دانلود مقاله طرح های عملیاتی شبکه های توزیع هوشمند با منابع انرژی پراکنده برای کاهش تلفات و بازیابی شبکه
چکیده
ادغام منابع انرژی پراکنده (DER) در شبکه ی توزیع هوشمند (SDN) با مشکلات چالش انگیزی در خصوص توسعه موفقیت آمیز توسعه ی موفق شبکه های هوشمند مواجه است. SDN فرصت های جدیدی را برای بهببود کارایی شبکه های توزیع توان فراهم می سازد. DER ها در شبکه های توزیع موجود توزیع می گردند، در بخش های ارتباط با مشتری، به هم متصل هستند، و طبق برنامه ی زمانی خود و بدون ارتباط با مرکز کنترل سیستم توزیع موجود فعالیت می کنند. واحدهای DER می‌توانند هم تأثیرات مثبت و هم تأثیرات منفی بر روی عملیات SDN داشته باشند. با عملکرد مناسب واحدهای DER در SDN، تلفات را طی عملیات های عادی می توان کاهش داد؛ آنها همچنین از بارهای محلی در شرایط غیرعادی پشتیبانی می‌کنند. بنابراین، اثرات مثبت واحدهای DER باید در SDN از طریق اتخاذ طرح های عملیاتی پیشرفته، فعال شوند. در این مقاله، وظایف کنترل هوشمند برای واحدهای DER در SDN تعریف و طبقه بندی می شوند. علاوه بر این، طرح های یکپارچه سازی برای واحدهای DER و SDN معرفی می شوند. استراتژی های عملیاتی پیشنهادی در سیستم مدیریت توزیع هوشمند کره ای (KSDMS) به عنوان طرح های عملیاتی مورد استفاده برای کاهش تلفات و بازیابی خدمات (بازیابی شبکه) اجرا خواهند شد. ما در یک مطالعه ی موردی نمونه، اثربخشیِ طرح های عملیاتی پیشنهادی برای تحقق وظایف عملیاتی هوشمند برای SDN دارای واحدهای DER را نشان می دهیم.
1. مقدمه
توسعه ی طرح های عملیاتی برای شبکه ی توزیع هوشمند (SDN)، که در آن، واحدهای منابع انرژی پراکنده (DER) به هم متصل هستند، در عملیاتِ آتیِ شبکه های هوشمند، یک مسئله ی چالش برانگیز است. شبکه های توزیع موجود عمدتاً به‌صورت شعاعی هستند که برای نسل متمرکز با تعداد کمی سنسور ساخته شده اند و بنابراین، به بازیابی دستی وابسته هستند. در بسیاری از تأسیسات، اتصال داخلی واحدهای DER در شبکه های توزیع، به دلیل مسائل اتصال داخلی فنی خود در محدوده های خاصی تنظیم می شوند. مطالعات قبلی [7]-[1] در مورد اثرات منفی واحدهای DER در شبکه های توزیع متعارف بحث کرده اند.
برای برآورده سازی تقاضاهای فزاینده مشتریان به نسل دیگری از شبکه های هوشمند نیاز خواهیم داشت و برای تضمین یک کیفیت توان بالا و کارایی انرژی، به واحدهای DER احتیاج خواهیم داشت. در سال های اخیر، بسیاری از مطالعات مربوط به سیستم مدیریت توزیع هوشمند (SDMS) معرفی شده اند [16]-[8]. SDN باید دسترسی سریع و دقیقی به وضعیت شبکه داشته باشد. این امر مستلزم برآورد دوره ای و سریع امنیت شبکه و همچنین گردآوری اطلاعات بلادرنگ متنوع از مؤلفه های شبکه می باشد. باید تغییراتی در توپولوژی SDN و نقش مرکز کنترل توزیع انجام شود. در SDN، توپولوژی شبکه نه تنها شعاعی است، بلکه شبکه های حلقه ای و مش نیز باید تحت شرایط عملیاتی نرمال مدنظر قرار بگیرند. بنابراین، نقش مرکز کنترل دیگر صرفاً نشانه ای از خطاهای موجود در شبکه ی توزیع نیست. مفهوم مرکز کنترل باید به سیستم مدیریت انرژی (EMS) تغییر کند.
5. بحث ، و پیشنهاداتی برای مطالعات آینده
از آنجایی که به خوبی مشخص است که واحدهای DER نقش مثبت و سودمندی را در سیستم های توزیع ایفا می-کنند، در طرح های برنامه ریزی و عملیات برای SDMS ادغام می شوند. در این مقاله، طرح های ادغام و عملیاتیِ DERها در پیکربندی مجدد شبکه برای کاهش تلفات و بازیابی شبکه معرفی می شوند. الگوریتم پیشنهادی تحت عنوان کاربردهایی از KSDMS که مطالعه یا رویداد-محور هستند، پیاده سازی خواهند شد. یکی از فاکتورهای مهم برای یک SDMS طرح های برنامه ریزی و زمانبندی / انتقال میان حالت عملیاتی بلادرنگ و حالت مطالعه / رویداد محور است. تعیین کارایی عملیاتی SDMS یکی از ویژگی های کلیدی و مهم است. در آینده ی نزدیک، طرح های برنامه ریزی / انتقال حالت جزئی و دقیق، برای بهبود کارایی عملیاتی SDMS توسعه خواهند یافت.
