جایابی بهینه خازن با هدف بهبود پروفیل ولتاژ و کمینه سازی تلفات توان شبکه توزیع واقعی با مدل سازی بارهای مختلف

جایابی بهینه خازن با هدف بهبود پروفیل ولتاژ و کمینه سازی تلفات توان شبکه توزیع واقعی با مدل سازی بارهای مختلف

شبکه­ های توزیع دارای بارهای متنوعی ­اند که این بارها مقادیر متفاوتی از توان راکتیو را مصرف می­کنند. با در نظر گرفتن تاثیر نوع بار روی محل و اندازه ­ی بانک­های خازنی در سیستم­های توزیع، در این پایان­ نامه، یک روش بدیع جهت مدل­سازی بارهای مختلف شبکه به منظور بهبود پروفیل ولتاژ و کاهش تلفات توان در حضور خازن شنت انجام می­گیرد. برای این منظور، دو مدل ارائه می­شود: الف) تجاری- خانگی- کشاورزی-عمومی- صنعتی و ب) امپدانس ثابت - جریان ثابت - توان ثابت. در واقع برتری اصلی این پایان­نامه نزدیک کردن مطالعه به دنیای واقعیست، چرا که تقریبا تمامی مطالعات انجام شده در زمینه جایابی بهینه­ی خازن اساسا از تاثیر نوع بار بر محل و ظرفیت بهینه خازن نصب شده اغماض کرده­اند، حال آنکه این پایان­نامه اثبات خواهد کرد که در نظرگیری مدل بار متفاوت روی محل/ ظرفیت خازن تاثیرگذار خواهد بود. قابلیت دیگر این پایان­نامه، فرمول­بندی تابع هدف به صورت یک مساله­­ی چند هدفه است. برای این منظور، انحراف ولتاژ به تابع تک­هدفه افزوده شده است. مساله فوق با استفاده از الگوریتم بهینه­سازی اجتماع ذرات^[1] (PSO) حل خواهد شد. جهت اثبات تاثیر مدل­سازی پیشنهادی بار روی پاسخ­های مساله جایابی بهینه­ی خازن، سناریوهای زیر بکار می­رود: مدل­سازی بار و بدون آن با حضور خازن و بدون حضور آن.

کلید واژه:

جایابی بهینه ­ی خازن

مدل­سازی بار، الگوریتم بهینه­ سازی اجتماع ذرات، شبکه ­ی توزیع.

فهرست مطالب

عنوان.................................................................................................................. صفحه

فصل اول: کلیات تحقیق

1-1 دیباچه...................................................................................................................................................... .2

1-2 مطالعه­ی تاثیرگذاری خازن روی شبکه................................................................................................. .4

1-2-1 کاربرد بانک خازنی................................................................................................................ ..9

1-2-2 مکان بانک خازنی بهینه.......................................................................................................... 10

1-2-3 مزایای خازن شنت.................................................................................................................. 12

1-2-4 گزینه­های عملی برای کاهش تلفات....................................................................................... 13

1-3 معیار طراحی............................................................................................................................................ 14

1-4 جبران­سازی توان راکتیو......................................................................................................................... 15

1-5 اصلاح ضریب قدرت............................................................................................................................. 17

1-6 محدوده و هدف پایان­نامه....................................................................................................................... 19

1-7 بیان مسأله اساسی تحقیق......................................................................................................................... 20

1-8 طرح کلی پایان­نامه.................................................................................................................................. 22

فصل دوم: مبانی نظری و پیشینه تحقیق

2-1 دیباچه...................................................................................................................................................... 24

2-2 روش­های تحلیلی.................................................................................................................................... 24

2-3 روش­های برنامه­ریزی ریاضی................................................................................................................. 25

2-4 روش­های ابتکاری................................................................................................................................... 27

2-5 روش­های مبتنی بر هوش مصنوعی......................................................................................................... 29

2-5-1 الگوریتم ژنتیک..................................................................................................................... 29

2-5-2 سیستم­های خبره...................................................................................................................... 31

