که در آن:
KE : هزینه انرژی (/Kwh$)
∆E : میزان کاهش تلفات انرژی (Kwh)
KP: هزینه تلفات حداکثر (/Kw$)
∆P : میزان کاهش تلفات حداکثر (Kw)
KC : هزینه خازن (/Kvar$)
C: اندازه ظرفیت جبرانسازی (Kvar)
پیشگامان در موضوع جایابی بهینه خازن، از روش های تحلیلی برای بیشینهکردن تابع هزینه (۲-۲) استفاده کردهاند ]۴ و۵[. گرچه با این روشها به سادگی میتوان به جوابهایی نسبتاً نزدیک دست یافت اما آنها مبتنی بر فرضیات غیرواقعی از یک فیدر همچون هادی با اندازه ثابت و بار یکنواخت میباشند. یکی از قوانین ساده و معروف مربوط به جایابی خازن که از روش های تحلیلی بدست آمد قانون میباشد. جهت دستیابی به جوابهای دقیقتر، مدلهای فیدر بهبود یافتند بدینمنظور نویسندگان در ]۶ و۷[ به معادلسازی فیدرهای استانداردشده با در نظرگرفتن قسمتهایی[۱۳] با هادیهای با سطح مقطع متفاوت و بارهای توزیع شده غیریکنواخت پرداختند. همچنین گراینگر و همکارانش ]۱۰-۸[ با درنظر گرفتن طراحی خازنهای قابل قطع و وصل در الگوریتمهای خود، دو مسئله جایابی خازن و جایابی تنظیمکننده های ولتاژ را مورد بررسی قرار دادند که موجب بهبود کارهای قبلی آنها شد.
(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))
۲-۵-۲- برنامهنویسی ریاضی
با پیشرفت فناوری و در دسترس قرارگرفتن منابع محاسباتی قوی در حل مسائل جایابی خازن روشهای تحلیلی جای خود را به روشهای عددی عموماً روشهای مبتنی بر تکرار جهت دستیابی به مقدار حداکثر یا حداقل یک تابع هدف متشکل از متغیرهای مساله مورد ارزیابی دادند. با بکارگیری این روشها امکان تعریف توابع صرفهجویی به صورت پیچیدهتر فراهم شده به طوری که نکات واقعی یک شبکه توزیع لحاظ شده است و شرایط حاکم بر مسئله به صورت کاملتری بیان میشود. روشهای مبتنی بر برنامه ریزی عددی را میتوان تحت عناوین برنامه ریزی خطی، برنامه ریزی اعداد صحیح و برنامه ریزی دینامیکی تقسیمبندی کرد که در ادامه هر یک از این روشها به صورت مختصر توضیح داده شده است.
۲-۵-۲-۱- برنامه ریزی خطی
برنامه ریزی خطی یکی از روشهای ریاضی است که جهت بیشینه یا کمینهکردن یک تابع هدف، با توجه به محدودیتها و شرایط، بهکار گرفته می شود. تفاوت اصلی برنامه ریزی خطی با دیگر روشهای ریاضی در این است که اهداف و شرایط مسئله به صورت خطی بیان میشوند. به بیان ساده ساختار اصلی یک مسئله برنامه ریزی خطی با رابطه (۲-۳) بیان می شود.
(۲-۳)
با هدف اینکه:
(۲-۴)
۲-۵-۲-۲- برنامه ریزی اعداد صحیح
به این روش بیشتر مسائلی ارجاع داده میشوند که تمام و یا قسمتی از متغیرها دارای مقادیر صحیح باشند. از آنجایی که تعداد بانکهای خازنی و مکان استقرار خازنها را میتوان به صورت اعداد صحیح بیان کرد، روش برنامه ریزی اعداد صحیح جهت حل مسائل خازنگذاری قابل استفاده خواهد بود که در مرجع ]۱۱[ بکار گرفته شده است.
۲-۵-۲-۳- برنامه ریزی دینامیکی
اصول اولیه این روش بر پایه جداسازی مسئله به تعدادی زیرمسئله است. بعد از جداسازی مسئله به زیرمسئلهها، هر زیرمسئله در حالتهای ممکن بررسی شده و بهینه میگردد. سپس با توجه به مقادیر بهینه هر زیرمسئله، نقطه بهینه برای کل مسئله مورد بررسی به دست می آید. از مشکلات این روش مدلسازی و تقسیم مسئله به چند زیرمسئله میباشد. برای اولین بار در مرجع ]۱۲[ از این روش جهت جایابی خازن با هدف کاهش تلفات استفاده شده است.
