ارتقاي تاب‌آوري بارهاي تحت تاثير رويدادهاي با احتمال وقوع كم و تاثير زياد شبكه توزيع از طريق تشكيل ريزشبكه

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي برق

كارشناسي ارشد

شبكه‌ توزيع انرژي الكتريكي، آخرين ايستگاه در تحويل انرژي الكتريكي به مصرف‌كنندگان نهايي است. بنابراين، معيارهاي طراحي شبكه‌هاي توزيع بايد تامين مداوم و بدون وقفه بارهاي شبكه را تضمين كنند. آسيب‌پذيري زيرساخت‌هاي شبكه توزيع در اثر وقوع رويدادهاي با احتمال وقوع كم و تاثير زياد (High Impact-Low Probability-HILP) ناشي از تغييرات اقليمي، اهميت مفهوم تاب‌آوري شبكه توزيع را برجسته كرده است. به طور كلي، تاب‌آوري را مي‌توان به عنوان توانايي سيستم قدرت در آمادگي كافي و مقاومت در برابر رويدادهاي با احتمال وقوع كم و تاثير زياد تعريف كرد، به‌گونه‌اي كه تاثير مخرب اين رويدادها كاهش يافته و مدت زمان اختلال در عملكرد سيستم قدرت به حداقل برسد. براي مقابله با اثرات شديد اين رويدادها بر روي بارهاي شبكه توزيع، روش‌هاي مختلفي وجود دارد؛ اما استفاده از ريزشبكه‌ها به عنوان يك رويكرد كارا در حال افزايش است. به‌طور معمول، تشكيل ريزشبكه همراه با استفاده از منابع توليد پراكنده، براي ارتقا تاب‌آوري بارهاي شبكه توزيع مورد بررسي قرار مي‌گيرد. اين پژوهش با هدف بررسي ارتقاي تاب‌آوري بارهاي شبكه توزيع در برابر رويدادهاي با احتمال وقوع كم و تاثير زياد (طوفان باد)، از طريق امكان‌سنجي تشكيل ريزشبكه‌‌ها انجام شده است. در راستاي مدل‌سازي رويداد طوفان باد و تاثير آن بر اجزاي شبكه توزيع، مانند پايه‌ها و سكشن‌ها، از مدل‌سازي تصادفي مبتني بر تابع توزيع گامبل استفاده شده است. در اين پژوهش، تاثير تصادفي رويداد طوفان باد شبيه‌سازي شده و نحوه تشكيل ريزشبكه‌ها در شبكه توزيع با در نظر گرفتن وضعيت اجزاي شبكه توزيع و مجموعه نقاط بار ارائه گرديده است. منابع توليد پراكنده، شامل سيستم‌هاي خورشيدي و ديزل ژنراتور، به‌عنوان عناصر اصلي ريزشبكه‌ها در نظر گرفته شده‌اند و قيدهاي مرتبط به بهره‌برداري، هزينه و محدوديت‌هاي توان در مدل رياضي لحاظ شده است. تابع هدف مسئله شامل بهينه‌سازي هم‌زمان هزينه ارتقاي تاب‌آوري و انحراف ولتاژ باس‌هاي ريزشبكه‌هاي تشكيل شده در شبكه آزمون است. هزينه‌هاي ارتقاي تاب‌آوري شامل هزينه سرمايه‌گذاري در خريد و نصب منابع توليد پراكنده، هزينه بهره‌برداري اين منابع، هزينه تلفات ريزشبكه و هزينه حذف بار مي‌باشد. علاوه بر اين، مكان‌يابي بهينه منابع توليد پراكنده به‌گونه‌اي انجام شده است كه دامنه ولتاژ باس‌هاي ريزشبكه‌هاي تشكيل‌شده در محدوده ولتاژ مرجع 1 پريونيت باقي بماند. براي حل مسئله، از الگوريتم‌هاي بهينه‌سازي ژنتيك و بهينه‌سازي ازدحام ذرات به منظور مكان‌يابي بهينه منابع توليد پراكنده و مديريت توان استفاده شده است. سناريوهاي مختلف توليد توان سيستم خورشيدي و شرايط مختلف حضور منابع توليد پراكنده در ريزشبكه‌ها، با در نظر گرفتن عدم قطعيت‌هاي موجود، مورد بررسي قرار گرفته‌اند. نتايج شبيه‌سازي‌ها بر روي شبكه‌هاي آزمون 33 باس استاندارد و 69 باس استاندارد نشان مي‌دهد كه روش پيشنهادي تاثير قابل‌توجهي در كاهش شاخص انرژي تامين نشده، بهبود تاب‌آوري شبكه، بهينه‌سازي هزينه‌هاي مربوط به ارتقاي تاب‌آوري و تامين بارهاي حساس در شرايط وقوع رويداد با احتمال وقوع كم و تاثير زياد دارد. كلمات كليدي: تاب‌آوري شبكه توزيع، رويدادهاي با احتمال وقوع كم و تاثير زياد، شاخص انرژي تامين نشده، ريزشبكه‌ها، منابع توليد پراكنده، الگوريتم بهينه‌سازي ژنتيك، الگوريتم بهينه‌سازي ازدحام ذرات.

233269

سيستم قدرت

مهندسي برق و كامپيوتر

دانشگاه صنعتي اصفهان