2-5-3 آب­کاری شبیه­سازی شده........................................................................................................ 32

2-5-4 شبکه­های عصبی مصنوعی...................................................................................................... 34

2-5-5 تئوری مجموعه فازی.............................................................................................................. 35

فصل سوم: بهینه­سازی اجتماع ذرات

3-1 دیباچه...................................................................................................................................................... 39

3-2 کاربرد بهینه­سازی اجتماع ذرات در سیستم­های قدرت......................................................................... 40

3-2-1 جایابی و تعیین ظرفیت بهینه­ی خازن........................................................................................ 41

3-2-2 پخش بار اقتصادی.................................................................................................................. 42

3-2-3 پخش بار بهینه......................................................................................................................... 42

3-2-4 کنترل ولتاژ و توان راکتیو بهینه................................................................................................ 43

3-2-5 طراحی پایدارسازی سیستم قدرت........................................................................................... 44

3-3 مفهوم PSO............................................................................................................................................ 44

3-4 عناصر اصلی الگوریتم PSO................................................................................................................. 45

3-5 اجرای الگوریتم PSO........................................................................................................................... 44

3-6 مزایای الگوریتم PSO به سایر الگوریتم­های تکاملی.......................................................................... 52

فصل چهارم: بهینه­سازی تابع هدف

4-1 دیباچه...................................................................................................................................................... 55

4-2 بیان مساله................................................................................................................................................. 57

4-3 قیود......................................................................................................................................................... 59

4-4 مدل بار پیشنهادی.................................................................................................................................... 61

4-4-1 مدل­سازی بار از لحاظ نوع مصرف......................................................................................... 61

4-4-2 مدل­سازی بار از لحاظ توان، امپدانس و جریان ثابت............................................................... 63

4-5 حل مساله جایابی خازن با استفاده از الگوریتم PSO............................................................................ 64

فصل پنجم: نتایج شبیه­سازی

5-1 دیباچه...................................................................................................................................................... 67

5-2 جایابی دو خازن...................................................................................................................................... 68

5-3 جایابی چهار خازن.................................................................................................................................. 71

5-4 جایابی شش خازن................................................................................................................................... 74

5-5 جایابی هشت خازن................................................................................................................................. 77

5-6 جمع بندی................................................................................................................................80

فصل ششم: بحث و نتیجه­گیری

6-1 دیباچه...................................................................................................................................................... 82

6-2 نتیجه­گیری.............................................................................................................................................. 82

6-3 پیشنهادها.................................................................................................................................................. 84

پیوست­ها

الف: اطلاعات شبکه­ی نمونه.......................................................................................................................... 86

مراجع.............................................................................................................................................................. 89

فهرست جدول­ها

جدول (1-1): مقایسه­ی نرخ­های سود به هزینه­ی روش­های کاهش تلفات...........................................14

جدول (4-1): ضریب تغییر بار...................................................................................................................... 62

جدول(5-1): مقادیر پارامترهای جایابی خازن در حضور دو بانک خازنی.................................................. 69

جدول(5-2): مکان و ظرفیت بهینه­ی نصب شده دو بانک خازنی............................................................... 69

جدول(5-3): مقادیر پارامترهای جایابی خازن در حضور چهار بانک خازنی.............................................. 72

جدول(5-4): مکان و ظرفیت بهینه­ی نصب شده چهار بانک خازنی........................................................... 72

جدول(5-5): مقادیر پارامترهای جایابی خازن در حضور شش بانک خازنی............................................... 75

جدول(5-6): مکان و ظرفیت بهینه­ی نصب شده شش بانک خازنی........................................................... 75

جدول(5-7): مقادیر پارامترهای جایابی خازن در حضور هشت بانک خازنی............................................. 78

جدول(5-8): مکان و ظرفیت بهینه­ی نصب شده هشت بانک خازنی.......................................................... 78

جدول(الف-1): اطلاعات مربوط به خطوط و توان­های مصرفی شبکه­ی نمونه.......................................... 88

