برنامه‌ریزی و بهره‌برداری منابع اکتیو و راکتیو مقید به امنیت ولتاژ در شبکۀ توزیع هوشمند قابل بازآرایی

نویسندگان

1 دانشگاه آزاد اسلامی واحد یاسوج

2 دانشکده مهندسی، دانشگاه فسا

چکیده

در این مقاله، برنامه‌ریزی و بهره‌برداری منابع اکتیو و راکتیو در شبکۀ توزیع هوشمند (SDN) دارای قابلیت بازآرایی سیستم و طرح پاسخ‌گویی بار (DRP < /span>) با در نظر گرفتن امنیت ولتاژ ارائه می‌شود. ازاین‌رو طرح مذکور به‌منظور مدل‌سازی همزمان شاخص‌های اقتصادی، بهره‌برداری و امنیت SDN یک مسئلۀ سه‌هدفه بیان می‌کند که توابع هدف آن به‌ترتیب کمینه‌سازی هزینۀ سالیانۀ برنامه‌ریزی منابع و بهره‌برداری شبکه و منابع، کمینه‌سازی تابع انحرافات ولتاژ، و بیشینه‌سازی شاخص امنیت ولتاژ را در نظر می‌گیرد. قیود مسئله شامل معادلات پخش توان بهینه AC و بازآرایی شبکه، مدل بهره‌برداری و برنامه‌ریزی منابع اکتیو و راکتیو، فرمول‌بندی طرح پاسخ‌گویی بار، و محدودیت‌ امنیت ولتاژ شبکه است. در ادامه، مسئلۀ چندهدفۀ پیشنهادی توسط تکنیک بهینه‌سازی پارتو مبنی بر روش مجموع توابع وزندار به یک مسئلۀ یکپارچه تک‌هدفه تبدیل می‌شود. سپس حل‌کنندۀ ترکیبی بهینه‌سازی دستۀ میگوها (KHO) و الگوریتم جست‌وجوی کلاغ (CSA) جهت دستیابی به راه‌حل بهینۀ مطمئن با انحراف‌معیار پایین در پاسخ‌دهی استفاده می‌شود. در نهایت، طرح پیشنهادی بر روی SDN شعاعی 69 باسه اعمال می‌شود و سپس نتایج عددی به‌دست‌آمده تأییدکنندۀ قابلیت این طرح در بهبود وضعیت اقتصادی، بهره‌برداری و امنیت SDN است.

