روش چندهدفه به منظور برنامه ریزی توان راکتیو در شبکه هایی با نیروگاه های تولید توان بادی

روش چندهدفه به منظور برنامه­ریزی توان راکتیو در شبکه­هایی با نیروگاه­های تولید توان بادی

چکیده

افزایش تزریق انرژی الکتریکی تولیدی توسط باد به شبکه­های قدرت باعث ایجاد مسائل فنی در این شبکه­ها می­شود. برنامه­ریزی توان راکتیو یکی از این مسائل بسیار مهم است که مستلزم تمام برنامه­ریزی­های لازم برای بهبود پروفیل ولتاژ و همچنین پایداری ولتاژ در شبکه­های قدرت است. در کل، هدف نهایی در برنامه­ریزی توان راکتیو را می­توان به شکل حل مساله­ی بهینه­سازی در نظر گرفت، که در آنروش­های بهینه­سازی چندهدفه به عنوان راه­کار مناسبی برای تحقق همزمان چند هدف بکار برده می­شوند.

در میان تمام روش­هایذکر شده، الگوریتم­های ژنتیکبخاطر داشتن سرعت بالا در محاسبات و سادگیشمتفاوت از دیگر الگوریتم­هاست. یک سیستم قدرت 140 باسه موجود برای تایید عملکرد و اثربخشی روش پیشنهادی استفاده شده است که در این سیستم چند مزرعه بادی و واحدهای FACTS بصورت بهینه­ای مکان­یابی شده­اند.

واژگان کلیدی

مزارع بادی، الگوریتم ژنتیک، توان راکتیو، DFIG، ادوات FACTS

1. 1.                       پیشگفتار

امروزه، چندین بخش­نامه­ی EU وجود دارد که اهداف کلی یعنی برق پایدار را در کشورهای عضو اروپایی تعقیب می­کند و رشد بیشتر تولید برق از منابع انرژی تجدیدپذیر را با استفاده از عملیات ایمن و قابل اطمینان سیستم ارتقا می­بخشد. ثابت شده است که در میان همه انرژی­های تجدیدپذیر، انرژی باد یکی از سودمند­ترین و پیشروترین منابع انرژی تجدیدپذیر است و در نتیجه، استفاده از آن پیوسته در حال افزایش است. این واقعیت که مقدار زیاد انرژی باد فروپاشی شبکه­ی قدرت را بدنبال دارد باعث شده است تا اپراتورهای مستقل سیستم (ISO) از استراتژی­های عملیاتی جدید استفاده کنند که در حال حاضر وجود ندارند. یکی از مهم­ترین مسائل در مورد وضعیت چالش­برانگیز یکه در بالا تعریف شد عبارت است از کنترل توان راکتیو که نیازمند انجام عملیات لازم و هم­چنین تمام اقدامات برنامه­ریزی به منظور بهبود پروفیل ولتاژ و پایداری ولتاژ در شبکه­های قدرت است [1].

کنترل توان راکتیو هم شامل تعریف برنامه­ریزی توان راکتیو از منابعِ وار (Var) و هم توزیع توان راکتیو از منابع راکتیوی می­شود که در شبکه نصب شده­اند. به­طور متعارف، برنامه­ریزی توان راکتیو به عنوان یک مساله بهینه­سازی فرمول­بندی شده است که در آن تعیین حالت ماندگار "بهینه­ی" لحظه­ای یک سیستم قدرت الکتریکی توسط یک الگوریتم پخش توان بهینه (OPF) حل شده است [2]. بطور کلی، مساله بهینه­سازی به عنوان یک تابع هدف منفرد تعریف می­شود که بصورت یک تابع ریاضی و بر مبنای برخی معیارها بیان می­شود. در بسیاری از موارد، هدف اصلی به حداقل رساندن تابع هزینه­ی سوخت و یا تلفات سیستم است. با اینحال، بهینه­­سازی هزینه باید در این فرمول گنجانده شود، زیرا یک طراح برنامه­ریزی توان یا تصمیم­گیرنده نیاز دارد که قطعیت را بررسی نماید و در برخی مواقع به کنترل اهداف طراحی متناقض بپردازد.

در این مرحله، استفاده از یک الگوریتم بهینه­سازی چندهدفه به­عنوان تنها راه­کار مناسب است که برای طراحی و مکان­یابی واحدهای تزریق توان راکتیو در شبکه­های قدرت، و همچنین در نظر گرفتن طیف گسترده­ای از توابع هدف همچون: بهبود پایداری ولتاژ، کاهش تلفات توان اکتیو و یا به حداقل رساندن هزینه­ی منابع توان راکتیو موازی استفاده می­شود.

در مقایسه با روش­های بهینه­سازی با یک هدف، روش­های بهینه­سازی چند هدفه مزایایی دارند، زیرا قادر به ایجاد پاسخی هستند که مصالحه­های (سبک و سنگین کردن) مختلفی در میان اهداف منفرد مختلف انجام می­دهند و این به ISO این امکان را می­دهد تا بهترین پاسخ نهایی را انتخاب نماید.