فهرست شکل­ها

شکل (1-1): دیاگرام فازوری ولتاژ با ضریب قدرت پس­فاز........................................................................ 6

شکل (1-2): دیاگرام فازوری ولتاژ با ضریب قدرت پیش­فاز...................................................................... 6

شکل (1-3): دیاگرام فازروی یک مدار با ضریب قدرت پس­فاز................................................................ 8

شکل (1-4): نمایش مدل بار معادل فیدر شعاعی.......................................................................................... 17

شکل (1-5): بهترین مکان بانک خازنی برای اصلاح ضریب قدرت.......................................................... 18

شکل(1-6): مثلث توان.................................................................................................................................. 19

شکل(2-1): ساختار شبکه­ی عصبی............................................................................................................... 34

شکل(3-1): مفهوم پایه­ی الگوریتم PSO..................................................................................................... 45

شکل(3-2): شبه­کد گام 1 الگوریتم PSO................................................................................................... 47

شکل(3-3): شبه­کد گام 2 الگوریتم PSO................................................................................................... 48

شکل(3-4): شبه­کد گام 3 الگوریتم PSO................................................................................................... 48

شکل(3-5): شبه­کد گام 4 الگوریتم PSO................................................................................................... 49

شکل(3-6): جمعیت بعد از چند تکرار در یک فضای دو بعدی................................................................. 50

شکل(3-7): شبه کد الگوریتم PSO............................................................................................................ 51

شکل(3-8): فلوچارت حل نحوه­ی بهینه­سازی الگوریتم PSO.................................................................. 53

شکل(4-1): حل مساله­ی جایابی بهینه­ی خازن با استفاده از الگوریتم PSO.............................................. 65

شکل(5-1): شبکه­ی 33 شینه­ی نمونه............................................................................................................ 67

شکل(5-2): نمایش نموداری پروفیل ولتاژ و توان­های شبکه در حضور دو بانک خازنی.......................... 71

شکل(5-3): نمایش نموداری پروفیل ولتاژ و توان­های شبکه در حضور چهار بانک خازنی...................... 74

شکل(5-4): نمایش نموداری پروفیل ولتاژ و توان­های شبکه در حضور شش بانک خازنی....................... 77

شکل(5-5): نمایش نموداری پروفیل ولتاژ و توان­های شبکه در حضور هشت بانک خازنی..................... 80

شکل(الف-1): شبکه­ی 33 شینه­ی نمونه....................................................................................................... 87

خرید فایل

خازن گذاری در شبکه های توزیع برای کاهش تلفات و بهبود ضریب توان

خازن گذاری در شبکه های توزیع برای کاهش تلفات و بهبود ضریب توان

فهرست مطالب

عنوان صفحه

فصل اول :

مفاهیم اساسی 7

فصل دوم :

منابع مصرف کننده توان راکتیو سلفی در شبکه 21

فصل سوم :

اثرات خازن های موازی در سیستمهای قدرت 34

فصل چهارم :

توابع هدف 64

فصل پنجم :

بررسی چند مقاله از IEEE 80

ضمائم 104

مفاهیم اساسی1

1-1 ساختار مکانیکی و الکتریکی خازن2

هرگاه اختلاف پتانسیلی بین دو صفحه ی هادی که در فاصله ی کمی از هم قرار گرفته اند، اعمال شود انرژی الکترواستاتیکی در سیستم موجود ذخیره می گردد که صفحات فلزی بعنوان الکترود و فضای بین آنها دی الکتریک3 نامیده می شود. اندازه ی توانایی عایق یا دی الکتریک در ذخیره سازی انرژی الکتروستاتیکی ثابت دی الکتریک یا پرمابیلیته نامیده می شود. ثابت دی الکتریک تمام عایق ها معمولاً نسبت به هوا سنجیده می شود که ضریبی از دی الکتریک هوا می باشد. ثابت دی الکتریک هوا برابر8.85×10-12 است که آنرا با علامت می شناسیم و واحد آن نیز فاراد برمتر است (F/m) و ثابت نسبی دی الکتریک تمام عایقها که ضریبی از ثابت هوا هستند را با εr نمایش می دهیم که این مقدار برای هوا یک است. در جدول 1-1 اندازه ای εr برای بعضی عایقها آورده شده است.

