اهمیت انرژی الكتریكی امروزه بر كسی پوشیده نیست. به دلیل سادگی تبدیل به سایر انواع انرژی، سهولت انتقال، كنترل آسان و ملاحظات زیست محیطی انرژی الكتریكی بیش از سایر انواع انرژی كاربرد پیدا كرده است. تامین انرژی الكتریكی مورد نیاز مشتریان با كمترین قیمت و بهترین كیفیت ممكن هدف اصلی یك سیستم قدرت می باشد. در شبکههای الکتریکی، تلفات یکی از بزرگترین معضلات است که گریبانگیر تولید،انتقال و توزیع نیرو میباشد. از این رو کاهش تلفات و بهبود پروفیل ولتاژ از اهداف اصلی طراحان سیستمهای قدرت بوده است و یکی از راهکارهای پیشنهادی جهت نیل به این اهداف،استفاده از خازنهای موازی و تغییر نسبت Tap Changerها در شبکه است ]1[.
توان حقیقی در نیروگاهها تولید میشود در حالی که توان راکتیو در نیروگاه (کندانسورهای سنکرون) و یا توسط نصب خازن ها و تغییر نسبت Tap Changerها تامین می شود. استفاده از خازن های موازی و تغییر نسبت Tap Changerها از اقتصادی ترین روشها جهت تامین
بار راکتیو محسوب می شوند. خازن ها با کاستن تقاضای بار راکتیو ژنراتورها می توانند سایز و اندازه آنها را کوچک کنند. همچنین خازن ها می توانند جریان خطوط از محل خازن تا نیروگاه را کمتر کرده و در نتیجه تلفات و بارگذاری روی خطوط، ترانسفورماتورها و خطوط انتقال را کاهش دهند. بکارگیری خازن به صورت همزمان با تغییر نسبت Tap Changer علاوه بر موارد مذکور باعث به تاخیر انداختن یا حذف سرمایه جهت توسعه شبکه قدرت می شوند. در این پایان نامه با استفاده از خازنگذاری در نقش ادمیتانس های موازی و تغییر نسبت TapChanger اهداف فوق میسر می گردد]2-4[ .
– طرح موضوع
در صنعت برق طراحی و بهره برداری بهینه و مؤثر اقتصادی همواره مورد توجه بوده است از این رو کاهش هزینه های سالانه در شبکه امری ضروری می باشد. لذا جهت کنترل ولتاژ باسها در محدوده حداقل و حداکثر مقدار مجاز، در شرایط تغذیه بارهای مختلف از خازن های موازی و با تغییر نسبت Tap استفاده میشود ]5[.
به رغم مطالعات گسترده جایابای خازن در شبکههای قدرت، فقدان بررسی عمیق در ارتباط با دو مسئله اساسی به چشم میخورد. اول آنکه بررسی همزمان سایر متغیرهای در اختیار بهرهبردار همچون تنظیم تپ ترانس و خازنگذاری در سیستمهای قدرت و ارتباط این فعالیتها با سایر پارامترهای در اختیار بهرهبردار سیستم در خور توجه بیشتری میباشد. دوم آنکه بررسی اقتصادی و تحلیلهای مبتنی بر آن به عنوان حلقه پیوند دهنده تصمیمات فنی با اقتصادی توجه بیشتری را میطلبد. علاوه بر این لحاظ نمودن عدم قطعیت در پارامترها تاثیر گذار بر خارنگذاری نیز عاملی است که لحاظ نمون آن طیف گستردهتر و کاملتری از انتخابها را پیش روی تصمیمسازان شبکه مینهد. بدین منظور سوال اساسی این تحقیق چگونگی برنامهریزی توان راکتیو با در نظر گرفتن سایر متغیرها و پارامترهای در اختیار تصمیمساز شبکه میباشد. در این راستا لحاظ نمودن اثر عدم قطعیت بار با رعایت قیود محدوده توان راکتیو ژنراتورها، محدوده ولتاژ باس ها، محدوده تغییرات Tap و محدوده تغییرات اندازه ادمیتانس شنت مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است.
با لحاظ نمودن عدم قطعیت در پارامترهای تاثیرگذار بر فعالیتهای تصمیمسازی شبکه، ساختار برنامهریزی توان راکتیو شمایلی تصادفی به خودگرفته و بررسیهای مبتنی بر فاکتورهای اقتصادی ریسک و سناریو سازی را میطلبد. در اینجا لازم به ذکر است که برای در اختیار داشتن تحلیلی مناسب، ساختار برنامهریزی نیازمند راهکار حل مسئله مناسب میباشد. بنابراین کاهش ابعاد مسئله و در عین حال داشتن پاسخهای دقیق با استفاده از تکنیکهای رایج در ادبیات موضوع کاهش ابعاد مسئله همچون تکنیکهای کاهش سناریو در طرح موضوع این تحقیق لحاظ شدهاند. در ادبیات موضوع، استفاده از روشهای بهینهسازی هوشمند برای حل مسائلی با چنین ابعادی پیشنهاد شده است. بدین منظور در این تحقیق از الگوریتم ازدحام ذرات به منظور حل مسئله و در اختیار داشتن پاسخ بهینه فعالیتهای تصمیمسازی شبکه استفاده شده است.
1-3 ساختار گزارش
در فصل دوم کلیاتی در رابطه با تجهیزات قدرت راکتیو و پیشینه تحقیق پیش رو پرداخته شده است. فصل سوم الگوریتم تجمع ذرات باینری به عنوان یک روش هوشمند ابتکاری در حل مسائل بهینه سازی معرفی شده است. در فصل چهارم به موضوع کاهش سناریو و مدلسازی برنامهریزی توان راکتیو پرداخته شده است. در ادامه این فصل نتایج شبیه سازی به همراه تحلیلهای اقتصادی و فنی تصمیمساز شبکه ارائه شده است. در فصل پنجم نتیجه گیری و پیشنهاد ادامه کار ارائه شده است.