۲-۵-۳- روش های ابتکاری
معمولاً روشهای عددی دارای پیچیدگی زیاد میباشند و در مواردی نیز اطلاعات کافی در مورد اصل مسئله به روشهای عددی وجود ندارد. در این حالات برای رسیدن به یک جواب معقول در مورد مکان و ظرفیت بهینه خازنها در شبکه توزیع، از روشهای ابتکاری استفاده می شود. این روشها مبتنی بر قواعد شهودی و تجربی هستند که با ایجاد استراتژیهای سریع و عملی، فضای جستجوی کمتری را نسبت به روشهای بهینهسازی دیگر در نظر میگیرند. در عینحال باید توجه کرد که با به کارگیری این روش معمولاً به نقطه بهینه اصلی در مقایسه با روشهای عددی نمی توان رسید.
در مراجع ]۱۳و۱۴[ روشهایی مبتنی بر تکنیکهای جستجوی ابتکاری جهت کاهش تلفات در سیستمهای توزیع با کمک بازآرایی سیستم ارائه شده است. عبدالسلام و همکارانش در یک تکنیک ابتکاری براساس اصول بکاررفته در مراجع ]۱۳و۱۴[ ابتدا فیدری که دارای بیشترین توان تلفاتی ناشی از جریانهای بار راکتیو است را انتخاب کرده و سپس از بین تمام گرههایی که بار آنها از فیدر انتخاب شده میگذرد، گرهای که بار آن بیشترین تأثیر را در تلفات فیدر دارد به عنوان نقطه کاندید خازنگذاری معرفی می کنند ]۱۵[. نویسندگان در ]۱۶[ کار انجام شده در مرجع ]۱۵[ را با تعیین گرههای حساس که بیشترین تأثیر را در کاهش تلفات برای کل سیستم توزیع دارند و تعیین اندازه بهینه خازن براساس حداکثرسازی در صرفه جویی اقتصادی ناشی از کاهش تلفات انرژی و تلفات توان پیک، بهبود بخشیدهاند.
۲-۵-۴- روش های مبتنی بر هوش مصنوعی
محبوبیت روزافزون هوش مصنوعی موجب شد تا محققان زیادی به بررسی کاربرد آن در مسایل مربوط به مهندسی برق قدرت از جمله موضوع جایابی خازن بپردازند در دهههای گذشته مقالات متعددی در این زمینه به چاپ رسیده است. در این میان میتوان به سیستمهای خبره[۱۴] ]۱۷و ۱۸[، شبکههای عصبی هوشمند[۱۵]] ۱۹ [، سختکاری شبیهسازی شده[۱۶] ]۲۰[، منطق فازی[۱۷] ]۲۱[ و الگوریتمهای بهینه سازی همچون الگوریتم ژنتیک[۱۸] ]۲۲ و۲۳[، مورچگان[۱۹] ]۲۴ و۲۵[، بهینه سازی تجمع ذرات[۲۰] ]۲۶[، شبیهسازی رشد گیاه[۲۱] ]۲۷[، بهینه سازی کلونی زنبور[۲۲] ]۲۸ [و… اشاره کرد. تمامی روش های یاد شده میتوانند با بهره گرفتن از برنامههای نرمافزاری موجود اجرا شوند یا توسط هر زبان برنامهنویسی به راحتی کدنویسی شوند. همچنین در سالهای اخیر ترکیبی از روش های یاد شده، در مراجع علمی مرتبط با مسئله جایابی بهینه خازن مورد استفاده قرار گرفته است که نتایج آن نشاندهنده سرعت و کارآیی مناسب این روشها در رسیدن به پاسخ مطلوب و بهینه است ]۳۱-۲۹[.
۲-۶- تعریف تولید پراکنده
اکثر تعاریفی که برای تولید پراکنده[۲۳] مطرح شدهاند بر پایه ظرفیت و محل اتصال منبع تولید به شبکه استوار میباشند. یک تعریف کلی که میتوان برای تولید پراکنده ارائه کرد عبارتست از:” منبع تولید توان با ظرفیت محدود". اما این تعریف مشخص نمیکند که محدودیت ظرفیت تولید چقدر است و یا این محدودیت از چه ناشی میشود.
طبق یک نظرسنجی که CIRED در سال ۱۹۹۹ از کشورهای مختلف بعمل آورده است [۳۲] برخی از کشورها تعاریف خود را بر مبنای سطوح ولتاژ ارائه کردهاند و پارهای دیگر تولید پراکنده را بر اساس یک سری مشخصات اساسی مثل استفاده از انرژیهای نو، تولید همزمان حرارت و برق، نداشتن مرکز کنترل توان خروجی و… تعریف کردهاند [۳۲] و [۳۳] (جدول ۲-۱).
جدول ۲-۱: تعریف کشورهای مختلف از تولید پراکنده ] ۳۴-۳۲[