برنامه‌ریزی احتمالاتی توأم شبکه‌های توزیع اولیه و ثانویه با استفاده از روش ابتکاری-ترکیبی با الگوریتم ژنتیک

نویسندگان

1 دانشگاه ارومیه

2 دانشگاه صنعتی بیرجند

چکیده

برنامه‌ریزی سیستم توزیع یک مسئله پیچیده، غیرخطی و دارای متغیرهای گسسته است. اگرچه به دلیل پیچیدگی مسئله بیشتر محققین به بهینه‌سازی شبکه‌های اولیه و ثانویه به‌طور مجزا پرداخته‌اند، اما حل مجزای آن‌ها دقت پاسخ به‌دست‌آمده را کاهش می‌دهد و لازم است برنامه‌ریزی توأم آن‌ها موردتوجه بیشتر قرار گیرد. برای حل مسئله برنامه‌ریزی سیستم توزیع، روش‌های مختلفی ارائه ‌شده است که یکی از پرکاربردترین آن‌ها، روش‌های مبتنی بر الگوریتم ژنتیک است. با توجه به عدم‌قطعیت موجود در پارامترهای شبکه توزیع، روش الگوریتم ژنتیک، متداول برای برنامه‌ریزی احتمالاتی شبکه‌های بزرگ، بسیار زمان‌بر و بعضاً غیر کارآمد است. در این مقاله، با الهام از یک شیوه سنتی در جایابی ترانسفورماتورهای توزیع و ترکیب آن با الگوریتم ژنتیک، یک روش ابتکاری ارائه ‌شده است که با محدود کردن فضای پاسخ مسئله، در یافتن پاسخ بهینه برنامه‌ریزی احتمالاتی، بسیار کارآمد است. برای مدل‌سازی عدم‌قطعیت‌های موجود در شبکه، یک مجموعه سناریو بر اساس توزیع احتمالی پارامترها تعریف می‌گردد. مدل پیشنهادی بر روی دو سیستم نمونه با ابعاد متفاوت پیاده‌سازی شده و کارایی روش پیشنهادی، موردبررسی قرار می‌گیرد.

