برنامه ریزی موقعیت و ارزیابی خطوط تغذیه و ترانسفورماتورها برای شبکه های توزیع ولتاژ پایین/متوسط

توزیع و اندازه‌گیری ترانسفورماتورها و خطوط تغذیه

برنامه‌ریزی شبکه توزیع بیشتر با توزیع و اندازه‌گیری ترانسفورماتورهای توزیع مشخص می‌شود. محل این ترانسفورماتورها مستقیماً طول و مسیر خطوط تغذیه ولتاژ متوسط (MV) و ولتاژ پایین (LV) را تعیین می‌کند. بنابراین، مکان و ظرفیت ترانسفورماتورها، همچنین طول و اندازه خطوط تغذیه MV و LV باید به صورت هماهنگ تعیین شوند.

برای دستیابی به این هدف، فرآیند بهینه‌سازی ضروری است. این فرآیند هدف کاهش هزینه‌های سرمایه‌گذاری برای ترانسفورماتورها و خطوط تغذیه، کاهش هزینه‌های زیان و بیشینه کردن قابلیت اطمینان سیستم است. محدودیت‌هایی مانند کاهش ولتاژ و جریان خط باید در محدوده‌های استاندارد نگهداری شوند.

در برنامه‌ریزی شبکه ولتاژ پایین (LV)، کارهای کلیدی تعیین مکان و ظرفیت ترانسفورماتورهای توزیع و خطوط تغذیه LV است. این کار برای کاهش هزینه‌های سرمایه‌گذاری در این مؤلفه‌ها و زیان‌های خط انجام می‌شود.

در برنامه‌ریزی شبکه ولتاژ متوسط (MV)، تمرکز بر تعیین مکان و اندازه‌گیری زیرمجموعه‌های توزیع و خطوط تغذیه MV است. هدف این است که هزینه‌های سرمایه‌گذاری، زیان‌های خط و معیارهای قابلیت اطمینان مانند SAIDI (شاخص مدت میانگین قطع برق) و SAIFI (شاخص فرکانس میانگین قطع برق) کمینه شوند.

در طول فرآیند برنامه‌ریزی، چندین محدودیت باید رعایت شود.

ولتاژ بوس، به عنوان یک محدودیت کلیدی، باید در محدوده استاندارد نگهداری شود. جریان فعلی خط باید کمتر از جریان اسمی خط باشد. بهبود پروفیل ولتاژ، کاهش زیان‌های خط و بهبود قابلیت اطمینان سیستم نگرانی‌های اصلی در برنامه‌ریزی شبکه توزیع، به ویژه در مناطق نیمه شهری و روستایی است.

نصب خازنه‌ها روش دیگری است که به طور قابل توجهی سطح ولتاژ را افزایش می‌دهد و زیان‌های خط را کاهش می‌دهد. تنظیم‌کننده‌های ولتاژ (VRs) نیز عناصر معمولی برای پوشش این مشکلات هستند.

قابلیت اطمینان یکی از نگرانی‌های کلیدی در برنامه‌ریزی شبکه توزیع است. خطوط توزیع با طول بلند احتمال خرابی خط را افزایش می‌دهند و در نتیجه قابلیت اطمینان سیستم را کاهش می‌دهند. نصب اتصالات متقاطع (CC) روش مؤثری برای کاهش این مشکل است.

نسل‌های توزیع (DG) می‌توانند توان فعال و واکنشی را تزریق کنند که به کاهش شاخص‌های قابلیت اطمینان و بهبود پروفیل ولتاژ کمک می‌کند. با این حال، هزینه‌های سرمایه‌گذاری بالای آن‌ها از گسترش گسترده توسط مهندسان برق باز می‌دارد.

با توجه به طبیعت گسسته و غیرخطی مشکل توزیع و اندازه‌گیری، تابع هدف نتیجه‌گیری چندین کمینه محلی دارد. این اهمیت انتخاب یک روش بهینه‌سازی مناسب را نشان می‌دهد.

روش‌های بهینه‌سازی عموماً به دو گروه تقسیم‌بندی می‌شوند:

• روش‌های مبتنی بر تحلیلی.

• روش‌های مبتنی بر اکتشافی.

روش‌های تحلیلی از لحاظ محاسباتی کارآمد هستند اما در مقایسه با کمینه‌های محلی کارایی کمتری دارند. برای حل مشکل کمینه‌های محلی، روش‌های اکتشافی به طور گسترده‌ای در ادبیات مورد استفاده قرار گرفته‌اند.

در این تحقیق، هر دو روش تحلیلی و اکتشافی در Matlab پیاده‌سازی خواهند شد. برنامه‌نویسی غیرخطی گسسته (DNLP) به عنوان رویکرد تحلیلی و بهینه‌سازی گروه ذرات گسسته (DPSO) به عنوان رویکرد اکتشافی استفاده خواهد شد.

حساب کردن رشد بار و سطح بار پیک دیگر عامل حیاتی است که باید در فرآیند برنامه‌ریزی در نظر گرفته شود.