انتخاب صفحه

 

         مقدمه……………………………………………………………………………………………………………..1

در سیستمهای قدرت AC امروزی، خطوط انتقال معمولاً کمتر از بار امپدانس ضربهای بارگذاری میشوند. در نتیجه از ظرفیت کامل خط انتقال که تا حد ظرفیت گرمایی امکان استفاده وجود دارد،بهره برداری نمیشود. و مقدار زیادی از ظرفیت آنها بلا استفاده خواهد ماند. با افزایش هزینه های مربوط به احداث خطوط انتقال، و در بعضی مواقع بهعلت وجود محدودیت ها و شرایط محیطی،ناچار هستیم از این ظرفیت خالی در خطوط انتقال استفاده کنیم. اینکار باعث خواهد شد پایداری سیستم و قابلیت اطمینان آن دچار ضعف شود، چون حاشیۀ پایداری و اطمینان سیستم کاهش مییابد. این مسأله جزء محدودیتها و قیود شبکه است، یعنی در هر حال حاشیه پایداری سیستمقدرت در حالت ماندگار باید دارای یک حداقل باشد. از محدودیت های دیگر سیستم قدرت که از بارگذاری بیشتر خطوط انتقال جلوگیری میکند، حاشیۀ پایداری ولتاژ سیستم میباشد . در سالهای گذشته بحث پایداری ولتاژ نظر بسیاری از محققین را به خود جلب کرده و مطالعات زیادی بر روی پایداری ولتاژ در صنعت برق انجام شده است. دلیل اینکار حوادثی بوده که در کشورهای مختلف روی داده یکی از مسائل مطرح در صنعت برق، برنامه ریزی و سرمایه گذاری در زمینۀ تولید و انتقال انرژی الکتریکی است. کشورهای در حال توسعه، از رشد مصرف بالایی در مصرف برق برخوردار هستند. این رشد در تمام زمینهها اعم از صنایع کوچک و بزرگ، تجاری، خانگی و غیر نمایان است. این در حالیست که استفاده از انواع مصرفکنندههای انرژی الکتریکی، مانند رایانه و تلویزیون در بین افراد جامعه رایج شده و انرژی الکتریکی تولید شده در نیروگاه ها باید با کیفیت مناسب به دست مشترکان برسد. در نتیجه باید برای تولید بیشتر انرژی الکتریکی و توسعۀ سیستم انتقال برنامهریزی و سرمایهگذاری کرد. برای توسعۀ سیستم انتقال انرژی از نیروگاه ها، که معمولاً دور از مراکز مصرف قرار دارند، دو راه پیشرو داریم، الف: احداث خطوط جدید با مشکلات و هزینه های سنگین مربوطه به تجهیز خطوط انتقال موجود. در غیراینصورت سیستم انتقال ممکن است با خطرات جدی روبرو شود. مثلاً ممکن است تعدادی از خطوط انتقال، متحمل اضافه بار شوند و یا دامنۀ ولتاژ شینهای بار، بیش از حد مجاز کاهش یابند. در این فصل بارپذیری سیستم در قالب یک مسألۀ پخش بار بهینه مطرح، و راهحل مناسبی برای آن ارائه شده است. که از نکات برجستۀ این پایاننامه بشمار میروند.

فصل اول:

        1-1-اهمیت حداکثر بارگذاری در سیستم های قدرت……………………………….3

فصل دوم:

      2-1- روش های مختلف بهینه سازی………………………………………………………………6

روش های بهینه سازی و تکنیکهای مربوط به آن امروزه در صنعت و به خصوص صنعت بـرق جایگـاه ویژهای داشته و از اهمیت خاصی برخوردار هستند. این روشها برای بهره بـرداری بهینـه از سیـستم قدرت، همواره مورد مهندسان برق بوده است. بهینه سازی را میتوان اینگونه تعریف کرد: پیدا کردن بهترین جواب این یک مـسئله تحـت شـرایط معین. گام اول در بهینهسازی تعریف تابع هدف است، تابع هدف تابعی است کـه مـیخـواهیم آن را ماکزیمم یا مینیمم کنیم. مثلاً میتواند هزینه، تلفات، و غیره باشد. مقدار تابع هدف بـه متغیرهـا و پارامترهای سیستم وابسته است. گام بعدی مشخص کردن قیود و محدودیتهای تساوی و غیرتساوی مسأله است. این دو گام صورت مسأله را برای ما ترسیم میکنند. گام سوم که گام آخر است انتخاب تکنیک مناسب، و حل مسأله میباشد