کلیدواژه‌ها


1) محسنی، عادل؛ عابدی، مهرداد؛ قره‌پتیان، گئورک، «برنامه‌ریزی توسعه تولید انرژی الکتریکی و جایابی نیروگاه بر پایه الگوریتم ژنتیک ارتقا یافته و فرآیند تحلیل سلسله مراتبی»، مجله مهندسی و مدیریت انرژی ، دوره 3، شماره 2، صفحه 2-13، 1396. 2) Lotero, R. C., Contreras, J., "Distribution System Planning with Reliability," IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 26, No. 4, pp. 2552-2562, 2011. 3) Cossi A., Da Silva, L., Lazaro, R., Mantovani, J. R. S., "Primary Power Distribution Systems Planning Taking into Account Reliability, Operation and Expansion Costs," Generation, Transmission & Distribution, IET, Vol. 6, No. 3, pp. 274-284, 2012. 4) Yosef, M., Sayed, M., Youssef, H. K., "Allocation and Sizing of Distribution Transformers and Feeders for Optimal Planning of MV/LV Distribution Networks using Optimal Integrated Biogeography based Optimization Method," Electric Power Systems Research, vol. 128, No. 11, pp. 100-112, 2015. 5) Paiva, et al., "Integral Planning of Primary-Secondary Distribution Systems using Mixed Integer Linear Programming," IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 20, No. 2, pp. 1134-1143, 2005. 6) Ziari, I., Ledwich, G., Ghosh, A., "Optimal Integrated Planning of MV–LV Distribution Systems using DPSO," Electric Power Systems Research, Vol. 81, No. 10, pp. 1905-1914, 2011. 7) Georgilakis P. S., Hatziargyriou, N. D., "A Review of Power Distribution Planning in the Modern Power Systems Era: Models, Methods and Future Research," Electric Power Systems Research, Vol. 121, No. 4, pp. 89-100, 2015. 8) Fletcher, R. H., Strunz, K., "Optimal Distribution System Horizon Planning–part I: Formulation," IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 22, No. 2, pp. 791-799, 2007. 9) Esmaeeli, M., Kazemi, A., Shayanfar, H., Haghifam, M.R., "Multistage Distribution Substations Planning Considering Reliability and Growth of Energy Demand," Energy, Vol. 84, No. 5, pp.357-364, 2015. 10) Turkay, B., Artac, T., "Optimal Distribution Network Design using Genetic Algorithms," Electric Power Components and Systems, Vol. 33, No. 5, pp. 513-524, 2005. 11) Ramírez-Rosado, I. J., Domínguez-Navarro, J. A., "New Multiobjective Tabu Search Algorithm for Fuzzy Optimal Planning of Power Distribution Systems," IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 21, No. 1, pp. 224-233, 2006. 12) Favuzza, S., Graditi, G., Ippolito, M. G., Sanseverino, E. R. "Optimal Electrical Distribution Systems Reinforcement Planning using Gas Micro Turbines by Dynamic Ant Colony Search Algorithm," IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 22, No. 2, pp. 580-587, 2007. 13) Singh, S., Ghose, T., Goswami, S., "Optimal Feeder Routing based on the Bacterial Foraging Technique," IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 27, No. 1, pp. 70-78, 2012. 14) Nahman, J. M., Peric, D. M., "Optimal Planning of Radial Distribution Networks by Simulated Annealing Technique," IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 23, No. 2, pp. 790-795, 2008. 15) El-Zonkoly, A. M., "Multistage Expansion Planning for Distribution Networks Including Unit Commitment," IET Generation, Transmission & Distribution, Vol. 7, No. 7, pp. 766-778, 2013. 16) Esmaeeli, M., Kazemi, A., Shayanfar, H., Haghifam, M.R., Siano, P., "Risk-based Planning of Distribution Substation Considering Technical and Economic Uncertainties, " Electric Power Systems Research, Vol 30, No. 6, pp. 18-26, 2016. 17) Kumar, D., Samantaray, S., Joos, G., "A Reliability Assessment based Graph Theoretical Approach for Feeder Routing in Power Distribution Networks Including Distributed Generations," International Journal of Electrical Power & Energy Systems, Vol. 57, No. 5, pp. 11-30, 2014. 18) Navarro A., Rudnick, H., "Large-Scale Distribution Planning—Part I: Simultaneous Network and Transformer Optimization," IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 24, No. 2, pp. 744-751, 2009. 19) Esmaeeli, M., Kazemi, A., Shayanfar, H., Chicco, G., Siano, P., "Risk-based Planning of the Distribution Network Structure Considering Uncertainties in Demand and Cost of Energy," Energy, Vol. 119, No. 1, pp. 578-587, 2017. 20) Goswami, S.K., "Distribution System Planning using Branch Exchange Technique," IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 12, No. 2, pp. 718-723, 1997. 21) Kalesar, B.M., Seifi, A.R., "Optimal Substation Placement and Feeder Routing in Distribution System Planning using Genetic Algorithm," Elixir Elec. Engg, Vol. 37, No. 1, pp. 3908-3915, 2011. 22) Esmaeeli, M., Kazemi, A., Shayanfar, H., Haghifam, M.R., "Sizing and Placement of Distribution Substations Considering Optimal Loading of Transformers," International Transactions on Electrical Energy Systems, Vol 25, No. 11, pp. 2897-908, 2015. 23) IEC 60076-7, Power Transformers; Part 7: Loading Guide for Oil-immersed Power Transformers," 1st ed. 2005-12. 24) Saber, A.Y., Venayagamoorthy, G.K., "Resource Scheduling under Uncertainty in a Smart Grid with Renewables and Plug-in Vehicles," IEEE Systems Journal, Vol. 6, No. 1, pp. 103-109, 2012.