به منظور پیاده سازیِ موفقِ استراتژی های عملیاتی DER پیشنهادی، نیاز اساسی DERها، قابلیت کنترل و ارتباط با SDMS است. راجع به نیازمندی های ارتباطی، شبکه های ارتباطی دو طرفه برای SDN لازم و اساسی هستند. از داده های کسب شده برای برآورد وضعیت شبکه و واحدهای DER استفاده می شود. مجموعه داده های موردنیاز و نرخ ارتباطی باید برای کاربردهای SDMS با دقت تعریف شوند.
در SDN، مسئله ی دسترس پذیری و قابلیت کنترل را می توان با توافق نامه های قراردادی برای واحدهای DER بزرگتر، ایجاد کرد. بااین حال، برای مشتری مالک DER مجهز بودن به این توانایی کنترل و نظارت، اجباری و الزامی نیست. بنابراین، اپراتور SDN باید انگیزه هایی برای مالکان واحدهای DER ایجاد و فراهم کند، مانند انگیزه برای تماس های اضطراری، کنترل و فرمان DER و یک نرخ ویژه برای برق. علاوه بر این، توسعه دهنده ی SDMS باید مشخصات مربوط به توابع کنترل هوشمندِ واحدهای DER را تعریف کند و آنها را به سازندگان DER ارائه دهد.
Abstract
The integration of Distributed Energy Resources (DERs) into the future Smart Distribution Network (SDN) has challenging issues regarding the successful development of smart grids. The SDN offers new opportunities in the improvement of the efficiency of power distribution networks. The DERs will be distributed in the existing distribution networks, interconnected in customer areas and operated on its own schedule without communication to the control center of the existing distribution system. The DER units have both positive and negative effects regarding SDN operations. With the appropriate operation of the DER units in the SDN, losses can be reduced during normal operations and they can support local loads during abnormal conditions. Thus, the positive effects of the DER units need to be enabled in the SDN by adopting advanced operation schemes. In this paper, the smart control functions for the DER units in the SDN are defined and classified. In addition, the integration schemes for the SDN with DER units are introduced. The proposed operation strategies will be implemented into the Korean Smart Distribution Management System (KSDMS) as operation schemes used for loss reduction and service restoration. A sample case study shows the effectiveness of the proposed operation schemes to achieve smart operation functions for the SDN with DER units.
I. INTRODUCTION
THE development of the operation schemes for the future Smart Distribution Network (SDN), where the Distributed Energy Resources (DER) units will be interconnected, is a challenging issue in the future operation of smart grids. The existing distribution networks are primarily radial, built for centralized generation with few sensors, and so are dependent on manual restoration. In many utilities, the interconnection of the DER units into the distribution networks is regulated to within certain limits, due to their technical interconnection problems. Previous works [1]–[7] have discussed the negative effects of the DER units in conventional distribution networks.
The next generation smart grid will be required to accommodate increased customer demands and will require DER units to ensure a high power quality and energy efficiency. In recent years, many studies relating to the Smart Distribution Management System (SDMS) have been introduced [8]–[16]. The SDN needs to have a fast and accurate access to the network status. This requires periodic and fast estimations of network security, as well as collecting a variety of real-time information from the network components. The changes in the topology of the SDN and the role of the distribution control center must be considered. In the SDN, the grid topology is not only radial, but looped and meshed networks will also have to be considered under the normal operation conditions. Therefore, the role of the control center can no longer be merely the indication of faults in the distribution network. The control center concept must change into the Energy Management System (EMS).
VI. DISCUSSIONS AND FUTURE WORK
Since it is well known that DER units play a positive, beneficial role in distribution systems, they are integrated into the operation and planning schemes for the SDMS. In this paper, the operation and integration schemes of the DERs in the network reconfiguration for loss reduction and service restoration are introduced. The proposed algorithm will be implemented as a study/event driven mode applications of the KSDMS. An important factor for a SDMS is the transfer/scheduling schemes between real-time operation mode and study/event driven mode. It is the key feature to determine the operation performance of the SDMS. In the near future, the detailed mode transfer/scheduling schemes will be developed to improve the operational performance of the SDMS.
In order to successfully implement the proposed DER operation strategies, the essential requirement of the DERs is the communication and control capability with the SDMS. Regarding the communication requirements, two-way communication networks are essential for the SDN. The data acquired is used to estimate the status of the network and the DER units. The required data sets and communication rates need to be carefully defined for the applications of the SDMS.
In the SDN, the issue of the availability and controllability can be settled by contractual agreements for large DER units. However, it is not mandatory for the customer owned DERs to be equipped with these monitoring and control ability. Therefore, the SDN operator must develop and provide incentives for owners of the DER units, such as incentives for emergency calls, DER command and control, and a special rate for electricity. In addition, the SDMS developer has to define the specifications of the smart control functions of the DER units and provide them to the DER manufactures.
(جهت بزرگ نمایی روی عکس کلیک نمایید)
چکیده
1. مقدمه
2. روندهای عملیاتیِ حالت کاربرد SDMS
3. طبقه بندی واحدهای DER برای وظایف کنترل هوشمند
4. به حداقل رساندن تلفات با واحدهای DER در SDN
5. بازیابی شبکه با واحدهای DER در SDN
6. بحث، و پیشنهاداتی برای مطالعات آینده
منابع
Abstract
1. INTRODUCTION
2. THE OPERATION PROCEDURES OF THE APPLICATION MODE OF THE SDMS
3. THE CLASSIFICATIONS OF THE DER UNITS FOR SMART CONTROL FUNCTIONS
4. THE LOSS MINIMIZATION WITH DER UNITS IN THE SDN
5. THE SERVICE RESTORATION WITH THE DER UNITS IN THE SDN
6. DISCUSSIONS AND FUTURE WORK
REFERENCES
- اصل مقاله انگلیسی با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش
- 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