مدلسازی و شبیه سازی بهره برداری بهینه فیدرهای توزیع در شبکه هوشمند با در نظر گرفتن سیستم های سه فاز نامتعادل

تامین انرژی بویژه انرژی الکتریکی از نیازهای اصلی هر اجتماع صنعتی و نیمه صنعتی می باشد و توسعه اقتصادی و شکوفایی صنعتی بدون توسعه صنعت برق ممکن نیست چرا که کمبود انرژی الکتریکی می تواند صدمات جبران ناپذیری بر پیکره اقتصادی جامعه وارد کند. امروزه صنعت برق، نه تنها با فراهم کردن منابع جهت برآورده سازی انرژی موردتقاضای صنایع مواجه هستند، بلکه از طرفی حداقل سازی و کاهش اثراتی که بشر بر روی محیط در ارتباط با تولید این انرژی دارد نیز یکی دیگر از موارد مورد توجه می باشد. در نتیجه با توجه به مشکلات مطرح شده در بالا تمام کارشناسان و طراحان در صنعت برق به فکر راه حلی افتادند که در نهایت با بررسی ایده های مختلف مساله شبکه های هوشمند قدرت پا به عرصه فناوری گذاشته است. شبکه هوشمند راه حلی برای این چالش ها است که سود و بازدهی بسیار زیادی دارد. برای سمت مصرف کننده بدین معنی است که آنها می توانند بر روی مصرف خودمدیریت هوشمندانه انجام دهند تا در ساعات پیک که قیمت انرژی گران می باشد، هزینه کمتری بپردازند و برای کارشناسان محیط زیست، این شبکه به معنی استفاده از تکنولوژی جهت کمک به حل تغییرات مضر آب و هوایی و اجتناب از تولید گازهای دی اکسید کربن بیش از اندازه می باشد و برای همکاران صنعت برق پیک سایی و تصمیم گیری هوشمندانه و ارائه اطلاعات دقیق از وضعیت شبکه است شبکه هوشمند امروزه یک مفهوم بزرگ در سیستم های قدرت بوده که هنوز مفهوم عمومی اینکه،شبکه هوشمند چه چیزی است،باز می باشد،با وجود این بعضی از ویژگی های شبکه هوشمند همچون انعطاف پذیری و حالت ارتجاعی سیستم های توزیع،زیر ساخت خود درمان،اتوماسیون مبتنی بر نفوذ بالای تکنولوژی اطلاعات و ارتباطات،ادغام تولیدات پراکنده و ذخیره کننده انرژی،کاربرد الکترونیک صنعتی،زیر ساخت اندازه گیری پیشرفته و دسترس پذیری سرویس های جدید مشتری به طور معمول پذیرفته شده است. ضرورت انجام تحقیق ضرورت انجام این تحقیق را می توان به طور خلاصه در چند بخش به شرح زیر بیان نمود: - استفاده از انرژی ها نو در سیستم های توزیع منافعی را برای شرکت های توزیع،مصرف کنندگان برق و به طور کلی جامعه به همراه دارد،که به طور خلاصه بعضی از این ویژگی ها در شکل 1-4 آورده شده است. با توجه به رشد تقاضای مصرف کنندگان استفاده از تمامی تولیدات جدید تحت یک سیستم مدیریت توزیع پیشرفته (dms) جهت بهره برداری بهینه و پاسخگویی مناسب به تقاضای بار مصرف کنندگان امری طبیعی می باشد، سیستم مدیریت توزیع پیشرفته مغز واقعی شبکه توزیع آینده که هوشمندی را به شبکه می دهد.dms به منظور انجام وظایف خود به مانند scada در انتقال، نیاز به یک روش و الگوریتم های محاسباتی مشابه که به طور معمول برای تجزیه و تحلیل سیستم های انتقال، از قبیل توپولوژی پردازنده، تخمین گر حالت ، مدل سازی بار، پخش بار، و پخش بار بهینه(opf) پذیرفته شده است دارد، واضح است که از جمله روش های مناسب باید سازگار با ویژگی های مشترک از سیستم های توزیع موجود و توابع جدیدی که برای شبکه هوشمند توسعه داده می شوند باشند. ساده ترین مثال ماژول پخش بار در dms، باید قادر به حل پخش بار چند فاز نامتعادل را برای هر دو سیستم حلقوی و شعاعی باشد - بعضی از تکنولوژی های شبکه هوشمند می توانند اثر معکوس روی سیستم توزیع داشته باشند، برای مثال نفوذ زیاد ders می تواند روی پروفایل ولتاژ و تلفات توزیع و بارگذاری تجهیزات اثر بگذارد و یا به طور معمول، سیستم های توزیع به خودی خود به دلیل نابرابر بودن بارهای سه فاز ،خطوط فرعی تکفاز ،عدم ترانسپوز فیدرهای سه فاز ، و باندل بودن هادی ها ، یک سیستم نامتعادل می باشند، اما در چند سال اخیر گسترش واحدهای تولید پراکنده تکفاز(ریز تولیدات خورشیدی و بادی) به شدت به عدم تعادل سیستم های توزیع می افزاید،همچنین با معرفی قیمت گذاری پویا،تقاضای مشتری می تواندخیلی متغیر بوده و وابسته به سیستم باشد. - در محیط شبکه هوشمند برای اپراتورهای سیستم توزیع باید اهداف عملیاتی مختلفی در نظر گرفته شود تا بتوانند نقشی فعال در سیستم های توزیع با توجه به شرایط مختلف داشته باشند،در نتیجه نیاز به یک چارچوب بهینه شده جهت بهره برداری سیستم های توزیع در قالب یک dms پیشرفته که در آن اهداف و محدودیت های مختلف سیستم توزیع دیده شود،می باشد. هدف از انجام تحقیق با توجه به بحث های اشاره شده در این فصل،اهداف و کارهای انجام شده در این پایان نامه به طور خلاصه به شرح زیر بیان می گردد: 1- به منظور ایجاد یک چارچوب تصمیم گیری برای عملیات سیستم توزیع با بازیگران چند وجهی با قابلیت عملیات انعطاف پذیر در قالب سیستم مدیریت توزیع پیشرفته،یک مدل جامع از اجزای سیستم توزیع با در نظر گرفتن شرایط نامتعادل پیشنهاد شده است.چنین مدلی برای محاسبه پخش بار بهینه سیستم توزیع سه فاز (tdopf)نامتعادل با در نظر گرفتن توابع عملیاتی مختلف،محدودیت های سیستم و بازیگران گوناگون برای اولین بار توسعه داده شده است. 2- مدل tdopf پیشنهاد شده،با استفاده از روش شبه نیوتن پیاده سازی شده است.تمام این الگوریتم در نرم افزار مطلب پیاده سازی شده و برای محاسبه پخش بار سیستم توزیع نامتعادل از نرم افزار متن باز opendss استفاده شده است. 3- تابع هدف بهره برداری در این گزارش،کمینه کردن تلفات سیستم توزیع با استفاده هماهنگ از منابع راکتیو و همچنین پیدا کردن قطع بهینه بار برای فرونشاندن اضافه بار در طرف فشار قوی(سناریوی پیک بار) می باشد.به منظور اعتبار سنجی روش پیشنهاد شده،شبیه سازی بر روی یک فیدر توزیع شعاعی 123ieee باسه انجام گرفته است.اثر روش پیشنهاد شده بر روی پروفایل ولتاژ،جریان فازهای مختلف در تمام پروسه بیان شده است.حجم محاسبات و تعداد تکرار ها برای رسیدن به جواب در تست های انجام شده به طور کامل بیان گردیده است.