مکان يابي و تعيين ظرفيت بهينه توليدات پراکنده در شبکه توزيع با هدف کاهش تلفات و

آزاد سازي ظرفيت خطوط ، به روش کولوني زنبور عسل

 

پايان نامه براي دريافت درجه کارشناسي ارشد ”M.Sc“

مهندسي برق - قدرت

 

فهرست مطالب

عنوان مطالب شماره صفحه

 

چکيده ............................................................................... 1

مقدمه .............................................................................. 2

فصل اول : پيشينه ي مسأله و هدف از تحقيق ......................................... 3

° ١-١) پيشينه ي مسأله ............................................................. 4

° ١-٢) هدف از تحقيق و نگارش پايان نامه ............................................. 8

° ١-٣) جمع بندي .................................................................. 8

فصل دوم : آشنايي با مفهوم توليد پراکنده ، انواع و تکنولوژي هاي آن ................. 9

° ٢-١) مقدمه ...................................................................... 10

٢-٢) تعاريف توليد پراکنده ........................................................ ١٣

٢-٣) تقسيم بندي توليدات پراکنده .................................................. 15

٢-٤) انواع تکنولوژي هاي توليد پراکنده .............................................. ١٦

٢-٤-١) تکنولوژي هاي فسيلي ....................................................... 17

٢-٤-١-١) موتورهاي رفت و برگشتي (احتراق داخلي ) ................................. 17

٢-٤-١-٢) ميکروتوربين ها........................................................... ١٨

٢-٤-١-٣) توربين هاي احتراق صنعتي ................................................. ١٩

٢-٤-١-٤) پيل هاي سوختي (FC)................................................... ٢٠

٢-٤-١-٥) موتورهاي استرلينگ ...................................................... ٢١

٢-٤-١-٦) نيروگاه هاي توليد هم زمان برق ، گرما و سرما (CHCP)....................... 21

٢-٤-٢) تکنولوژي هاي پايه تجديدپذير................................................. ٢٢

٢-٤-٢-١) نيروگاه هاي فتوولتاييک (PV).............................................. ٢٢

٢-٤-٢-٢) نيروگاه هاي بادي (WT)................................................... ٢٣

٢-٤-٢-٣) نيروگاه هاي زمين گرمايي ................................................... ٢٣

٢-٤-٢-٤) نيروگاه هاي انرژي جزر و مد................................................ ٢٤

٢-٤-٢-٥) نيروگاه هاي بايومس ........................................................ ٢٤

 

 

و

 

 

 

فهرست مطالب

عنوان مطالب شماره صفحه

 

٢-٤-٢-٦) نيروگاه هاي مبدل انرژي خورشيدي – حرارتي – الکتريکي ................ ٢٥

٢-٤-٣) تکنولوژي ذخيره سازي انرژي ............................................. ٢٥

٢-٥) مشخصه عمل کرد تکنولوژي هاي توليد پراکنده ................................. ٢٥

° ٢-٦) جمع بندي و نتيجه گيري .................................................... 26

فصل سوم : شبکه هاي توزيع و تأثيرات توليد پراکنده ................................ 27

° ٣-١) مقدمه ..................................................................... ٢٨

٣-٢) معرفي سيستم توزيع نيرو..................................................... ٢٨

° ٣-٢-١) ساختار سيستم قدرت .................................................... ٢٩

٣-٢-٢) انواع شبکه هاي توزيع ..................................................... ٢٩

٣-٢-٢-١) شبکه شعاعي ساده ..................................................... ٢٩

٣-٢-٢-٢) شبکه شعاعي مرکب .................................................... ٣٠

٣-٢-٢-٣) شبکه حلقوي با تغذيه از يک سو .......................................... ٣٠

٣-٢-٢-٤) شبکه حلقوي با تغذيه از دو سو .......................................... ٣١

٣-٢-٢-٥) شبکه غربالي ........................................................... ٣٢

٣-٢-٣) خطوط فوق توزيع و پست هاي توزيع ........................................ ٣٣

٣-٣) آثار منابع توليد پراکنده بر روي شبکه هاي الکتريکي ............................. ٣٣

٣-٣-١) مزاياي استفاده از توليد پراکنده ........................................... ٣٣

٣-٣-١-١) کاهش تلفات ، آزادسازي ظرفيت خطوط .................................. ٣٤

٣-٣-١-٢) بهبود پروفايل ولتاژ شبکه ................................................ 34

٣-٣-١-٣) افزايش قابليت اطمينان شبکه ........................................... ٣٥

٣-٣-١-٤) قابليت توليد هم زمان انرژي الکتريکي و حرارت ............................ ٣٦

٣-٣-١-٥) کاهش اثرات نامطلوب زيست محيطي .................................... ٣٦

٣-٣-١-٦) ساير موارد ............................................................. ٣٧

٣-٣-٢) معايب استفاده از توليد پراکنده ............................................. ٣٨