ماده εr

Air هوا 1

Ceramic سرامیک 3000

Glass شیشه 7

Castor oil روغن معدنی 2.12

Mica میکا 5.16

Polystyrene پلی استر 2.9

جدول (1-1) ثابت دی الکتریک نسبی برخی مواد

2-1) ظرفیت خازن و انرژی ذخیره شده در خازن

میزان باری که یک خازن می تواند در خود ذخیره کند توسط فاکتوری به نام C نمایش داده می شود. این فاکتور برابر با ظرفیتی است بین صفحات یک خازن که ولتاژ یک ولت روی آن قرار گرفته و باریک کولمب را ذخیره کرده است.

(1-1)

واحد این فاکتور فاراد (F) می باشد با توجه به اینکه فاراد واحد بسیار بزرگی است لذا از اجزاء آن مانند میکروفاراد، نانوفاراد و پیکوفاراد استفاده می گردد.

در یک خازن ظرفیت از رابطه ای زیر بدست می آید.

(2-1)

در سری و موازی کردن خازنها ظرفیت معادل هرکدام از روابط زیر بدست می آید.

خازن های سری (3-1)

خازن های موازی (4-1)

و انرژی ذخیره شده در میان صفحات خازن از رابطه‌ی زیر بدست می آید.

(5-1)

همانطوری که از روابط بالا می توان فهمید با موازی کردن خازن ها ظرفیت معادل افزایش پیدا می کند و به ازای یک ولتاژ مشخص مقدار انرژی ذخیره شده در خازن افزایش پیدا می کند و نیز براساس معادله ای 1-1 برای افزایش Q در یک ولتاژ مشخص باید مقدار C افزایش یابد.

word: نوع فایل

سایز:13.6 MB

تعداد صفحه:117

خرید فایل

بررسی امکان کاهش تلفات انتقال با نصب ترانسفورماتور جابجا کننده فاز

بررسی امکان کاهش تلفات انتقال با نصب ترانسفورماتور جابجا کننده فاز

- مقدمه

هدف بهره برداران از سیستم قدرت این است که در حالت دائم توان درخواستی مصرف کننده را تحت ولتاژ ثابت و فرکانس معین تأمین نمایند. از دیدگاه مسائل کنترلی، بر روی مصرف کننده نمی توان محدودیتهای زیادی اعمال نمود. در نتیجهع کنترل اصلی در شبکه برق روی تولید و انتقال است. طراحان در طراحیهای اولیه مربوط به سیستم تولید و انتقال،‌قابلیت تولید و انتقال درخواستی را مدنظر قرار می دهند. ولی با گذشت زمان تغییراتی از قبیل رشد مصرف، اتصال شبکه ها به یکدیگر و تأسیس نیروگاهها و خطوط انتقال جدید این توازن را برهم زده و محدودیتهایی را در بهره برداری از شبکه قدرت به وجود می آورد.

در شبکه های غربالی اتصال شبکه ها در کنار مزایای زیادی که دارد، دارای مشکلات عدیده ای نیز هست. از جمله این مشکلات عبور توان در مسیرهای ناخواسته در سیستم انتقال است. این مسئله می تواند موجب افزایش بار غیرمجاز و عدم بهره برداری بهینه از سیستم قدرت شود. لذا بایستی بطریقی توان عبوری از یک مسیر را کنترل نمود.

در نواحی با خطوط طولانی، مسئله فوق مشکل ساز نیست، بلکه مشکل عمده مسئله حد پایداری گذرا و افت ولتاژ غیرمجاز است. به این معنی که برای حفظ پایداری شبکه و تثبیت سطح ولتاژ مجاز، توان عبوری در سیستم انتقال باید محدود شود. درنتیجه این مشکل باعث می گردد که ظرفیت بارپذیری (Load ability) خطوط، همراه با افزایش طول خطوط، شدیداً ‌کاهش یابد.

