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

تخصیص و اندازه‌گیری ترانسفورماتورها و خطوط تغذیه

برنامه‌ریزی شبکه توزیع بیشتر با تخصیص و اندازه‌گیری ترانسفورماتورهای توزیع مشخص می‌شود. محل این ترانسفورماتورها به طور مستقیم طول و مسیر خطوط تغذیه ولتاژ متوسط (MV) و ولتاژ کم (LV) را تعیین می‌کند. بنابراین، محل 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 دارد کاهش هزینه‌های سرمایه‌گذاری برای ترانسفورماتورها و خطوط تغذیه، کاهش هزینه‌های زیان و حداکثرسازی قابلیت اطمینان سیستم را دنبال کند. محدودیت‌هایی مانند کاهش ولتاژ و جریان خط باید در محدوده‌های استاندارد نگه داشته شوند.

در برنامه‌ریزی شبکه ولتاژ کم (LV)، کارهای اصلی تعیین محل و ظرفیت ترانسفورماتورهای توزیع و خطوط تغذیه LV است. این کار برای کاهش هزینه‌های سرمایه‌گذاری در این اجزا و همچنین کاهش زیان‌های خط انجام می‌شود.

در برنامه‌ریزی شبکه ولتاژ متوسط (MV)، تمرکز بر تعیین محل و اندازه‌گیری زیرمجموعه‌های توزیع و خطوط تغذیه MV است. هدف اینجا کاهش هزینه‌های سرمایه‌گذاری، همراه با کاهش زیان‌های خط و شاخص‌های قابلیت اطمینان مانند SAIDI (شاخص مدت میانگین قطعی برق) و SAIFI (شاخص فرکانس میانگین قطعی برق) است.

در طول فرآیند برنامه‌ریزی، چندین محدودیت باید رعایت شود.

ولتاژ باس، به عنوان یک محدودیت کلیدی، باید در محدوده استاندارد نگه داشته شود. جریان فعلی خط باید کمتر از جریان اسمی خط باشد. بهبود پروفایل 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 خازنهای خازنی روش دیگری است که سطح ولتاژ را بالا می‌برد و زیان‌های خط را کاهش می‌دهد. تنظیم‌کننده‌های ولتاژ (VRs) نیز عناصر رایجی برای پوشش این مشکلات هستند.

قابلیت اطمینان یک نگرانی کلیدی در برنامه‌ریزی شبکه توزیع است. خطوط توزیع با طول بلند احتمال خرابی خط را افزایش می‌دهند، که منجر به کاهش قابلیت اطمینان سیستم می‌شود. نصب اتصالات متقاطع (CC) یک روش مؤثر برای کاهش این مشکل است.

ژنراتورهای توزیع شده (DG) می‌توانند توان فعال و واکنشی تزریق کنند که به کاهش شاخص‌های قابلیت اطمینان و بهبود پروفایل ولتاژ کمک می‌کند. با این حال، هزینه‌های سرمایه‌گذاری بالای آنها مهندسان برق را از پذیرش گسترده‌ای منصرف می‌کند.

با توجه به طبیعت گسسته و غیرخطی مشکل تخصیص و اندازه‌گیری، تابع هدف نتیجه‌گیری دارای چندین کمینه محلی است. 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 مقابله با کمینه‌های محلی دچار مشکل می‌شوند. برای حل مشکل کمینه‌های محلی، روش‌های اکتشافی به طور گسترده در ادبیات استفاده شده‌اند.

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

اعتبار دادن به رشد بار و سطح بار پیک دیگر یک عامل مهمی است که در فرآیند برنامه‌ریزی باید در نظر گرفته شود.