عنوان : مسیریابی بهینه فیدرها در سیستم توزیع درحضور مولدهای پراکنده بمنظور کاهش هزینه های سرمایه گذاری و تلفات با بهره گیری از الگوریتم ژنتیک

دانشگاه تبریز

دانشکده بین المللی پردیس تبریز

گروه مهندسی برق – قدرت

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی برق – قدرت

عنوان:

مسیریابی بهینه فیدرها در سیستم توزیع در حضور مولدهای پراکنده بمنظور کاهش هزینه های سرمایه گذاری و تلفات با بهره گیری از الگوریتم ژنتیک

استاد راهنما:

دکتر کاظم زارع

استاد مشاور:

دکتر سعید قاسم زاده

استاد داور:

دکتر بهنام محمدی

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی گردد
(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود می باشد)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :
(ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می باشد)
فهرست مطالب:
فهرست جدول‌ها………………………. د
فهرست شکل‌ها……………………… ه
فهرست نمودارها……………………… ه
فصل اول………………………. 1
فصل1- مقدمه……………………… 1
1-1- مقدمه……………………… 2
1-2- اظهار موضوع و اهداف پژوهش………………………. 2
1-3- چارچوب پایان‌نامه……………………… 3
1-3-1 پیش فرض‌ها…………………….. 3
1-3-2 تابع هدف………………………. 3
1-3-3 قیود مسئله……………………… 3
1-3-4 خروجی اجرای برنامه……………………… 4
1-4- مروری بر فصول پایان‌نامه……………………… 4
فصل‌دوم.
فصل2-  مروری بر روش‌های مسیریابی بهینه فیدرها در شبکه‌های توزیع…………. 6
2-1- مقدمه……………………… 6
2-2-  مسیریابی بهینه فیدرها درشبکه‌های توزیع……………………… 6
2-3-  نظریه گراف………………………. 10
2-3-1- تعاریف گراف…………………….. 10
2-3-2- درخت پوشای کمینه…………………….. 10
2-3-2-1- الگوریتم کروسکال………………………. 11
2-3-2-2- الگوریتم پریم……………………… 11
2-3-2-3- الگوریتم دایسترا…………………….. 21
2-3-2-4- الگوریتم سولین………………………. 12
2-4- الگوریتم ژنتیک……………………….. 13
2-4-1- مفهوم الگوریتم ژنتیک……………………….. 13
2-4-2- آشنائی با الگوریتم ژنتیک……………………….. 13
2-4-3- مراحل الگوریتم ژنتیک……………………….. 14
2-4-4- ایجاد ساختار اولیه……………………… 14
2-4-5- تولید ساختارهای جدید……………………… 14
2-4-6- روش های انتخاب………………………. 15
2-4-6-1- انتخاب چرخ گردان ……………………..15
2-4-6-2- انتخاب مقایسه ای……………………… 15
2-4-6-3- انتخاب رتبه ای……………………… 16
2-4-7- تقاطع……………………… 16
2-4-7-1- تقاطع تک نقطه ای……………………… 16
2-4-7-2- انتخاب چند نقطه ای……………………… 16
2-4-8- جهش……………………… 16
2-4-8-1- جهش تک نقطه ای……………………… 16
2-4-8-2- جهش چند نقطه ای……………………… 17
2-4-9- پردازش و برازش……………………… 17
2-4-10- جایگزینی……………………… 17
2-5- معرفی دو تابع کاربردی sparse وgraphtraverse………………………
2-5-1- ماتریس sparse………………………
2-5-2- تابع sparse……………………..
2-5-3- تابع graphtraverse………………………
فصل‌سوم.
فصل3- مسیریابی بهینه فیدرها در شبکه های توزیع در حضور منابع پراکنده…….. 21