طبق تعریف فوق از بهینه سازی، بهینه بودن یک تـابع بـه مقـدار متغیرهـای آن تـابع بـستگی دارد. متغیرهای مورد نظر بواسطۀ محدودیت های فیزیکی مسأله در واقعیت محدود میشوند. بهینه سازی را میتوان به عنوان یک ابزار ریاضی برای پیدا کردن بهترین انتخاب جهت انجام یک کار معین از بـین چندین روش ممکن تعریف کرد. وقتی از بهتـرین انتخـاب یـا بهتـرین تـصمیم صـحبت مـیشـود، بلافاصله این سئوال مطرح میشود که «بهترین» نسبت به چه معیاری و با چه شرایطی است. بطـور کلی وظیفۀ پروسه های بهینه سازی، ماکزیمم نمودن یک تابع هدف اسـت، در کتـب بهینـه سـازی و مقالات تحت عناوین عملکرد، تابع هزینه یا معادلۀ هدف نام برده مـیشـود. در واقعیـت پـروژه هـای بهینه سازی با محدودیت یا قیود مواجه اند. بعضی از قیود بواسـطۀ محـدودیت هـای فیزیکـی بوجـود می آیند مانند محدودیت تولید ژنراتورها، و بعضی دیگر بواسطۀ ملاحظات ایمنی و قابلیت اطمینـان سیستم اعمال میشود مانند محدودیت ولتاژ شین ها. بطور کلی قیود به دو دستۀ قیود تساوی و قیود ناتساوی تقسیم میشوند. هر کدام از آنها ممکن است خطی یا غیرخطی باشـند. از دیـدگاه ریاضـی مسألۀ بهینهسازی میتواند شامل متغیرهای پیوسته یا منفصل، تابع هزینۀ استاتیک یا متغیر، قیـود محدب یا مقعر و نیـز توابـع هزینـۀ محـدب یـا مقعـر باشـد. در سیـستمهای قـدرت غالبـاً مـسائل بهینهسازی بصورت استاتیک، محدب و پیوسته هستند. ایـن ویژگیهـا، پیچیـدگی مـسأله را کـاهش میدهند

      2-2-برنامه ریزی خطی……………………………………………………………………………….8

      2-3-روش های حل مسائل بهینه سازی غیر خطی…………………………………………….11

      2-4- پخش بار بهینه…………………………………………………………………………………13

      2-5-روش ضرایب لاگرانژ…………………………………………………………………………….17

      2-6- حل مسائل بار پذیری………………………………………………………………………….19

شبکه ی 9 شینه ی استانداردI

شبکه ی 9 شینه ی استانداردI

 فصل سوم

      3-1-پخش توان………………………………………………………………………………………..23

در حل مسائل پخش توان هم میتوان از ادمیتانس خودی و متقابل شینه که تشکیل ماتریس ادمیتانس شینه Ybus را میدهند استفاده نمود و هم میتوان از امپدانسهای نقطه تحریک و امپدانسهای انتقالی که Zbus را تشکیل میدهند سود جست. بررسی را به روشهایی که از ادمیتانس استفاده میکنند محدود میکنیم. نقطه آغازین در به دست آوردن دادههایی که باید برای رایانه تهیه گردد نمودار تک خطی سیستم است. خطهای انتقال به وسیله مدار معادل π نامی در هر فاز نشان داده میشوند. برای هر خط مقادیری عددی امپدانسهای سری Z و ادمیتانس بارگیری کل خط Y (معمولا بر حسب مگاوار بارگیری خط در ولتاژ نامی سیستم) لازم است تا رایانه بتواند همه عناصر ماتریس N*N ادمیتانس شینه را تعیین کند.

      3-2-پخش بار نیوتن رافسون………………………………………………………………………..26

 فصل چهارم

     4-1- به دست آوردن نقطه حداکثر بارگذاری با استفاده از تکرار پخش بار………………….27

روش پخش بار های متوالی یکی از روش های بدست آوردن نقطه ی حداکثر بارگذاری در شینه های مختلف یک شبکه ی قدرت است. اصول کلی در این روش به این صورت است که در یک سیستم قدرت مقادیر پایه ای را برای تولید توان های اکتیو و راکتیو ژنراتورها و مقدار پایه ای را هم برای توان های مصرفی در شینه های مختلف انتخاب می کنیم ، البته باید توجه نمود که مقدار P تولیدی را باید مقداری کمتر از مقادیرماکزیمم P تولیدی در نظر گرفت و همچنین میزان بارهای P وQ را نیز طوری در نظر گرفت که در ابتدای گام ، پخش بار واگرا نشود.