٣-٣-٢-١) تنظيم ولتاژ ............................................................ ٣٩

ز

 

 

 

فهرست مطالب

عنوان مطالب شماره صفحه

٣-٣-٢-٢) فليکر ولتاژ ............................................................ 40

٣-٣-٢-٣) افزايش هارمونيک ..................................................... 41

٣-٣-٢-٤) افزايش جريان اتصال کوتاه ............................................ 41

٣-٣-٢-٥) ايجاد جزيره ي الکتريکي ................................................ 42

٣-٣-٢-٦) امکان کاهش کيفيت توان .............................................. 44

٣-٤) توليد پراکنده در ايران ...................................................... 44

٣-٥) جمع بندي و نتيجه گيري ................................................... 44

فصل چهارم : مدل سازي ، شاخص هاي ارزيابي و معرفي تابع هدف ..................... 45

٤-١) مقدمه .................................................................... 46

٤-٢) مدل سازي المان ها .......................................................... 46

٤-٢-١) مدل توليدات پراکنده ................................................... 46

٤-٣) شاخص هاي مد نظر جهت ارزيابي .......................................... 47

٤-٣-١) شاخص کاهش تلفات .................................................... 48

٤-٣-٢) شاخص افزايش ظرفيت آزاد خطوط ....................................... 48

٤-٤) معرفي تابع هدف ......................................................... 49

٤-٥) پخش بار به روش جاروب رفت و برگشت به منظور تعيين مقدار شاخص ها ....... 49

٤-٦) جمع بندي ................................................................ 50

فصل پنجم : بهينه سازي به روش کولوني زنبور عسل (BCO)..................... 51

٥-١) مقدمه ................................................................... 52

٥-٢) الگوريتم هاي الهام گرفته شده از رفتار زنبورهاي عسل در طبيعت ................ 53

٥-٣) الگوريتم بهينه سازي کولوني زنبور عسل (BCO) .............................. 59

٥-٣-١) گام هاي سازنده و اصلاح کننده BCO .................................... 63

٥-٣-٢) زنبورهاي مجازي و استدلال تقريبي ....................................... 63

٥-٤) کاربردهاي BCO ......................................................... 64

٥-٤-١) حل مسأله ي فروشنده ي دوره گرد به کمک BCO ......................... 64

٥-٤-٢)حل مسأله ي Ride-Matching به کمک BCO ........................... 66

  

 

ح

 

 

 

 

فهرست مطالب

عنوان مطالب شماره صفحه

 

٥-٤-٣) مسيريابي و تخصيص طول موج در شبکه هاي تمام -نوري مبتني بر BCO ...... 67

٥-٤-٤) برنامه ريزي وظايف مستقل به کمک BCO ................................. 71

٥-٥) جمع بندي ................................................................ 75

فصل ششم : اعمال الگوريتم BCO به مسأله و مطالعات عددي ..................... ٧٦

٦-١) مقدمه ..................................................................... 77

٦-٢) اعمال الگوريتم BCO به مسأله مکان يابي و تعيين ظرفيت و تعداد بهينه DG .... 79

٦-٣) مطالعات عددي و نتايج حاصله ............................................... 80

٦-٤) جمع بندي و نتيجه گيري ..................................................... 90

فصل هفتم : جمع بندي و پيشنهادها ............................................... 91

٧-١) جمع بندي ................................................................ 92

٧-٢) پيشنهادها................................................................. 92

منابع و مأخذ ................................................................. 93

منابع فارسي ................................................................... 93

منابع لاتين .................................................................... 93

چکيده انگليسي ................................................................. 97

 

ط

 

 

فهرست جدول ها

عنوان شماره صفحه

 

 

١-١ مختصري از تحقيقات صورت گرفته در زمينه مکان يابي توليدات پراکنده ......... 4

٢-١ ظرفيت نصب شده نيروگاهي بزرگ بر حسب GW در کل جهان تا آخر قرن بيستم 10

٢-٢ تعاريف مختلف توليد پراکنده در جهان ........................................ 14

٢-٣ تقسيم بندي توليد پراکنده براساس ظرفيت توليد ............................... 15

٢-٤ برخي از تکنولوژي هاي توليد پراکنده و ظرفيت قابل دسترس ..................... 15

٢-٥ انواع تکنولوژي هاي توليد پراکنده و نحوه اتصال هر يک به شبکه .................. 16

٢-٦ کاربردهاي موتورهاي رفت و برگشتي .......................................... 18

٣-١ قابليت منابع مختلف توليد پراکنده در توليد هم زمان برق و حرارت ................ 36

٥-١ الگوريتم هاي الهام گرفته شده از رفتار زنبورهاي عسل ............................. 55

٥-٢ مسايل معيار TSP: نتايج به دست آمده از الگوريتم BCO ....................... 65

٥-٣ مقايسه ي نتايج .............................................................. 71