3-1- مقدمه…………………….. 21
3-2- درخت پوشای کمینه ……………………..22
3-2-1- الگوریتم پریم……………………… 22
3-2-2- ورودی الگوریتم پریم……………………… 23
3-2-3- خروجی الگوریتم پریم……………………… 23
3-2-4- شاخص الگوریتم پریم……………………… 24
3-3- الگوریتم ژنتیک……………………….. 29
3-3-1- ایجاد ساختارهای اولیه………………………… 30
3-3-2- ایجاد ساختارهای جدید………………………… 30
3-3-2-1- تابع انتخاب………………………… 30
3-3-2-2- تابع تقاطع………………………… 30
3-3-2-3- تابع جهش………………………… 31
3-4- تابع هدف………………………… 31
3-5- ماتریس های مورد بهره گیری در این پژوهش…………………….. 31
3-5-1-  ماتریس اطلاعات شبکه…………………….. 23
3-5-2- ماتریس مشخصات هادی های ACSR………………………
3-5-3- ماتریس مشخصات کابل ها……………………… 23
3-5- زیربرنامه تعیین سطح مقطع هادی ها…………………….. 33
3-6- زیر برنامه تست شعاعی بودن شبکه……………………… 33
3-7- پخش بار…………………….. 35
3-7-1- مفهوم پخش بار…………………….. 35
3-7-2- پخش بار به روش پیشرو – پسرو…………………….. 36
3-8- مطالعه تعدادی از سناریوهای مسیریابی فیدرها…………………….. 37
3-8-1- مسیریابی بهینه فیدرها بدون وجود DG……………………….
3-8-2- مسیریابی بهینه فیدرها با وجود DG……………………….
3-8-2-1- مسیریابی بهینه فیدرها توام با جایابی DG……………………….
3-8-2-2- مسیریابی بهینه فیدرها جهت تعیین حساسیت با توان DG…………..
فصل‌ چهارم.
فصل 4- مطالعات عددی………………………. 45
4-1- شبکه‌ های نمونه……………………… 45
4-1-1- شبکه‌ نمونه 24 باسه]13[…………………….. 45
4-1-2- شبکه‌ نمونه 33 باسهIEEE………………………
4-2- مطالعات عددی مسیریابی بهینه فیدرها در شبکه های 24 باسه]13[ و33 باسهIEEE …….
4-2-1- مطالعات عددی پیاده سازی شده برروی شبکه 24 باسه]13[……………………… 49
4-2-1-1- مسیریابی بهینه فیدرها بدون وجود DG در شبکه نمونه 24 باسه]13[ ………..49
4-2-1-2- مقایسه نتایج مسیریابی بهینه فیدرها برای شبکه 24 باسه]13[ در روشهای مختلف……51
4-3-1- مطالعات عددی پیاده سازی شده برروی شبکه 33 باسهIEEE………………………
4-3-1-1- مسیریابی بهینه فیدرها بدون وجود DG در شبکه نمونه33 باسهIEEE…………
4-3-1-2- مسیریابی بهینه فیدرها توام با جایابی DG در شبکه نمونه 33 باسهIEEE…….
4-3-1-3- مسیریابی بهینه فیدرها جهت تعیین حساسیت با توان DG در شبکه نمونه 33 باسهIEEE……..
4-3-1-4- مسیریابی بهینه فیدرها با وجود DG با ظرفیت های مختلف در چند باس شبکه نمونه 33 باسهIEEE……
4-4- پارامترهای الگوریتم ژنتیک………………………. 66
4-5- جمع بندی…………………….. 66
فصل‌ پنجم.
فصل 5- نتیجه گیری………………………. 68
مراجع…………………….. 69
چکیده:
طراحی شبکه های توزیع مخصوصا در مقیاس بزرگ بدلیل وجود تعداد کثیری از پارامترها، حل مسائل مرتبط با آن، دارای معضلات و پیچیدگی های زیادی می باشد. یکی از مسائل مهم در سیستم های توزیع، مسیریابی بهینه فیدرها می باشدکه عموما با اهداف ذیل انجام می شود:

