دانشکده­ی تحصیلات تکمیلی، گروه برق

پایان­نامه برای دریافت درجه­ی کارشناسی ارشد « M.S.C»

گرایش:  قدرت

 عنوان:

توزیع اقتصادی بار با در نظر گرفتن اثر شیر ورودی بخار با بهره گیری از الگوریتم اجتماع ذرات

 استاد راهنما:

دکتر ابوذر صمیمی

 استاد مشاور:

دکتر محمد محمدی

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی گردد
(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود می باشد)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :
(ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می باشد)
چکیده
تولید انرژی الکتریکی برای سیستم­های قدرت با هدف حداقل­سازی کل هزینه تولیدی برای واحدهای اکتیو موجود در شبکه قدرت، از مهمترین موضوعات برای سیستم­های مدرن امروزی می­باشد. به تعبیری دیگر هدف از توزیع اقتصادی بار برنامه­ریزی بهینه و مناسب برای واحدهای تولیدی با در نظر گرفتن عوامل و محدودیت­های غیرخطی موجود در شبکه قدرت و واحدهای تولیدی می­باشد. در این پایان­نامه، مسئله توزیع اقتصادی بار با در نظر گرفتن محدودیت­های غیرخطی مانند تلفات شبکه انتقال، تاثیر شیر ورودی بخار بر تابع هزینه تولیدی، توازن تولید و مصرف در سیستم، نواحی ممنوعه، حدود تولید و نرخ سطح شیب­دار به یک مسئله بهینه­سازی تبدیل شده و در نهایت با الگوریتم اجتماع ذرات (pso) به حل آن پرداخته شده می باشد. روش PSO یک روش مرتبه صفر می باشد و نیازی به عملیات سنگین ریاضی مثل مشتق­‌گیری ندارد. یک روش مبتنی بر جمعیت می باشد که از مشارکت ذرات بهره گیری می­کند. به مقصود نشان دادن کارایی این روش، الگوریتم پیشنهادی بر روی سیستم نمونه 6 نیروگاهی با کل بار 1263 مگاوات اعمال شده می باشد و نتایج به دست آمده از حالات مختلف الگوریتم پیشنهادی با هم مقایسه شده و سپس نتایج به دست آمده از الگوریتم پیشنهادی با الگوریتم ژنتیک (GA) مقایسه شده که نشان­دهنده کارایی و سرعت زیاد، زمان کم این الگوریتم در حل مسئله توزیع اقتصادی بار می­باشد.
واژگان کلیدی: توزیع اقتصادی بار، الگوریتم اجتماع ذرات، اثر شیر بخار، هزینه سوخت، نواحی ممنوعه تولید، ظرفیت ژنراتور، نرخ سطح شیب­دار، توازن توان اکتیو
 
فهرست مطالب       
                               

عنوان صفحه
   
فصل اول – مقدمه  
1-1 مقدمه 2
1-2 مطالعه سوابق پژوهش 4
1-3 ساختار پایان­نامه 8
   
فصل دوم – مسئله توزیع اقتصادی بار  
2-1 معرفی توزیع اقتصادی بار 10
2-2 مشخصه واحد بخار (حرارتی) 10
2-3 منحنی محدب هزینه­های عملیاتی یک واحد حرارتی 11
2-4 منحنی هزینه سوخت افزایشی 13
2-5 منحنی نرخ حرارت 13
2-6  منحنی نامحدب هزینه­های در واحد حرارتی 14
2-7 توزیع اقتصادی بار در نیروگاه برق 16
2-8 توزیع اقتصادی بار در سیستم قدرت 17
2-9 محدودیت برابری و نابرابری 17
2-10 معرفی ضرایب B تلفات انتقال 20
   
فصل سوم – الگوریتم پیشنهادی اجتماع ذرات PSO  
3-1 معرفی PSO 24
3-2 مطالعه سوابق پژوهش 25
3-3 مفهوم بهینه­سازی اجتماع ذرات 27
3-4 فرمول­بندی PSO   28
3-5 فلوچارت استاندارد بهینه­سازی اجتماع ذرات 33
3-6 شبه کد در PSO   34
3-7 اساس الگوریتم PSO برای محدود کردن مشکل 35
   
فصل چهارم – پیاده­سازی الگوریتم پیشنهادی در مسئله توزیع اقتصادی بار  
4-1  فرمول­بندی تابع هدف 37
4-2 برابری و نابرابری محدودیت­ها 39
4-3 اصلاح تابع هدف 40
4-4 پیاده­سازی PSO برای مشکل ED 41
4-5 شبیه­سازی 43
4-6  مقایسه نتایج الگوریتم پیشنهادی با الگوریتم ژنتیک 56
   