کلیدواژه‌ها


[1] پیروزی، ساسان، مدیریت توان اکتیو و راکتیو شبکۀ توزیع هوشمند به‌همراه جبران‌سازی هارمونیک بارهای غیرخطی با استفاده از خودروهای الکتریکی، رساله دکتری، دانشگاه صنعتی شیراز، 1396. [2] شریعت‌خواه، محمدحسین، حقی‌فام، محمودرضا، افکوسی پاقلعه، محمد، «مکان‌یابی همزمان تولید پراکنده و خازن در شبکه‌های توزیع و تعیین آرایش بهینۀ آن»، مهندسی و مدیریت انرژی، جلد اول، شمارۀ 1، صفحه 11ـ18، 1390. [3] رئیسی، علیرضا، عابدینی، محمد، «مشارکت خرده‌فروشان در مدیریت تراکم بر اساس پاسخ‌گویی بار نظارت‌شده توسط بهره‌بردار شبکه»، مهندسی و مدیریت انرژی، جلد ۹، شماره 1، صفحۀ 2ـ13، 1398. [4] کیا، محسن، ستایش‌نظر، مهرداد، سپاسیان، محمدصادق، «برنامه‌ریزی بهینۀ مدیریت بارهای کنترل‌پذیر و مشارکت واحدهای تولید همزمان برق و حرارت در حضور ذخیره‌ساز الکتریکی»، مهندسی و مدیریت انرژی، جلد ۷، شمارۀ 2، صفحه 1ـ13، 1396. [5] Abbasi, A.R., "Investigation of simultaneous effect of demand response and load uncertainty on distribution feeder reconfiguration", IET Generation, Transmission & Distribution, 14 (8), p. 1438–1449, 2020. [6] Farshad, M., "Distributed generation planning from the investor's viewpoint considering pool-based electricity markets", Electric Power Systems Research, Vol. 187, pp. 106474, 2020. [7] Zhang, S., and et al., "Multi-objective distributed generation planning in distribution network considering correlations among uncertainties", Applied Energy, Vol. 226, pp. 743-755, 2018. [8] Xiang, Y., Wang, Y., Su, Y., Sun, W., Huang, Y., Liu, J., "Reliability correlated optimal planning of distribution network with distributed generation", Electric Power Systems Research, Vol. 186, pp. 106391, 2020. [9] Abbasi, A. and et al. "A new intelligent method for optimal allocation of d-statcom with uncertainty", Journal of Intelligent & Fuzzy Systems, 29(5), p. 1881–1888, 2015. [10] Arulraj, R., Kumarappan, N., "Optimal economic-driven planning of multiple DG and capacitor in distribution network considering different compensation coefficients in feeder’s failure rate evaluation", Engineering Science and Technology, an International Journal, Vol. 22, pp. 67-77, 2019. [11] Sadeghian, O., Oshnoei, A., Kheradmandi, M., Mohammadi-Ivatloo, B., "Optimal placement of multi-period-based switched capacitor in radial distribution systems", Computers & Electrical Engineering, Vol. 82, pp. 106549, 2020. [12] Fiorotti, R., Fardin, J., Encarnacao, L. and Donadel, C., "A novel strategy for distribution network reinforcement planning considering the firm capacity of distributed generation units", IEEE Latin America Transactions, Vol. 17, No. 04, pp. 530-539, 2019. [13] Ehsan, A. and Yang, Q., "Coordinated investment planning of distributed multi-type stochastic generation and battery storage in active distribution networks", IEEE Transactions on Sustainable Energy, Vol. 10, No. 4, pp. 1813-1822, 2019. [14] Alam, A., Pant, V. and Das, B., "Optimal placement of protective devices and switches in a radial distribution system with distributed generation", IET Generation, Transmission & Distribution, Vol. 14, No. 21, pp. 4847-4858, 2020. [15] Pasha, A.M., Zeineldin, H.H., El-Saadany, E.F. and Alkaabi, S.S., "Optimal allocation of distributed generation for planning master–slave controlled microgrids", IET Generation, Transmission & Distribution, Vol. 13, No. 16, pp. 3704-3712, 20 8 2019. [16] Faraji, E. and et al., Probabilistic Planning of the Active and Reactive Power Sources Constrained to Securable-Reliable Operation in Reconfigurable Smart Distribution Networks, Electric Power Systems Research (2021) 107457. [17] Abbasi, A. R., "Probabilistic load flow based on holomorphic embedding, kernel density estimator and saddle point approximation including correlated uncertainty variables", Electric Power Systems Research, Volume 183, 2020. [18] Hamidpour, H., Aghaei, J., Pirouzi, S., Dehghan, S. and Niknam, T., "Flexible, reliable and renewable power system resource expansion planning considering energy storage systems and demand response programs", IET Renewable Power Generation, Vol. PP, No. 11, pp.1-12, 2019. [19] Kavousi-Fard, A. and Niknam, T., "Optimal distribution feeder reconfiguration for reliability improvement considering uncertainty", IEEE Trans. on Power Delivery, Vol. 29, No. 3, pp. 1344-1354, 2014. [20] Jakob, W. and Blume, C., "Pareto optimization or cascaded weighted sum: a comparison of concepts", Algorithms, Vol. 7, pp. 166-185, 2014. [21] Akbari, K. and et al. "Optimal placement of distributed generation in radial networks considering reliability and cost indices", Journal of Intelligent & Fuzzy Systems, 30 (2), 2016, p. 1077-1086. [22] Rani, R.R. and Ramyachitra, D., "Krill herd optimization algorithm for cancer feature selection and random forest technique for classification", IEEE International Conference on Software Engineering and Service Science (ICSESS), Beijing, pp. 109-113, 2017. [23] Kavousi-Fard, A., Khorram-Nia, R., Rostami, M. and Abbasi, A., "An smart stochastic approach to model plug-in hybrid electric vehicles charging effect in the optimal operation of micro-grids", Journal of Intelligent & Fuzzy Systems 28 (2), 835-842, 2015. [24] Babu, P.R., Rakesh, C.P., Srikanth, G., Kumar, M.N. and Reddy, D.P., "A novel approach for solving distribution networks", 2009 Annual IEEE India Conference (INDICON), pp. 1-5, 2009. [25] Abbasi, A.R. and Mahmoudi, M.R., "Application of statistical control charts to discriminate transformer winding defects", Electric Power Systems Research, Volume 191, 2021. [26] Duong, M.Q., and et. al., "Determination of optimal location and sizing of solar photovoltaic distribution generation units in radial distribution systems", Energies, Vol. 12, pp. 1-25, 2019. [27] Maleki, A. and Askarzadeh, A., "Optimal sizing of a PV/wind/diesel system with battery storage for electrification to an off-grid remote region: A case study of Rafsanjan, Iran", Sustainable Energy Technologies and Assessments, Vol. 7, pp. 147-153, 2014. [28] Rahmani, K., Kavousifard, F. and Abbasi, A., "Consideration effect of wind farms on the network reconfiguration in the distribution systems in an uncertain environment", Journal of Experimental & Theoretical Artificial Intelligence, 29:5, 995-1009, 2017. [29] Varadarajan, M. and Swarup, K.S., "Differential evolutionary algorithm for optimal reactive power dispatch", International Journal of Electrical Power & Energy Systems, Vol. 30, pp. 435-441, 2008.