  • کاهش تلفات
  • افزایش قابلیت اطمینان
  • کاهش هزینه های سرمایه گذاری

دراکثر مراجع مطالعه شده، مسیریابی بهینه فیدرها بدون حضور منابع پراکنده انجام گردیده می باشد. اطلاعات پایه ای مورد نیاز برای مسیریابی بهینه فیدرها رشد بار، نرخ تورم و بهره، حداکثر افت ولتاژ مجاز، مسیر فیدرهای موجود، مکان پست فوق توزیع و پست های توزیع، اندازه بار هریک از پست های توزیع، محدودیت های جغرافیائی و شهری، نوع و قیمت فیدرفشار متوسط و مناطقی که بایستی الزاما از فیدرهای زمینی بهره گیری کنند، می باشد. در مسیریابی بهینه فیدرها، می بایستی حداکثر بارگذاری سکشن ها و پست فوق توزیع، افت ولتاژ مجاز، تغذیه تمامی بارها، محدودیت های جغرافیائی رعایت گردد.
امروزه مولدهای پراکنده در سیستم های قدرت و شبکه های توزیع، تأثیر بسزائی در کاهش پیک مصرف، کاهش تلفات، افزایش کیفیت توان و افزایش قابلیت توان، افزایش رقابت در بازار برق، افزایش کارائی انرژی از طریق تولید همزمان برق و حرارت دارد، ضمن اینکه مسائل زیست محیطی، حالت عملکرد جزیره ای، تامین برق مناطق دورافتاده، پائین بودن حجم نقدینگی مورد نیاز برای سرمایه گذاری، تجدید نظر در بهره گیری از انرژی های هسته ای و … از دیگر عوامل موثر در گرایش به بهره گیری از مولدهای پراکنده می باشد.
در این پژوهش مطالعات با درنظرگرفتن فرضیات ذیل انجام می شود:
– محل پست فوق توزیع معلوم می باشد.
– محل مولدهای پراکنده معلوم می باشد.
– محل و بار پست های توزیع معلوم می باشد.
– در پخش بار شبکه، مولدهای پراکنده بعنوان یک بار ثابت منفی اکتیو و راکتیو فرض می گردد.
با در نظر داشتن ماهیت غیر خطی و پیچیدگی مسائل توزیع و کثرت متغیرها، روش های کلاسیک دیگر پاسخگوی حل مسائل بزرگ نیستند، از این رو با در نظر داشتن توانائی روش های هوشمند در حل مسائل غیر خطی و سرعت مناسب آنها، بهره گیری از روش های هوشمند از قبیل الگوریتم ژنتیک، الگوریتم هجوم ذرات، الگوریتم کولونی مورچگان، شبکه های عصبی، فازی سازی و … مرسوم و گریزناپذیر گردیده می باشد.
در این پایان نامه برای حل مساله مسیریابی بهینه فیدرهای فشار متوسط با هدف کاهش هزینه های سرمایه گذاری و تلفات و انرژی توزیع نشده، از ترکیب روش درخت پوشای کمینه و الگوریتم ژنتیک در حضور مولدهای پراکنده، بهره گیری شده می باشد و امکان بدست آوردن سطح مقطع هادی های سکشن ها و طراحی هر سکشن به صورت هوائی و یا زمینی را فراهم کرده می باشد.
تأثیر مولدهای پراکنده در کاهش تلفات و کاهش مجموع هزینه های سرمایه گذاری اولیه و تلفات و انرژی توزیع نشده و تاثیر حضور آنها بر توپولوژی شبکه مورد طراحی، نشان داده شده می باشد. مطالعه بر روی دو شبکه 24 و 33 باسه انجام گردیده و جهت درست آزمائی روش پیشنهادی مسیریابی بهینه فیدرها نتایج بدست آمده مطالعه شده بر روی شبکه 24باسه با نتایج مرجع مقایسه شده می باشد. جهت برنامه نویسی مسیریابی بهینه فیدرها از matlab بهره گیری شده می باشد.
فصل اول: مقدمه
1-1- مقدمه
طراحی شبکه های توزیع به علت کثرت متغیرهای آن و لزوم مطالعه آیتم های زیادی، از مسائل پیچیده و تا حد زیاد مشکل به شمار می رود. طراحی بهینه شبکه های توزیع اساسا به صورت یک مسئله بهینه سازی چند منظوره اظهار می گردد که در آن تابع هدف که شامل هزینه های سرمایه گذاری و بهره برداری می باشد می بایستی نسبت به محدودیت های الکتریکی و جغرافیائی حداقل گردد. از این رو طراحی شبکه های با حداقل هزینه های نصب و بهره برداری و کاهش تلفات یک سناریوی پیچیده می باشد.
به دلیل گزینه های فنی بسیار زیاد قابل انتخاب، روش های بهینه سازی توانمندی مورد نیاز می باشد که نتایج آن منجر به صرفه جوئی قابل ملاحظه در هزینه های شرکتهای برق، سرمایه گذاران این بخش و مصرف کنندگان گردد. بدلیل پیچیدگی و گستردگی مسئله، معمولا طراحی شبکه های توزیع، به قسمت های زیر تقسیم می گردد.
– پیش بینی بلند مدت بار
– جایابی و تعیین ظرفیت بهینه پست های توزیع
– تعیین مسیر فیدرهای فشار متوسط و جایابی پست های فوق توزیع
2-1- اظهار موضوع و اهداف پژوهش