در هر شبکه ی قدرت یکی از شین های ژنراتوردرا را به عنوان شین SLACK انتخاب می کنیم که وظیفه ی کنترل و تامین تلفات خطوط را به عهده دارد ، که البته به همین خاطر هم نباید P و Qتولیدی را در این گره تعیین نمود. پس از تعیین توان های اکتیو و راکتیو تولیدی و مصرفی ، عمل پخش بار را انجام می دهیم . اگر پخش بار انجام شده در شبکه همگرا و مقدار ولتاژ در شینه ها مقدار معقول و همچنین زاویه شینه ها نیز مقدار مشخص و قابل اطمینانی بود ، نشان دهنده ی این است که این مقدار تولید و مصرف در شبکه ، قابل قبول و انجام شدنی است ولی هنوز به مقدار ماکزیمم بهره برداری از سیستم قدرت دست نیافته ایم. در ادامه برای نزدیکی هرچه بیشتر به میزان حداکثر بارگذاری ، از فرمول های ریاضی صفحه ی بعد استفاده می کنیم :
در فرمول های زیر λ متغیری است که با استفاده از آن، توان های تولیدی و مصرفی را افزایش می دهیم. همچنین متغیری به نام K نیز تعریف کرده ایم که به وسیله آن و با توجه به فرمول (3-4) مقدار متغیر λ را به مقدارهای ثابت 5 0, 0 افزایش می دهیم.
پارامترهای Q0 , P0 نیز به عنوان مقادیر اولیه توان در گره های PQ هستند. همچنین در گره های ژنراتوری فقط از فرمول ( 1-4) استفاده می شود.

4-2- تابع هدف قیود و حل مسائل بار گذاری………………………………………………………31

4-3- حل مسئله بهینه سازی با یک قید مساوی…………………………………………………32

4-4- معرفی نرم افزار GAMS ………………………………………..ا……………………………..34

4-5- معادلات و حل مسئله بهینه سازی با استفاده از   GAMS….ا……………………………35

4-6- شیوه نوشتن برنامه پخش بار بهینه در GAMS ………………….ا………………………..37

4-7- نمونه مثالی برای یک برنامه خطی ساده ………………………………………………….40

در برنامه نوشته شده در زیر ، در ابتدا دو متغیر مثبت x2 , x1 و یک متغیر آزاد z تعریف شده اند.در ادامه معادلات aa و bb و cc با استفاده از این دو متغیر نوشته شده اند.در انتها نیز از برنامه خواسته شده است که حداکثر مقداری که متغیر z می تواند با توجه به معادلات نوشته شده داشته باشد را پیدا کند و در خروجی برنامه مقادیر x2 , x1 که متغیر z را حداکثر نموده اند در اختیار ما قرار دهد.

فصل پنجم

5-1- انجام روش پخش بارهای متوالی بر روی یک شبکه نمونه………………………………41

ما به عنوان یک شبکه نمونه ، این روش را بر روی شبکه ی 9 شینه ی استاندارد IEEE انجام داده ایم. شبکه ی 9 شینه را در زیر به همراه اطلاعات آن مشاهده می فرمائید

5-1- 2-برنامه پخش بار بهینه ……………………………………………………………………..42

5-3- مقایسه حالت های مختلف افزایش تولید و مصرف با دو روش…………………………..52

5-4- بررسی حالت های گفته شده در بالا با اضافه شدن قید محدودیت ولتاژ………………70

فصل شش

نتیجه گیری……………………………………………………………………………………………79

      ضمیمه 1………………………………………………………………………………………..81

    مراجع……………………………………………………………………………………………. 87

Abstract

We try in this project that Find the Maximum point of Load in power systems by several ways in network different conditions and limitations we do it by two way of Newtow Rafson Load low and also optimum Load Flow in power systems in the way unlimber equations achieved by A.C Load flow and considering network limitations that solving them by GAM software considering network limitations that solving them by GAMS software In this project we study a sample network that we consider 9 bus IEEE for this study

So that in the future studied, achieving Maximum point of load by the ordinary continues load flow is very vesting time and for little opportunity in detecting flow in little time in different buses and also by considering of extents in network and therefore isn’t usable way

The other way studied is finding Maximum point of load in system by use of Load Flow equations that this equations are unlinier. We solve them by GAMS software. This software is specified in solving unlinier equations. This way called optimum Load Flow in power systems. In this equations the goal functions achieved by considering of system different limitations such as buses voltage stability, load Flow relationships, power transportation limitations and ets. That optimum amounts and maximum load. Voltage absolutes and voltage degrees can find in direct and undirect ways in the different buses



بلافاصله بعد از پرداخت به ایمیلی که در مرحله بعد وارد میکنید ارسال میشود.


فایل pdf غیر قابل ویرایش

قیمت25000تومان

خرید فایل word

قیمت35000تومان