پایان نامه ارشد رشته الکترونیک قدرت: جایابی بهینه خازن با هدف بهبود پروفیل ولتاژ و کمینه …

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 شود

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست مطالب:

-۱ دیباچه…………………………………………………………………………………………………………………………………….. .۲

۱-۲ مطالعه­ی تاثیرگذاری خازن روی شبکه……………………………………………………………………………………. .۴

۱-۲-۱ کاربرد بانک خازنی…………………………………………………………………………………………………. ..۹

۱-۲-۲ مکان بانک خازنی بهینه……………………………………………………………………………………………. ۱۰

۱-۲-۳ مزایای خازن شنت…………………………………………………………………………………………………… ۱۲

۱-۲-۴ گزینه­های عملی برای کاهش تلفات…………………………………………………………………………… ۱۳

۱-۳ معیار طراحی………………………………………………………………………………………………………………………….. ۱۴

۱-۴ جبران­سازی توان راکتیو…………………………………………………………………………………………………………. ۱۵

۱-۵ اصلاح ضریب قدرت…………………………………………………………………………………………………………….. ۱۷

۱-۶ محدوده و هدف پایان­نامه……………………………………………………………………………………………………….. ۱۹

۱-۷ بیان مسأله اساسی تحقیق…………………………………………………………………………………………………………. ۲۰

۱-۸ طرح کلی پایان­نامه…………………………………………………………………………………………………………………. ۲۲

 

فصل دوم: مبانی نظری و پیشینه تحقیق

۲-۱ دیباچه…………………………………………………………………………………………………………………………………… ۲۴

۲-۲ روش­های تحلیلی…………………………………………………………………………………………………………………… ۲۴

۲-۳ روش­های برنامه­ریزی ریاضی………………………………………………………………………………………………….. ۲۵

۲-۴ روش­های ابتکاری………………………………………………………………………………………………………………….. ۲۷

۲-۵ روش­های مبتنی بر هوش مصنوعی…………………………………………………………………………………………… ۲۹

۲-۵-۱ الگوریتم ژنتیک……………………………………………………………………………………………………… ۲۹

۲-۵-۲ سیستم­های خبره………………………………………………………………………………………………………. ۳۱

۲-۵-۳ آب­کاری شبیه­سازی شده………………………………………………………………………………………….. ۳۲

۲-۵-۴ شبکه­های عصبی مصنوعی………………………………………………………………………………………… ۳۴

۲-۵-۵ تئوری مجموعه فازی……………………………………………………………………………………………….. ۳۵

 

فصل سوم: بهینه­سازی اجتماع ذرات

۳-۱ دیباچه…………………………………………………………………………………………………………………………………… ۳۹

۳-۲ کاربرد بهینه­سازی اجتماع ذرات در سیستم­های قدرت………………………………………………………………. ۴۰

۳-۲-۱ جایابی و تعیین ظرفیت بهینه­ی خازن……………………………………………………………………………. ۴۱

۳-۲-۲ پخش بار اقتصادی…………………………………………………………………………………………………… ۴۲

۳-۲-۳ پخش بار بهینه…………………………………………………………………………………………………………. ۴۲

۳-۲-۴ کنترل ولتاژ و توان راکتیو بهینه…………………………………………………………………………………… ۴۳

۳-۲-۵ طراحی پایدارسازی سیستم قدرت………………………………………………………………………………. ۴۴

۳-۳ مفهوم PSO………………………………………………………………………………………………………………………….. 44

۳-۴ عناصر اصلی الگوریتم PSO………………………………………………………………………………………………….. 45

۳-۵ اجرای الگوریتم PSO…………………………………………………………………………………………………………… 44

۳-۶ مزایای الگوریتم PSO به سایر الگوریتم­های تکاملی……………………………………………………………….. ۵۲

 

