آورد. یکی دیگر از ویژگی های قابل توجه و مهم روش پیشنهادی، توانایی حل مسأله پخش بار با در نظر گرفتن محدودیت توان راکتیو باس های دارای ژنراتور می باشد. با افزودن عبارت جدیدی به تابع هدف و معیار همگرایی که در فصل دوم معرفی شد با روش پیشنهادی می توان مسأله پخش بار را با در نظر گرفتن محدودیت های توان راکتیو ژنراتورها حل کرد. تابع هدف و ماکزیمم شرط همگرایی به کار رفته برای این منظور کاملاً ابتکاری بوده و تا کنون در هیچ الگوریتم به کار رفته برای حل مسأله پخش بار به کار نرفته است. نتایج حاصل از به کارگیری روش iqpso-nm برای حل مسأله پخش بار با در نظرگیری q-limit و بدون q-limit به منظور به دست آوردن ماکزیمم حد بارگذاری نشان از توانمند بودن روش پیشنهادی در حل مسأله پخش بار با شرایط مختلف می باشد.