کنترل بهینه ولتاژ در شبکه توزیع در حضور DGها
چکیده
امروزه مجتمع سازی دستگاه های جدید مانند تولید پراکنده، ذخیره سازی انرژی کوچک و اندازه گیر هوشمند برای شبکه های توزیع چالش های جدیدی را معرفی کرده است که نیازمند استراتژی های کنترلی پیچیده تری هستند. این مقاله روش جدیدی با عنوان کنترل ولتاژ هماهنگ بهینه (OCVC) را برای حل مسئله بهینه سازی چند هدفه با هدف کمینه سازی خطای ولتاژ در گذرگاه های راهبری (پایلوت)، انحراف توان راکتیو و خطای ولتاژ در ژنراتورها ارائه می کند. OCVC از بهینه سازی پاراتو برای یافتن مقادیر بهینه ولتاژ ژنراتورها و OLTC استفاده می کند. این روش مشارکت بهینه ای از توان راکتیو تمام دستگاه های موجود در شبکه را ارائه می نماید. OCVC با روش کلاسیک کنترل ولتاژ هماهنگ مقایسه شده و بر خطوط تغذیه آزمایشی 13 و 34 گره ای IEEE با بار نامتعادل آزموده شده است. برخی اغتشاشات مورد بررسی قرار گرفته و نتایج، کارایی این روش پیشنهادی را نشان می دهند.
مقدمه
تغییرات آب و هوا و فناوری های جدید منجر به تغییراتی اساسی در تولید برق و الگوهای مصرف شده اند. تجهیزات متصل به شبکه توزیع در حال متنوع تر شدن هستند که شامل انرژی تجدیدپذیر هستند که با عنوان تولید پراکنده (DG)، ذخیره سازی انرژی کوچک و اندازه گیر هوشمند شناخته می شود. در نتیجه نیازمند الگوریتم های پیشرفته تری برای کنترل ولتاژ و VAR است. DGها ممکن است باعث تغییرات ولتاژ و تغییر جهت جریان توان در شبکه توزیع شوند. افزایش ولتاژ به میزان توان اکتیو و راکتیو تزریق شده توسط DGها بستگی دارد. برخی پژوهش ها [1-3] اثر آن را بر ولتاژ، کاهش تلفات و تعیین اندازه و محل بهینه برای DGها مطالعه کرده اند. همچنین اندازه و محل نامناسب DGها ممکن است باعث تلفات زیاد توان و مشکلاتی در پروفیل ولتاژ شود [3-5].
نتیجه گیری
در این مقاله روشی جدید بر اساس مرز پاراتو ارائه شد و بر مسئله بهینه سازی چند هدفه ولتاژ اعمال شد. این روش به عنوان بهینه سازی چند سطحی با مشارکت توان اکتیو و راکتیو DG که به شبکه توزیع متصل هستند ارائه شده است. برای این منظور از مرز پاراتو برای حل تمام اهداف مختلف مسئله چند هدفه به صورت جداگانه با وزن های پویا استفاده کردیم. سیستم قدرت جدید نیازمند تولید مجموعه ای از راه حل های بهینه (به جای یک راه حل منفرد) است تا عملگر (تصمیم گیرنده) بتواند انتخاب کند. سپس این روش جدید ممکن است با استراتژی ها، نقاط عملیاتی، اهداف و محدودیت های خاص سازگار شود. عملکردهای OCVC بهتر از روش های OLTC و CVC هستند. OCVC تمام مسئله ولتاژ را برطرف می کند که شامل اضافه ولتاژهای DG است. مسئله ولتاژ حل شده است؛ پروفیل ولتاژ شبکه توزیع در یک محدوده خاص پیرامون مقادیر نقطه تنظیم باقی می ماند. OCVC می تواند راه جالب توجهی برای کاهش یا حذف کردن سرمایه گذاری های آینده در تنظیم ولتاژ کلاسیک و توان راکتیو باشد. این مقاله نشان می دهد که تجمیع بهینه شبکه توزیع DG می تواند به حفظ ولتاژ در محدوده تعیین شده و کاهش تلفات کمک کند.