فصل چهارم: بهینه­سازی تابع هدف

۴-۱ دیباچه…………………………………………………………………………………………………………………………………… ۵۵

۴-۲ بیان مساله………………………………………………………………………………………………………………………………. ۵۷

۴-۳ قیود……………………………………………………………………………………………………………………………………… ۵۹

۴-۴ مدل بار پیشنهادی…………………………………………………………………………………………………………………… ۶۱

۴-۴-۱ مدل­سازی بار از لحاظ نوع مصرف…………………………………………………………………………….. ۶۱

۴-۴-۲ مدل­سازی بار از لحاظ توان، امپدانس و جریان ثابت……………………………………………………… ۶۳

۴-۵ حل مساله جایابی خازن با استفاده از الگوریتم PSO…………………………………………………………………. 64

 

فصل پنجم: نتایج شبیه­سازی

۵-۱ دیباچه…………………………………………………………………………………………………………………………………… ۶۷

۵-۲ جایابی دو خازن…………………………………………………………………………………………………………………….. ۶۸

۵-۳ جایابی چهار خازن…………………………………………………………………………………………………………………. ۷۱

۵-۴ جایابی شش خازن………………………………………………………………………………………………………………….. ۷۴

۵-۵ جایابی هشت خازن………………………………………………………………………………………………………………… ۷۷

۵-۶ جمع بندی………………………………………………………………………………………………………………..۸۰

 

فصل ششم: بحث و نتیجه­گیری

۶-۱ دیباچه…………………………………………………………………………………………………………………………………… ۸۲

۶-۲ نتیجه­گیری……………………………………………………………………………………………………………………………. ۸۲

۶-۳ پیشنهادها……………………………………………………………………………………………………………………………….. ۸۴

 

پیوست­ها

الف: اطلاعات شبکه­ی نمونه………………………………………………………………………………………………………….. ۸۶

مراجع………………………………………………………………………………………………………………………………………….. ۸

فهرست جدول­ها

جدول (۱-۱): مقایسه­ی نرخ­های سود به هزینه­ی روش­های کاهش تلفات…………………………………….۱۴

جدول (۴-۱): ضریب تغییر بار………………………………………………………………………………………………………. ۶۲

جدول(۵-۱): مقادیر پارامترهای جایابی خازن در حضور دو بانک خازنی………………………………………….. ۶۹

جدول(۵-۲): مکان و ظرفیت بهینه­ی نصب شده دو بانک خازنی……………………………………………………… ۶۹

جدول(۵-۳): مقادیر پارامترهای جایابی خازن در حضور چهار بانک خازنی………………………………………. ۷۲

جدول(۵-۴): مکان و ظرفیت بهینه­ی نصب شده چهار بانک خازنی………………………………………………….. ۷۲

جدول(۵-۵): مقادیر پارامترهای جایابی خازن در حضور شش بانک خازنی……………………………………….. ۷۵

جدول(۵-۶): مکان و ظرفیت بهینه­ی نصب شده شش بانک خازنی………………………………………………….. ۷۵

جدول(۵-۷): مقادیر پارامترهای جایابی خازن در حضور هشت بانک خازنی……………………………………… ۷۸