جهت رفع نواقص فوق الذکر و افزایش بهره وری از سیستم های انتقال قدرت، راه حلهای موجود عبارتند از:

- اعمال تغییرات توپولوژیک مانند احداث خطوط جدید، تغییر قطر و تعداد هادیها در فاز و یا نصب خازن سری

- کاربرد خطوط انتقال (rect Current High Voltage Di-)HVDC

- کاربرد تجهیزات (mission System Flexible AC Trans-)FACTS

این راه حلها را باید از لحاظ:

- کنترل سیلان قدرت در حالت دائم،

- کنترل سیلان قدرت در بین دو حالت کاری متفاوت ، مثلاً‌کنترل اضافه با محتمل تجهیزات به علت خروج یکی از تجهیزات

- کنترل سیلان قدرت در حین شرایط دینامیک، گذار بررسی و مقایسه نمود[1].

موردی را که این مقاله دنبال می کند،‌مورد اول یعنی کنترل پخش بار در حالت دائم است و هدفی که از کنترل سیلان قدرت دارد این است که وضعیت موجود سیلان قدرت را در خطوط انتقال،‌ به گونه ای تغییر دهد که تلفات شبکه کاهش یابد. باتوجه به این موضوع ، آلترناتیوهای مطرح عبارتند از کاربرد خطوط انتقال HVDC یا کاربرد تجهیزات EACTS خطوط HVDC معمولاً‌ در فواصل انتقال بیش از km500 اقتصادی هستند. شبکه هدف در این مقاله، شبکه برق منطقه ای تهران و خطوط رابط آن با نواحی مجاور است. بنابراین باتوجه به فواصل مطرح در این شبکه، تنها مورد قابل قبول در جهت اهداف این مقاله،‌ استفاده از تجهیزات FACTS است.

2- مقایسه ادوات FACTS

در میان تجهیزات FACTS تجهیزاتی که به صورت موازی در مدار قرار می گیرند و جریانی را به یک PV باس که به آن وصل هستند ، تزریق می کنند تأثیری بر روی قدرت حقیقی انتقالی از خط نخواهند داشت. در صورت اتصال این عناصر در وسط یا طرف گیرنده خط، ولتاژ باس مربوطه و در نتیجه قدرت انتقالی از خط تا حدودی قابل کنترل است. از جمله این عناصر می توان به SNC ها (Compensators Static Var) و (Var Generator SVG Static) Statcom اشاره نمود [2].

در میان ادوات FACTS تجهیزاتی هستند که می توانند قدرت انتقالی خط را توسط یک ولتاژ تزریقی (سری با خط) ، کنترل نمایند. این ولتاژ در ترانسفورماتور جابجا کننده فاز (Phase Shifting Transformer)PST توسط یک ترانس می تواند به خط تزریق (یا boost) شود [3] و یا ولتاژ سری با خط می تواند به گونه ای باشد که با جریان خط متناسب باشد که در این صورت آن را از نوع کنترل امپدانسی می نامند. در کنترل امپدانسی با توجه به اختلاف پتانسیل دو سر خط جریانی از خط عبور می کنند

خرید فایل

پروژه آمار بررسی تلفات جانی در زلزله های اخیر ایران

دانلود پروژه آمار بررسی تلفات جانی در زلزله های اخیر ایران فرمت فایل: پی دی اف PDF تعداد صفحات: 7 صفحه مناسب برای ارائه درس آمار و مدلسازی مقطع دبیرستان (متوسطه) رشته های ریاضی، تجربی و انسانی این پروژه به صورت فایل pdf و غیر قابل تغییر در 7 صفحه می باشد. هدف این پروژه بررسی تلفات جانی در زلزله های اخیر ایران می باشد. در زیر فهرست مطالب ، مقدمه و نمودارهای موجود در پروژه را مشاهده خواهید کرد . مقدمه: در این پروژه سعی شده است تا به تلفات جانی در زلزله های اخیر در ایران از سال 1340 تا سال 1390 پرداخته شود . از این رو ابتدا به گردآوری این تلفات و پس از آن به بررسی محاسبات آماری و رسم نمودار پرداخته ایم . امید است در این پروژه بتوانیم اطلاعات صحیحی را به خوانندگان انتقال دهیم . فهرست مطالب: مقدمه داده ها جدول فراوانی و محاسبات مربوط به آن نمودار میله ای نمودار مستطیلی نمودار دایره ...

خازن گذاری در شبکه های توزیع برای کاهش تلفات و بهبود ضریب توان

پیشگفتار: خازن های اصلاح ضریب توان برای مهندسین برق اسم آشنایی است و اهمیت این عناصر در سیستمهای توزیع بر هیچ کس پوشیده نیست . این عناصر در سیستمهای توزیع نقش کلیدی دارند. در سیستمهای توزیع به خاطر ولتاژ پایین تر جریان O عبوری از خطوط بالا است و این امر باعث می شود که XI2  بالا باشد، که به همراه توان مصرفی حقیقی ، اندازه ی توان ظاهری را بالاتر برده ، لازم می دارد که از تجهیزاتی با قدرت بالاتر استفاده کنیم ،I توان راکتیو القایی که بیشتر از خاصیت سلفی عناصر می باشد به وفور در سیستمهایی توزیع و قدرت یافت می شود که از عوامل تولید کننده ی آنی می توان به موتورهایی القایی مورد استفاده در صنعت ، تراش ها ، خطوط انتقال ومیره اشاره کرد . برای کم کردن اثر توان القایی در نتیجه اندازه می توان ظاهری ، از وسایل گوناگون مانند موتورهای سنکرون و خازن های اصلاح ضریب توان  می توان استفاده نمود، ...

دانلود پاورپوینت تلفات در شبکه‌های توزیع برق - 95 اسلاید

      §هر چند مطالعه تلفات انرژی در کشورهای پیشرفته نشان می دهد که میزان تلفات انرژی الکتریکی سیستمهای توزیع آنها کمتر از 8% است، اما چنانچه فلوچارت برنامه ریزی ارائه شده در فوق را مبنا فرض کنیم (که در بیشتر کشورهای جهان نیز هست)، به این نتیجه می‌رسیم که تلفات مقدار استاندارد ندارد. §تلفات مقدار بهینه‌ای دارد که به عوامل مختلف وابسته بوده و در نقاط مختلف جهان نمی‌توان مقدار بهینه یکسانی را برای آن معرفی نمود. برای دانلود کل پاپورپوینت از لینک زیر استفاده کنید: ...

دانلود مقاله شناخت انواع تلفات در سیستم قدرت

تلفات سیستم قدرت به سه گروه تلفات فنی ,تلفات غیر فنی و تلفات تجاری قابل دسته بندی می باشند. اگر کل تلفات را معادل تفاضل انرژی تولید شده و انرژی فروخته شده بگیریم باید تلفات تجاری را نیز به شرح زیر به آن بیافزائیم. تلفات تجاری + انرژی فروخته شده - انرژی تولید شده = تلفات کل در واقع در رابطه فوق داریم : تلفات غیر فنی + تلفات فنی = انرژی فروخته شده - انرژی تولید شده   که تلفات فنی اصطلاحاً به آن دسته از تلفات انرژی اطلاق می شود که به حرارت تبدیل می گردند و عمدتاً به دلیل بهینه نبودن  سیستم و اجزاء آن صورت می گیرد در حالی که تلفات غیر فنی به تلفاتی گفته می شود که بیشتر جنبه اندازه گیری و محاسباتی دارند {7و8}. اما تلفات تجاری دارای ماهیتی متفاوت از دو نوع تلفات فنی و غیر فنی است و در واقع یک نوع هدر رفتن مستقیم انرژی نمی باشد بلکه به آن دسته از زیان های اقتصادی اطل ...