جایابی بهینۀ ادوات FACTS در شبکۀ برق منطقه‌ای گیلان با استفاده از الگوریتم اجتماع ذرات مبتنی بر DPL نرم‌افزار DIgSILENT

نویسندگان

1 دانشگاه زنجان

2 گروه مهندسی برق، دانشگاه زنجان

3 دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه ارومیه

4 شرکت برق منطقه ای گیلان، رشت، ایران

چکیده

سیستم‌های انتقال انعطاف‌پذیر (FACTS) کارایی مناسبی در رفع مشکلات شبکه‌های انتقال از خود نشان داده‌اند. هدف از برنامه‌ریزی ادوات FACTS تعیین نوع، مکان، و مشخصات مناسبِ این تجهیزات در شبکه به‌منظور بهبود پارامترهای مختلف فنی سیستم قدرت است. برنامه‌ریزی ادوات FACTS یک مسئلۀ بهینه‌سازی غیرخطی با متغیرها و قیود فراوان است که برای حل آن استفاده از الگوریتم‌های بهینه‌سازی مناسب ضروری می‌باشد. معمولاً برنامه‌های بهینه‌سازی در محیط نرم‌افزارهای MATLAB یا GAMS پیاده‌سازی می‌شوند. از طرفی، در شرکت‌های برق معمولاً از نرم‌افزار DIgSILENT به‌منظور انجام مطالعات شبکه استفاده می‌شود. لذا برای بهینه‌سازی لازم خواهد بود که اطلاعات شبکه به نرم‌افزارهای مذکور انتقال داده شود که این عمل برای کاربران امری دشوار و زمان‌بر است. در این مقاله، مسئلۀ جایابی ادوات FACTS توسط الگوریتم بهینه‌سازی اجتماع ذرات گسسته بر روی شبکۀ برق منطقه‌ای گیلان صورت می‌پذیرد. الگوریتم مذکور در محیط برنامه‌نویسی (DPL) نرم‌افزار دیگسایلنت پیاده‌سازی شده و بدین ترتیب نیازی به انتقال اطلاعات شبکه برای انجام بهینه‌سازی در نرم‌افزار دیگر نخواهد بود. نتایج مطالعه بیانگر کارایی فنی و اقتصادی احداث ادوات FACTS پیشنهادی در شبکۀ مورد مطالعه است.