جدول(۵-۸): مکان و ظرفیت بهینه­ی نصب شده هشت بانک خازنی…………………………………………………. ۷۸

جدول(الف-۱): اطلاعات مربوط به خطوط و توان­های مصرفی شبکه­ی نمونه…………………………………… ۸

فهرست شکل­ها

شکل (۱-۱): دیاگرام فازوری ولتاژ با ضریب قدرت پس­فاز……………………………………………………………… ۶

شکل (۱-۲): دیاگرام فازوری ولتاژ با ضریب قدرت پیش­فاز……………………………………………………………. ۶

شکل (۱-۳): دیاگرام فازروی یک مدار با ضریب قدرت پس­فاز………………………………………………………. ۸

شکل (۱-۴): نمایش مدل بار معادل فیدر شعاعی……………………………………………………………………………… ۱۷

شکل (۱-۵): بهترین مکان بانک خازنی برای اصلاح ضریب قدرت…………………………………………………. ۱۸

شکل(۱-۶): مثلث توان…………………………………………………………………………………………………………………. ۱۹

شکل(۲-۱): ساختار شبکه­ی عصبی………………………………………………………………………………………………… ۳۴

شکل(۳-۱): مفهوم پایه­ی الگوریتم PSO……………………………………………………………………………………….. 45

شکل(۳-۲): شبه­کد گام ۱ الگوریتم PSO……………………………………………………………………………………… 47

شکل(۳-۳): شبه­کد گام ۲ الگوریتم PSO……………………………………………………………………………………… 48

شکل(۳-۴): شبه­کد گام ۳ الگوریتم PSO……………………………………………………………………………………… 48

شکل(۳-۵): شبه­کد گام ۴ الگوریتم PSO……………………………………………………………………………………… 49

شکل(۳-۶): جمعیت بعد از چند تکرار در یک فضای دو بعدی……………………………………………………….. ۵۰

شکل(۳-۷): شبه کد الگوریتم PSO……………………………………………………………………………………………… 51

شکل(۳-۸): فلوچارت حل نحوه­ی بهینه­سازی الگوریتم PSO………………………………………………………… 53

شکل(۴-۱): حل مساله­ی جایابی بهینه­ی خازن با استفاده از الگوریتم PSO………………………………………. 65

شکل(۵-۱): شبکه­ی ۳۳ شینه­ی نمونه……………………………………………………………………………………………… ۶۷

شکل(۵-۲): نمایش نموداری پروفیل ولتاژ و توان­های شبکه در حضور دو بانک خازنی…………………….. ۷۱

شکل(۵-۳): نمایش نموداری پروفیل ولتاژ و توان­های شبکه در حضور چهار بانک خازنی…………………. ۷۴

شکل(۵-۴): نمایش نموداری پروفیل ولتاژ و توان­های شبکه در حضور شش بانک خازنی………………….. ۷۷

شکل(۵-۵): نمایش نموداری پروفیل ولتاژ و توان­های شبکه در حضور هشت بانک خازنی………………… ۸۰

شکل(الف-۱): شبکه­ی ۳۳ شینه­ی نمونه…………………………………………………………………………………………. ۸

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 منظور بهبود پروفیل ولتاژ و کاهش تلفات توان در حضور خازن شنت انجام می­گیرد. برای این منظور، دو مدل ارائه می­شود: 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، چرا 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 کرد 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 است. برای این منظور، انحراف ولتاژ به تابع تک­هدفه افزوده شده است. مساله فوق با استفاده از الگوریتم بهینه­سازی اجتماع ذرات[۱] (PSO) حل خواهد شد. 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 است. یک مهندس سیستم بایستی اطلاعاتی درباره­ی تعداد، اندازه، محل و نوع المان­های شبکه، به منظور تحلیل شبکه­ی توزیع، بداند. از آنجائی­که اکثریت سیستم­های توزیع عملا شعاعی­اند، جهت مدل­سازی و تحلیل شبکه بایستی به چالش­های مختلفی غلبه کرد، که عبارتند از [۱]:

  • سیستم

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 است. سیستم­های نامتعادل، نامناسب­اند.

  • داده

کل سیستم توزیع با حداقل نظارت و کنترل عمل می­کند. بنابراین، داده­های واقعی موجود سیستم

برای مدل­سازی و تحلیل آنها بسیار محدود است.

طراحان نیازمند اطلاعات دقیق برای مدل­سازی و طراحی جایگزین برای سیستم­های پیچیده، به

منظور غلبه بر مشکلات مختلف همراه با طراحی، بهره­برداری و کنترل سیستم­های توزیع، هستند.

پاسخ برخی از انواع مشکلات مانند انتخاب هادی، تنظیم ولتاژ، جایابی خازن نیازمند مدل­­ها و

تکنیک­های دقیق است.

مطالعات تحلیلی و طراحی برای شرکت­ها به منظور اطمینان از تامین کیفیت توان انجام شده است.

برخی از دلایل پیچیدگی جنبه­های طراحی سیستم توزیع در ادامه ارائه شده است.

  • 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 می­شود ارزیابی راه­ حل فنی- اقتصادی یک فرآیند پیچیده­ای باشد.

  • اندازه

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

در برنامه­ریزی بلند مدت، پیش­بینی ارتقاء در آینده امری ضروری است. 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. بنابراین، طراحی سیستم توزیع به منظور ارضاء تقاضای آینده با اجتناب از عدم قطعیت در پیش­بینی بار و سایر موارد 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 : ۱۱۵

قیمت : ۱۴۷۰۰ 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 شود.

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

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

—  — —