٥-٤ مقايسه ي نتايج BCO با مقادير بهينه ي تابع هدف براي مسائل متوسط (50=NT و 4=NP) ٧٥

٦-١ اطلاعات مربوط به شبکه ي ٣٣ باسه ي IEEE ................................... 78

٦-٢ شرايط اوليه (شبکه بدون DG) ............................................... 80

٦-٣ نتايج حاصل از اجراي برنامه به منظور نصب ٥ عدد DG با ١٠٠ زنبور و ٢٠٠ تکرار... 81

٦-٤ نتايج حاصل از اجراي برنامه به منظور نصب ٤ عدد DG با ١٠٠ زنبور و ٢٠٠ تکرار... 83

٦-٥ نتايج حاصل از اجراي برنامه به منظور نصب ٣ عدد DG با ١٠٠ زنبور و ٢٠٠ تکرار... 85

٦-٦ نتايج حاصل از اجراي برنامه به منظور نصب ٢ عدد DG با ١٠٠ زنبور و ٢٠٠ تکرار... 87

٦-٧ نتايج حاصل از اجراي برنامه به منظور نصب ١ عدد DG با ١٠٠ زنبور و ٢٠٠ تکرار... 89

ي

  

فهرست شکل ها

عنوان شماره صفحه

 

 

٣-١ شبکه ي شعاعي ساده ........................................................ 30

٣-٢ شبکه ي شعاعي مرکب ....................................................... 30

٣-٣ شبکه ي حلقوي با تغذيه از يک سو............................................ 31

٣-٤ شبکه ي حلقوي با تغذيه از دو سو............................................. 31

٣- ٥ شبکه ي غربالي با تغذيه از يک سو............................................ 32

٣-٦ شبکه ي غربالي با تغذيه از دو سو ............................................. 32

٣- ٧ پروفايل ولتاژ با حضور DG و بدون حضور آن ................................. 39

٣- ٨ نقش توليد پراکنده در افزايش جريان اتصال کوتاه .............................. 42

٣-٩ يک فيدر نمونه روستايي با کليد پست و دو ريکلوزر.............................. 43

٥-١ نخستين گذر مستقيم و اولين گذر معکوس ..................................... 60

٥-٢ دومين گذر مستقيم .......................................................... 61

٥-٣ به کارگيري زنبورهاي پيرو غيرمتعهد ............................................ 62

٥-٤ مجموعه هاي فازي شرح دهنده ي زمان ......................................... 64

٥-٥ پاسخ مسئله محک 225.Tsp حاصل از الگوريتم BCO ....................... 66

٥-٦ تغييرات به ترين مقادير تابع هدف به دست آمده .................................. 67

٥-٧ شبکه ي مجازي .............................................................. 68

٥-٨ دياگرام Gantt وظايف برنامه ريزي شده براي پردازش گرها ..................... 72

٦-١ شبکه ي تست ٣٣ باسه ي IEEE .............................................. 77

٦-٢ نتايج حاصل از يک بار اجراي برنامه به منظور نصب ٥ عدد DG با ١٠٠ زنبور و ٢٠٠ تکرار ٨٢

٦-٣ نتايج حاصل از يک بار اجراي برنامه به منظور نصب ٤ عدد DG با ١٠٠ زنبور و ٢٠٠ تکرار ٨٤

٦-٤ نتايج حاصل از يک بار اجراي برنامه به منظور نصب ٣ عدد DG با ١٠٠ زنبور و ٢٠٠ تکرار ٨٦

٦-٥ نتايج حاصل از يک بار اجراي برنامه به منظور نصب ٢ عدد DG با ١٠٠ زنبور و ٢٠٠ تکرار ٨٨

٦-٦ نتايج حاصل از يک بار اجراي برنامه به منظور نصب ١ عدد DG با ١٠٠ زنبور و ٢٠٠ تکرار ٨٩

ک

 

 

چکيده :

در ايـن پايـان نامـه ، مسـأله ي مکـان يـابي و تعيـين ظرفيـت و تعـداد بهينـه ي توليـدات پراکنـده در شبکه ي توزيـع بـا هـدف کـاهش تلفـات و آزادسـازي ظرفيـت خطـوط در نظـر گرفتـه شـده و ارزيـابي مي گردد. به منظور حـل ايـن مسـأله ي بهينـه سـازي از الگـوريتم ابتکـاري و نـوين بهينـه سـازي کولـوني زنبورهـاي عسـل بهـره مـي گيـريم . ايـن الگـوريتم از رفتـار هوشـمندانه ي جمعيـت زنبورهـاي عسـل در فرآيند جستجوي شـهد و فـرآورش آن الهـام گرفتـه شـده اسـت . در انتهـا نتـايج حاصـل از اعمـال ايـن روش بــراي حــل مســأله ي مــذکور در مــورد شــبکه ي تســت ٣٣ باســه يIEEE ارايــه مــي شــود.

 

 

محتواي فايل دانلودي:

فايل ورد قابل ويرايش

218 صفحه