کلیدواژه‌ها


[1] Hemmati, R., Hooshmand, R.A. and Khodabakhshian, A., "Market based transmission expansion and reactive power planning with consideration of wind and load uncertainties", Renew. Sustain. Energy Rev., Vol. 29, pp. 1-10, Jan. 2014. [2] Kishore, T.S. and Singal, S.K., "Optimal economic planning of power transmission lines: a review", Renew. Sustain. Energy Rev., Vol. 39, pp. 949-74, Nov. 2014. [3] Shah, R., Mithulananthan, N., Bansal, RC. And Ramachandaramurthy, V.K., "A review of key power system stability challenges for large-scale PV integration", Renew. Sustain. Energy Rev., Vol. 41, pp.1423-1436, Jan. 2015. [4] Verma, KS., Singh, SN. and Gupta, H. O., "Location of unified power flow controller for congestion management", Elect. Power Syst. Res., Vol. 58, No. 2, pp. 89-96, Jun. 2001. [5] Singh, J., Singh, S. and Srivastava, S., "An approach for optimal placement of static VAr compensators based on reactive power spot price", IEEE Trans. Power Syst., Vol. 22, No. 4, pp. 2021-2029, Nov. 2007. [6] Hingorani, N.G., Gyugyi, L. and El-Hawary, M., "Understanding FACTS: concepts and technology of flexible AC transmission systems", Vol. 1. New York: IEEE press, 2000. [7] Nireekshana, T., Kesava Rao, G. and Siva Naga Raju, S., "Enhancement of ATC with FACTS devices using Real-code genetic algorithm", Elect. Power Energ. Syst. Vol. 43, No. 1, pp. 1276-1284, Dec. 2012. [8] Mondal, D., Chakrabarti, A. and Sengupta, A., "Optimal placement and parameter setting of SVC and TCSC using PSO to mitigate small signal stability problem", Elect. Power Energ. Syst., Vol. 42, No. 1, pp. 334-340, Nov. 2012. [9] Shayeghi, H. and Ghasemi, M., "FACTS devices allocation using a novel dedicated improved pso for optimal operation of power system", Journal of Operation & Automation in Power Engineering, Vol. 1, No. 2, pp. 1-11, Jul. 2013. [10] Dutta, S., Roy, PK. and Nandi, D., "Optimal location of UPFC controller in transmission network using hybrid chemical reaction optimization algorithm", Elect. Power Energ. Syst., Vol. 64, 194-211, Jan. 2015. [11] Rezaee Jordehi, A., "Brainstorm optimization algorithm (BSOA): An efficient algorithm for finding optimal location and setting of FACTS devices in electric power systems", Elect. Power Energ. Syst., Vol. 69, pp. 48-57, Jul. 2015. [12] Duan, C., Fang, W., Jiang, L. and Niu, Sh., "FACTS devices allocation via sparse optimization", IEEE Trans. Power Syst., Vol. 31. No. 2, pp. 1308-1319, Mar. 2016. [13] Elmitwally, A., Eladl, A. and Morrow, J., "Long-term economic model for allocation of FACTS devices in restructured power systems integrating wind generation", IET Gener. Trans. Distr., Vol. 10, No. 1, pp. 16-30, Jan. 2016. [14] Zhang, X., Shi, D., Wang, Z. and et al., "Optimal Allocation of Series FACTS Devices under High Penetration of Wind Power within a Market Environment", IEEE Trans. Power Syst.,Vol. 33, No. 6, pp. 6206-6217, Nov. 2018. [15] Zhang, X., Tomsovic, K. and Dimitrovski, A., "Optimal allocation of series FACTS devices in large-scale systems", IET Gen. Trans. Distr., Vol. 12. No. 8, pp. 1889-1896, Apr. 2018. [16] Sen, K.K. and Sen, M.L., "Introduction to FACTS controllers: theory, modeling and applications", Wiley and IEEE Press, Hoboken, New Jersey, 2009. [17] Eremia, M., Liu, C.C. and Edris, A.A., "Advanced solutions in power systems: HVDC, FACTS, and Artificial Intelligence", IEEE Press and Wiley, Hoboken, USA, 2016. [18] Eremia, M. and Sphahidehpour, M., "Handbook of electrical power system dynamics: modeling, stability and control", IEEE Press and Wiley, Hoboken, USA, 2013. [19] Eberhart, R.C. and Kennedy, J., "A new optimizer using particle swarm theory", Proceedings of the Sixth International Symposium on Micro Machine and Human Science, Nagoya, Japan, 1995, pp. 39-43. [20] Jin, YX., Cheng, H.Z., Yan, J. and Zhang, L., "New discrete method for particle swarm optimization and its application in transmission network expansion planning", Elect. Power Syst. Res., Vol. 77, pp. 227-233, Mar. 2007. [21] Clerc, M., Kennedy, J., "The particle swarm-explosion, stability, and convergence in a multidimensional complex space", IEEE Trans EVol. Comput., Vol. 6, No. 1, pp. 58-73, Feb. 2002. [22] وطن‌پور، محسن، صادقی یزدانخواه، احمد، نظری، یوسف، «برنامه‌ریزی تولید همزمان انرژی الکتریکی و حرارتی با درنظرگرفتن اثر دریچه‌های بخار و نواحی ممنوعۀ تولید توسط الگوریتم ترکیبی BF-PSO»، نشریه مهندسی و مدیریت انرژی، دوره ششم، شماره 3، صفحه 2ـ13، پاییز 1395. [23] صیادی شهرکی، فهیمه، کی‌نیا، فرشید، اسماعیلی، سعید، «پخش بار اقتصادی دینامیکی بهینه با استفاده از P-PSO پیشنهادی»، نشریه مهندسی و مدیریت انرژی، دوره پنجم، شماره 2، صفحه 2ـ13، تابستان 1394. [24] Luburic, Z. and Pandzic, H. "FACTS devices and energy storage in unit commitment", Electr. Power & Energ. Syst, Vol. 104, pp.311-325, Jan 2019. [25] Dawn, S., Tiwari, PK. and Goswami, AK., "An approach for long term economic operations of competitive power market by optimal combined scheduling of wind turbines and facts controllers", Energy, Vol. 181, pp. 709-723, Aug. 2019. [26] Sang, Y. and Sahraei-Ardakani, M., "Effective power flow control via distributed FACTS considering future uncertainties", Electr. Power Syst. Res. Vol. 168, pp. 127-36, Mar. 2019. [27] https://www.digsilent.de/en/scripting-and-automation.html [28] دفتر برنامه‌ریزی و برآورد بار، معاونت برنامه‌ریزی و تحقیقات، شرکت برق منطقه‌ای گیلان، رشت، ایران.