فصل پنجم – نتیجه­گیری و پیشنهادات  
5-1 نتیجه­گیری 58
5-2 پیشنهادات 59
   
ضمیمه 60
مراجع 62

مقدمه
توزیع اقتصادی بار[1] یکی از موضوعات مهم در زمینه مدیریت و بهره­برداری سیستم­های قدرت به شمار می­رود. هدف از توزیع بهینه یا اقتصادی بار در واقع تخصیص تولید بین واحدهای در مدار سیستم (فعال) می­باشد به نحوی که همزمان با تامین تقاضای بار، حدود تولید، نواحی کار ممنوع، سایر محدودیت­های نیروگاه­ها در نظر گرفته شده و با لحاظ تلفات شبکه انتقال، کل هزینه تولید در هر بازه زمانی و برای شرایط بار پیش بینی شده، حداقل گردد [1].
امروزه با در نظر داشتن طریقه رو به رشد بار و بالا بودن هزینه­های تولید انرژی الکتریکی، افزایش تقاضای انرژی الکتریکی و محدودیت در نصب واحدهای جدید نیروگاهی، نیاز به بهره­برداری بهینه از واحدهای موجود در جهت کاهش هزینه­های بهره­برداری به شدت احساس می­گردد.
مسئله توزیع اقتصادی بار هنگامی مطرح می باشد که واحدهای موجود در مدار، معلوم بوده و بخواهیم ببینیم که برای تامین بار مورد نیاز شبکه و ذخیره چرخان مورد نیاز، هر یک از واحدهای موجود در مدار چه توانی را تولید کنند تا هزینه سوخت کل واحدها حداقل گردد. اما بایستی توجه داشت که در شبکه واقعی، همواره بار مورد نیاز شبکه در حال تغییر می باشد. پس بایستی تعیین گردد که بهتر می باشد که چه ترکیبی از واحدها در مدار قرار گیرند تا علاوه­بر تامین بار مورد نیاز شبکه در کلیه مراحل دوره زمانی مورد مطالعه، در پایان دوره مورد نظر خط مشی بهینه حاصل گردد.
یکی از مهمترین مسائل روز بهینه­سازی تولید انرژی، تعیین چگونگی آرایش نیروگاه­ها جهت تولید بار مصرفی در یک دوره کوتاه مدت (معمولا 24 ساعت) می باشد که از آن به عنوان مسئله مشارکت نیروگاه­ها[2] یاد می­گردد. این مسئله به دلیل حجم زیاد محاسباتی و وسعت ابعاد در زمره مسائل دشوار قرار می­گیرد. مسئله توزیع اقتصادی بار به عنوان زیر مجموعه مسئله مشارکت نیروگاه­ها می­باشد.
توزیع اقتصادی بار به صورت یک مسئله بهینه­سازی با هدف حداقل­کردن تابع هزینه سوخت نیروگاه­های بخاری اظهار می­گردد.
تابع هزینه سوخت با در نظر داشتن محدودیت­های در نظر گرفته شده برای مسئله به صورت مدل­های ریاضی گوناگونی مطرح می­گردد. در مسائل توزیع اقتصادی بار اولیه، این تابع هزینه سوخت به صورت یک تابع درجه دوم[3] مدل شده می باشد و تنها محدودیت­های تامین تقاضای بار و حدود تولید در نظر گرفته می­گردد.
بعدها با اضافه شدن توربین­های بزرگ به نیروگاه­ها، مدل تابع هزینه سوخت از یک معادله درجه دوم پیوسته به یک تابع مرکب چند جمله­ای و غیرمحدب[4] تبدیل گردید. در توربین­های بخار بزرگ، شیرهای حرارتی به ترتیب با افزایش توان تولیدی ژنراتورها باز می­شوند. هنگامی که شیری در آغاز باز می­گردد به علت زیاد شدن سریع تلفات دریچه بخار، نرخ افزایشی حرارتی به صورت ناگهانی زیاد می­گردد. این مدل به خاطر در نظر گرفتن قید شیر بخار[5] در تابع هزینه سوخت ناهمواری­هایی را به وجود می­آورد.
1-2 مطالعه سوابق پژوهش
تاکنون مطالعات و تحقیقات مختلفی برای حل مسئله توزیع اقتصادی بار انجام شده می باشد. به گونه کلی روش­های حل موجود را می­توان در سه دسته کلی زیر جای داد:
دسته اول: روش­های تحلیلی ریاضی
روش­های تحلیلی و محاسباتی ریاضی و تکنیک­های رایج در یافتن نقطه حداقل توابع که اکثر آن­ها بر مبنای گرادیان و مشتق­گیری می­باشند از قبیل روش مرحله­ای تکرار لامبدا، روش گرادیان، روش نقطه بهینه، عامل مشترک و ….
مزیت این روش­ها فراوانی روش­های اثبات شده آن­ها و رسیدن به جواب بهینه ریاضی می باشد. اما این روش­ها در حالتی که تابع هدف غیرخطی و یا مشتق­پذیر نباشند، در یافتن نقطه بهینه دچار مشکل می­شوند. پس در حالتی که تابع هزینه سوخت را با در نظر گرفتن قید شیر بخار مدل می­کنیم بهره گیری ز این روش­ها مناسب نیست.
در [2]،Papageorgiou از روش برنامه­ریزی غیرخطی[6] در حل مسئله ED بهره گیری کرده می باشد. تابع هزینه سوخت به صورت یک تابع درجه دوم مدل شده می باشد. محدودیت­های نواحی ممنوعه[7] که منجر به ناپیوستگی تابع هزینه سوخت می­گردد نیز در این مقاله در نظر گرفته شده می باشد. برای فایق آمدن بر این محدودیت نویسنده از تکنیک تبدیل به نقاط صحیح[8] و پیوسته بهره گیری کرده می باشد.

تعداد صفحه :۸۲
قیمت : 14700 تومان

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   سمینار ارشد مهندسی برق الکترونیک: بررسی و شبیه سازی شتاب سنج MEMS

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می گردد.

دسته‌ها: مهندسی برق