Abstract
Nowadays, integration of new devices like Distributed Generation, small energy storage and smart meter, to distribution networks introduced new challenges that require more sophisticated control strategies. This paper proposes a new technique called Optimal Coordinated Voltage Control (OCVC) to solve a multi-objective optimization problem with the objective to minimize the voltage error at pilot buses, the reactive power deviation and the voltage error at the generators. OCVC uses Pareto optimization to find the optimal values of voltage of the generators and OLTC. It proposes an optimal participation of reactive power of all devices available in the network. OCVC is compared with the classical method of Coordinated Voltage Control and is tested on the IEEE 13 and 34 Node test feeders with unbalanced load. Some disturbances are investigated and the results show the effectiveness of the proposed technique.
Introduction
The climate changes and the new technologies have led to major changes in electricity generation and consumption patterns. The equipment connected to the distribution network is becoming more diversified including renewable energy that is known as Distributed Generation (DG), small energy storage, and smart meter. It consequently requires more advanced algorithms for voltage and VAR control. The DGs may trigger variation of voltage and change the direction of power flow in the distribution network. The voltage rise depends on the amount of active and reactive power injected by the DGs. Some researches [1–3] have studied the impact on the voltage, the reduction of losses, and the determination the optimum size and location of the DGs. Also, improper DG size and inappropriate location may cause high power loss and problems in the voltage profile [3–5].
Conclusions
In this paper, a new technique based on the Pareto frontier has been presented and applied to Multi-Objective optimization voltage problem. It has been proposed as multilevel optimization with the participation of active and reactive power of the DG connected to the distribution network. For this purpose, we used the Pareto frontier to solve all the different objectives of the Multi-Objective problem separately with dynamic weights. The modern power system requires the generation of a set of optimal solutions (instead of a single solution) that would allow the operator (Decision Maker) to choose. Then, this new technique may be adapted to particular strategies, operating points, objectives and constraints. OCVC performances are better than those of OLTC and CVC techniques. OCVC eliminates the entire voltage problem, including the DG’s over-voltages. The voltage problem has been solved; the distribution network voltage profile stays in a fixed range around the set point values. OCVC could be an interesting way to reduce or eliminate future investments in classical voltage and reactive power regulation. This paper shows that the optimal integration of DG in distribution network can help to maintain the voltage within the limits and reduce losses.
چکیده
مقدمه
کنترل ولتاژ هماهنگ در شبکه توزیع
فرمول بندی مسئله
ولتاژ در گذرگاه راهبری
تولید توان راکتیو
ولتاژ در ژنراتورها
محدودیت های بهینه سازی
محدودیت های ولتاژ
محدودیت توان راکتیو
محدودیت های وزن
گذرگاه راهبری
تغییر دهنده اتصالات تحت بار (OLTC)
بهینه سازی پاراتو
کنترل ولتاژ هماهنگ بهینه (OCVC)
مطالعه موردی
پیاده سازی
خط تغذیه آزمایشی گره 13 IEEE
OLTC: مورد مرجع
کنترل ولتاژ هماهنگ بهینه (OCVC)
خط تغذیه آزمایشی گره 34 IEEE
نتیجه گیری
Abstract
Introduction
Coordinated voltage control in distribution network
Problem formulation
Voltage at pilot bus
Reactive power production
Voltage at generators
Optimization constraints
Voltage constraints
Reactive power constraint
Weights constraints
Pilot bus
The on-load taps changer (OLTC)
Pareto optimization
Optimal Coordinated Voltage Control (OCVC)
Flowchart programming of OCVC
Case study
Implementation
IEEE 13 Node Test Feeder
OLTC: reference case
IEEE 34 Node Test Feeder
Conclusions
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه