دانشگاه آزاد اسلامی

واحد اهر

پایان­ نامه کارشناسی ­ارشد رشته برق (M.Sc.)

گرایش الکترونیک قدرت

عنوان:

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

استاد راهنما:

دکتر آیدین سخاوتی


برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی گردد
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)
فهرست مطالب:
-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 اظهار مسأله اساسی پژوهش…………………………………………………………………………………………………………. 20
1-8 طرح کلی پایان­نامه…………………………………………………………………………………………………………………. 22
 
فصل دوم: مبانی نظری و پیشینه پژوهش
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 اظهار 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 بهره گیری 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………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 8
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…………………………………… 8
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 چگونگی­ی بهینه­سازی الگوریتم PSO………………………………………………………… 53
شکل(4-1): حل مساله­ی جایابی بهینه­ی خازن با بهره گیری 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…………………………………………………………………………………………. 8
چکیده:
شبکه­های توزیع دارای بارهای متنوعی­اند که این بارها مقادیر متفاوتی از توان راکتیو را مصرف می­کنند. با در نظر گرفتن تاثیر نوع بار روی محل و اندازه­ی بانک­های خازنی در سیستم­های توزیع، در این پایان­نامه، یک روش بدیع جهت مدل­سازی بارهای مختلف شبکه به مقصود بهبود پروفیل ولتاژ و کاهش تلفات توان در حضور خازن شنت انجام می­گیرد. برای این مقصود، دو مدل ارائه می­گردد: 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، زیرا 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 نمود 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 می باشد. برای این مقصود، انحراف ولتاژ به تابع تک­هدفه افزوده شده می باشد. مساله فوق با بهره گیری از الگوریتم بهینه­سازی اجتماع ذرات[1] (PSO) حل خواهد گردید. 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.
 دیباچه
تحلیل شبکه­های توزیع یکی از دغدغه­های اصلی بهره­برداران شبکه می باشد. یک مهندس سیستم بایستی اطلاعاتی درمورد­ی تعداد، اندازه، محل و نوع المان­های شبکه، به مقصود تحلیل شبکه­ی توزیع، بداند. از آنجائی­که اکثریت سیستم­های توزیع عملا شعاعی­اند، جهت مدل­سازی و تحلیل شبکه بایستی به چالش­های مختلفی غلبه نمود، که عبارتند از [1]:

  • سیستم
این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   پایان نامه ارشد مهندسی برق: کنترل تداخل بین سلولی در لینک پایین رونده

شبکه­ی توزیعی دارای تنوع وسیعی از اجزاست که دارای پیچیدگی و ابعاد بزرگی­اند. به عنوان مثال، اغلب بارهای متصل شده، تنها از یکی از سه فاز تغذیه می­کنند.

  • توزیع بار

توزیع بار در فیدرها و شاخه­ها نوعا یکسان نبوده و از این رو سیستم توزیع نامتعادل می باشد. سیستم­های نامتعادل، نامناسب­اند.

  • داده

کل سیستم توزیع با حداقل نظارت و کنترل اقدام می­کند. پس، داده­های واقعی موجود سیستم
برای مدل­سازی و تحلیل آنها بسیار محدود می باشد.
طراحان نیازمند اطلاعات دقیق برای مدل­سازی و طراحی جایگزین برای سیستم­های پیچیده، به
مقصود غلبه بر معضلات مختلف همراه با طراحی، بهره­برداری و کنترل سیستم­های توزیع، هستند.
پاسخ بعضی از انواع معضلات مانند انتخاب هادی، تنظیم ولتاژ، جایابی خازن نیازمند مدل­­ها و
تکنیک­های دقیق می باشد.
مطالعات تحلیلی و طراحی برای شرکت­ها به مقصود اطمینان از تامین کیفیت توان انجام شده می باشد.
بعضی از علت های پیچیدگی جنبه­های طراحی سیستم توزیع در ادامه ارائه شده می باشد.

  • جنبه­های تجاری سیستم­های توزیع

بدلیل اتصال داخلی تجهیزات مختلف شبکه­ی توزیع، یک جزء روی عملکرد فنی و اقتصادی سایر اجزاء در سیستم تاثیر می­گذارد، که این موجب می­گردد ارزیابی راه­ حل فنی- اقتصادی یک فرآیند پیچیده­ای باشد.

  • اندازه

تعداد زیادی اجزاء یک سیستم توزیع را تشکیل می­دهند. این به آن معناست که شناسائی و تحلیل جایگزین­ها بسیار مشکل می باشد. ارزیابی تمامی جایگزین­های محتمل بسیار مشکل و گاهی نیز ناممکن می باشد.

  • عدم قطعیت

در برنامه­ریزی بلند مدت، پیش­بینی ارتقاء در آینده امری ضروری می باشد. هر عدم ­قطعیتی روی طراحی شبکه­ی توزیع تاثیر می­گذارد. گاهی اوقات، بهترین پیش­بینی­های طراحی، بار و اقتصادی، عدم قطعیت در مورد بارگذاری آینده سیستم برای طراحی نامناسب شبکه توزیع را در بر نمی­گیرد. پس، طراحی سیستم توزیع به مقصود ارضاء تقاضای آینده با اجتناب از عدم قطعیت در پیش­بینی بار و سایر موردها شبکه­های توزیع ضروریست.

  • سایر جنبه­های ایمنی

در فرآیند طراحی، طراحان سیستم قدرت بایستی جنبه­های دیگر از ایمنی شامل مراجع قانونی، گروه­های اجتماعی، مداخله رهبران کسب و کار و سایر خدمات را در محاسبات در نظر بگیرند.
تعداد صفحه : 115
قیمت : 14700 تومان

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.

پشتیبانی سایت :       ****        serderehi@gmail.com

دسته‌ها: مهندسی برق