بطورکلی برای حل مسائل بهینه سازی دو روش سنتی و هوشمند هست، با در نظر داشتن ماهیت مسائل توزیع و وجود توابع هدف و بعضا محدودیت های غیرخطی، حل مسائل  بهینه سازی با بهره گیری از روش های سنتی از قبیل روش لاگرانژ[1]و روش برنامه ریزی خطی سیمپلکس[2] و … خیلی مشکل و عملا نا ممکن می گردد. از این رو، بهره گیری از روش های هوشمند از قبیل الگوریتم ژنتیک، روش جستجوی غذای باکتری[3]، روش شبیه سازی حرارتی[4]، روش جستجوی مورچگان[5]، روش فازی سازی، روش هجوم ذرات[6] و … در حل مسائل بهینه سازی سیستم های توزیع مرسوم می باشد. در بسیاری از موردها از روش های تلفیقی و ارتقاء یافته  موردها فوق بهره گیری می گردد. روش های هوشمند مذکور با در نظر داشتن نوع مسئله و چگونگی بکارگیری آنها، دارای مزایا و معایبی نسبت به یکدیگر می باشند.
3-1- چارچوب پایان نامه
بطور کلی چارچوب این پژوهش بصورت زیر می باشد:
1-3-1- پیش فرض ها
در این پژوهش مطالعات با درنظرگرفتن فرضیات ذیل انجام می شود:
– محل پست فوق توزیع معلوم می باشد.
– محل مولدهای پراکنده معلوم می باشد.
– بار پست های توزیع ثابت فرض می گردد.
– محل و بار پست های توزیع معلوم می باشد.
– در پخش بار شبکه، مولدهای پراکنده بعنوان یک بار ثابت منفی اکتیو و راکتیو فرض می گردد.
2-3-1- تابع هدف
تابع هدف مجموع هزینه های سرمایه گذاری اولیه و تلفات می باشد.
3-3-1- قیود مسئله
در حل مسئله مسیریابی بهینه فیدرها محدودیت های ذیل در نظر گرفته می گردد:
– محدودیت افت ولتاژ
– محدودیت شعاعی شبکه
– محدودیت جریان فیدرها
– محدودیت های جغرافیائی
– محدودیت تغذیه تمامی بارها
– محدودیت ظرفیت پست های توزیع
– محدودیت ظرفیت پست فوق توزیع
4-3-1- خروجی اجرای برنامه
در این پژوهش در نهایت بهترین مسیر فیدرها با مطالعه انواع سناریوها در دو حالت وجود و یا عدم وجود مولدهای پراکنده بدست می آید.
4-1- مروری بر فصول پایان نامه
در این پایان نامه، تاثیر منابع تولید پراکنده[1] بر مسیریابی فیدرهای فشار متوسط در نظر گرفته شده و با معلوم بودن محل پست فوق توزیع و پست های توزیع و منابع پراکنده، بهترین مسیر تغذیه از پست فوق توزیع تا پست های توزیع با بهره گیری از تلفیق روش درخت پوشای کمینه[2] و  الگوریتم ژنتیک[3] تعیین می گردد.
در فصل دوم پایان نامه که مربوط به مطالعه منابع می باشد، به تشریح و مطالعه روش های مختلف مورد بهره گیری در مسیریابی بهینه فیدرها پرداخته و سپس نظریه گراف[4]، الگوریتم ژنتیک و دو تابع sparse و  graphtraverseاز توابع matlab تبیین داده شده می باشد.
در فصل سوم به تشریح و مطالعه درخت پوشای کمینه و الگوریتم پریم، الگوریتم ژنتیک، زیر برنامه تست شعاعی بودن شبکه و نیز الگوریتم پخش بارشعاعی پیشرو- پسرو[5] پرداخته شده و در ادامه، مراحل مسیریابی بهینه فیدرها طی روش پیشنهادی با معرفی انواع سناریوها، آورده شده می باشد.
در فصل چهارم شبکه ‌های نمونه معرفی و مطالعات عددی بر روی شبکه 24 باسه انجام شده و جهت درست آزمائی[6] روش پیشنهادی نتایج حاصله با نتایج]13[ مقایسه گردیده می باشد. همچنین مطالعه بر روی شبکه 33 باسهIEEE در حضور مولدهای پراکنده صورت گرفته و به جایابی مولدهای پراکنده و نیز تعیین حساسیت شبکه با توان مولدهای پراکنده در باس مشخصی پرداخته شده می باشد.
 و در بخش پنجم  به نتیجه گیری پرداخته شده می باشد.
[1]Distributed source
[2]Minimum Spanning Tree
[3]Genetic Algorithm
[4]Graph Theory
[5]Forward-Backward Load Flow
[6]
[1]Lagrange Method
[2]Simplex Linear Programming Method         
[3]Bacterial Foragine Technique
[4]Simulated Annealing
[5]Ant Colony Search
[6]Particle Swarm Optimization
تعداد صفحه : 84
قیمت : 14700 تومان

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   پایان نامه کارشناسی ارشد رشته مهندسی برق : تحقیق و بررسی آخرین متدها در FPGA

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می گردد.

پشتیبانی سایت :        ****       serderehi@gmail.com

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

***  **** ***

دسته‌ها: مهندسی برق