Düşük ve orta gerilim dağıtım ağları için besleme hatları ve transformatörlerin yerleştirilmesi ve derecelendirme planlaması

Dağıtım Dönüşümcülerinin ve Besleme Hatlarının Yerleştirilmesi ve Boyutlandırılması

Dağıtım ağ planlaması, dağıtım dönüştürücülerinin yerleştirilmesi ve boyutlandırılması ile büyük ölçüde karakterize edilir. Bu dönüştürücülerin konumu, orta gerilim (OG) ve düşük gerilim (DG) besleme hatlarının uzunluğunu ve rotasını doğrudan belirler. Bu nedenle, dönüştürücülerin konumu ve kapasitesi, OG ve DG besleme hatlarının uzunluğu ve boyutu koordineli bir şekilde belirlenmelidir.

Bunu gerçekleştirmek için optimizasyon süreci gereklidir. Bu süreç, dönüşümcüler ve besleme hatları için yatırım maliyetlerini azaltmayı, kayıp maliyetlerini minimize etmeyi ve sistem güvenilirliğini maksimize etmeyi amaçlar. Gerilim düşümü ve besleme hat akımı gibi kısıtlamalar standart aralıklar içinde tutulmalıdır.

Düşük gerilim (DG) ağ planlaması için, ana görevler dağıtım dönüştürücülerinin ve DG besleme hatlarının yerleştirilmesi ve boyutlandırılmasıdır. Bu, bu bileşenlere yapılan yatırımları ve hattaki kayıpları azaltmak için yapılır.

Orta gerilim (OG) ağ planlaması, dağıtım alt merkezlerinin ve OG besleme hatlarının yerleştirilmesi ve boyutlandırılmasına odaklanır. Buradaki hedef, yatırım maliyetlerini, hat kayıplarını ve SAIDI (Sistem Ortalama Kesinti Süresi Endeksi) ve SAIFI (Sistem Ortalama Kesinti Sıklığı Endeksi) gibi güvenilirlik metriklerini minimize etmektir.

Planlama süreci sırasında, birkaç kısıtlama karşılanmalıdır.

Anahtar gerilimi, önemli bir kısıtlama olarak standart aralıkta tutulmalıdır. Gerçek besleme hat akımı, besleme hatının nominal akımından daha düşük olmalıdır. Gerilim profilini iyileştirmek, hat kayıplarını azaltmak ve sistem güvenilirliğini artırmak, özellikle yarı kentsel ve kırsal bölgelerde dağıtım ağ planlamasındaki temel endişelerdir.

Kondansatör kurulumu, gerilim seviyesini büyük ölçüde artırarak ve hat kaybını azaltarak başka bir yöntemdir. Gerilim Düzenleyicileri (GD'ler) de bu sorunları ele almak için yaygın kullanılan unsurlardır.

Güvenilirlik, dağıtım ağ planlamasında önemli bir endişedir. Uzun mesafeli dağıtım hatları, hat arızalarının olasılığını artırarak sistem güvenilirliğini azaltır. Çapraz bağlantı (CC) kurulumu bu sorunu azaltmak için etkili bir önlemdir.

Dağıtık jeneratörler (DJ), aktif ve reaktif güç enjekte ederek güvenilirlik endekslerini düşürmeye ve gerilim profilini iyileştirmeye yardımcı olur. Ancak yüksek yatırım maliyetleri, elektrik mühendislerinin yaygın benimsemesini engeller.

Yerleştirme ve boyutlandırma probleminin ayrık ve doğrusal olmayan doğası nedeniyle, sonuçta elde edilen hedef fonksiyonun çok sayıda yerel minimumu vardır. Bu, uygun bir optimizasyon yöntemi seçiminin önemini vurgular.

Optimizasyon yöntemleri genellikle iki gruba ayrılmıştır:

• Analitik tabanlı yöntemler.

• Sezgisel tabanlı yöntemler.

Analitik yöntemler hesaplama açısından verimlidir, ancak yerel minimumları etkili bir şekilde ele alamaz. Yerel minimum sorununu çözmek için literatürde sezgisel yöntemler yaygın olarak kullanılmıştır.

Bu araştırmada, analitik ve sezgisel yöntemler Matlab'da uygulanacaktır. Analitik yaklaşım olarak Ayrık Doğrusal Olmayan Programlama (ADONP) ve sezgisel yaklaşım olarak Ayrık Parçacık Sürü Optimizasyonu (APSO) kullanılacaktır.

Yük büyümesi ve zirve yük seviyeleri, planlama sürecinde dikkate alınması gereken diğer kritik faktörlerdir.