دانلود رایگان مقاله هماهنگ سازی بهینه در رله های جریان زیاد جهت دار با استفاده از PSO-TVAC
چکیده
این مقاله یک تغییر بهینه در الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات که به آن ضرایب شتاب تغییر پذیر با زمان گفته می شود را جهت حل کردن هماهنگ ساز بهینه رله های جریان زیاد جهت دار (DOCR) در یک سیستم قدرت عَمَلی، با درنظر گرفتن جریان رشد بهینه (Ip) به صورت پارامتر گسسته، و تنظیمات صفحه زمانی به صورت پارامتر پیوسته به منظور دستیابی به حداقل زمان اجرا برای رله ها در حالیکه محدودیت های مرزی مختلف را برآورده کند، ارائه می کند. نتایج مقایسه با روش های بهینه سازی کلی استاندارد مانند GA با استفاده از جعبه ابزار متلب، PSO و دیگر روش ها، بیانگر بازده در متغیر پیشنهاد شده بوده و ظرفیت آن را جهت بهبود جواب هماهنگ سازی بهینه در رله های جریان زیاد، تایید می کند.
1. مقدمه
به سبب نیاز به امنیت سیستم های قدرت، رله های حفاظتی باید به خوب با همدیگر هماهنگ باشد. مشکل رله حفاظتی هماهنگ سازی در سیستم های قدرت شامل انتخاب تنظیمات مناسبی است که درآن علکرد حفاظتی پایه تحت نیازمندی های حساسیت، انتخاب گری، قابلیت اطمینان سرعت برآورده می شود [1-4]. هماهنگ سازی بین رله های جریان زیاد به منظور حذف خطاها توسط جدا کردن کمترین بخش ممکن از شبکه انجام شده است [5]. در مشئله هماهنگ سازی رله، هدف به صورت حداقل کردن یک تابع هدف مشخص است که به صورت کل زمان اجرا در رله اولیه است. درنتیجه، به صورت فرآیند تعیین تنظیمات رله (تنظیمات صفحه زمانی و جریان رشد یا تنظمیات تپ رشد برای رله های جریان زیاد جهت دارد) است به نحوی که رله اولیه نزدیک به خطا، سریعتر از دیگر رله های ثانویه کار می کند. در این مسئله محدودیت های مختلفی مانند محدودیت های مرزی و بازه زمانی هماهنگ سازی به منظور تضمین عملیات ترتیبی صحیح در این رله ها، در نظر گرفته می شود [1-5].
چندین روش متعارف برای هماهنگ سازی رله های جریان زیاد پیشنهاد شده است، اوراندتا و همکاران [1] اولین محققانی بودند که کاربرد نظریه بهینه سازی در هماهنگ سازی رله جریان زیاد جهت دار را با استفاده از روش های برنامه نویسی خطی حل کردند. مشکل این روش های بهینه سازی، این است که انها مبتنی بر حدس اولیه بوده و ممکن است در مقادیر بهینه محلی قرار بگیرند[7-10]. نویسندگان در [6] یک مرور از بخش های اصلی در این حوزه را ارائه کردند. اخیراً، به منظور حل مسائل هماهنگ سازی، به صورت یک مسئله بهینه سازی پیچیده و غیر محدب، روش های بهینه سازی مبتنی بر هوش پیشنهاد شده است [10].
کاربرد روش های تکاملی در هماهنگ سازی بهینه رله های جریان زیاد جهت دار استفاده شده است. در [3]، مشکل تعیین تنظیمات بهینه در DOCR به صورت یک مسئله برنامه نویسی غیرخطی فرموله شده و روش GA ترکیبی جهت یافتن جواب بهینه پیشنهاد شده است. نویسندگان در [2] یک GA ترکیبی بار درنظر گرفتن ساختارهای شبکه مختلف را پیشنهاد دادند. در [4]، نویسندگان یک الگوریتم جستجوگر را برای هماهنگ سازی رله های جریان زیاد جهت دار پیشنهاد دادند. در [5]، یک روش تحلیلی برای هماهنگ سازی بهینه رله های جریان زیاد تنظیم و اعمال شده است.
الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات توسط کندی و ابرهارت [7,8] معرفی شده و یکی از قدرتمندترین روش هایی است که با موفقیت جهت حل مسائل مختلف مرتبط با هماهنگ سازی حفاظت سیستم اعمال شده است. به منظور بهبود مشخصه همگرایی و کیفیت جواب PSO استاندارد، متغیرهای مختلف و نسخه های بهبود یافته ای مبتنی بر PSO برای حل مسائل هماهنگ سازی رله ها پیشنهاد داده شده است. متغیرهایی به نام بهینه سازی ازدحام ذرات (MPSO) برای حل کردن هماهنگ سازی بهینه در رله های جریان زیاد جهت دار و فاصله با درنظر گرفتن جبران سازی سری پیشنهاد شده است [12-16]. اخیراً، یک متغیر جدید مبتنی بر PSO به نام ضریب شتاب متغیر با زمان توسط نویسندگان در 17 جهت حل کردن توزیع اقتصادی با درنظر گرفتن محدودیت های مول غیر محدب ، پیشنهاد کرده اند [18].
در این مقاله، مسئله تعیین مقادیر بهینه TDS (پارامتر پیوسته) و PTS (پارامتر گسسته) در DOCR به صورت یک برنامه غیرخطی فرموله شده و توسط الگوریتم PSO-TVAC حل شده است. روش پیشنهاد شده در یک سیستم تست 8-باس عملی تایید شده است.
Abstract
This paper presents an efficient variant of particle swarm optimization (PSO) algorithm named Time Varying Acceleration Coefficients (PSO-TVAC) to solve the optimal coordination of directional overcurrent relays (DOCRs) in a practical power system, considering the optimum pickup current (Ip) as discrete parameter and time dial setting (TDS) as continuous parameter, in order to obtain minimum operating time for the relays, while satisfying various boundary constraints. Comparison results with the standard global optimization methods such as GA using Matlab toolbox, PSO and to other techniques showed the efficiency of the proposed variant and confirmed its potential to enhance the solution of optimal coordination of directional overcurrent replays.
چکیده
1. مقدمه
2. فرموله کردن مسئله
2.1. مشخصه رله
2.2. محدودیت ها
1A. محدودیت زمان اجرا و مرزها در تنظیمات رله
A2. ملاک های هماهنگ سازی
3. الگوریتم بهینه سازی
3.1. PSO استاندارد
3.2.PSO مبتنی بر ضرایب شتاب تغییر پذیر با زمان
4.نتایج شبیه سازی
4.1. مطالعات موردی
4.2. الگوریتم پیشنهاد شده به یک شبکه 8-باس
5. نتیجه گیری
منابع
Abstract
1. Introduction
2. Problem Formulation
2.1. Relay characteristics
2.2. Constraint
A1. Constraint of operating time and Bounds on the relay settings
A2. Coordination criteria
3. Optimization algorithm
3.1. Standard PSO
3.2. PSO based Time Varying Acceleration Coefficients ( PSO- TVAC)
4. Simulation Results
4.1. Case Studies
4.2. Test System (8-BUS)
5. Conclusion
References