شبیه سازی متلب: مدیریت توان راکتیو در سیستم های توزیع

توضیحات

شبیه سازی متلب: مدیریت توان راکتیو در سیستم های توزیع

این مقاله درباره مدیریت توان راکتیو در سیستم های توزیع است. در ادامه می توانید بخشی از نتایج شبیه سازی را که عیناً در گزارش کار آمده ببینید.

عنوان فارسی مقاله: کنترل هماهنگ ترانسفورماتورهای تپ متغیر، بانک های خازنی و توان راکتیو اینورتر منابع PV در سیستم های توزیع

عنوان اصلی مقاله: Coordinated distribution network control of tap changer transformers, capacitors and PV inverters

در این مقاله یک مدل بهینه برای مدیریت توان راکتیو در سیستم‌های توزیع ارائه شده است. هدف این مدل برنامه‌ریزی توان راکتیو اینورتر منابع PV، پله بانک‌های خازنی و تپ ترانسفورماتورهای قابل تغییر زیر بار (OLTC) می‌باشد. برنامه‌ریزی بهینه با هدف کمینه‌سازی انحراف ولتاژ فرمول‌بندی و حل شده است. همچنین برای حل مسئله از الگوریتم فرابتکاری بهینه‌سازی گرگ خاکستری (GWO) استفاده شده است. برای ارزیابی مدل پیشنهادی، این مدل برای مدیریت توان راکتیو بر روی سیستم اصلاح شده IEEE 33 اعمال شده‌است. سیستم توزیع مورد نظر دارای دو بانک خازنی، دو ترانسفورماتور OLTC و سه منبع تولید پراکنده مبتنی بر PV می‌باشد.

بخشی از نتایج شبیه سازی مقاله در گزارش کار

در این بخش نتایج شبیه‌سازی ارائه و تحلیل شده‌است. همانطور که گفته شد، در Case 0 فرض شده‌است که تپ ترانسفورماتورها و پله بانک‌های خازنی بر روی صفر تنظیم شده‌باشد که معادل حذف این المان‌ها از سیستم می‌باشد. اینورتر PV ها نیز تنها بار اکتیو پیش‌بینی شده را به شبکه تزریق کرده و توان راکتیو مبادله‌ آنها با شبکه صفر می‌باشد.

برای نمایش نتایج حالت پایه، در پوشه Base Case0 کافی است m فایل Case0 را ران کنید. با ران این کد، ولتاژ شین‌ها با بازه ۱۵ دقیقه برای ۲۴ ساعت محاسبه می‌شود. برای این حالت، دامنه ولتاژ شین‌های سیستم به صورت شکل ۴ بدست می‌آید. در این شکل هر یک از منحنی‌ها مربوط به یک پله زمانی می‌باشد که با درنظر گرفتن پله ۱۵ دقیقه برای ۲۴ ساعت، ۹۶ منحنی بدست آمده‌است.

بر اساس شکل ۴ مشخص است دامنه ولتاژ شین‌ها در برخی از ساعات از رنج مجاز خارج شده‌است. همانطور که اشاره شد، حداقل مقدار مجاز برای ولتاژ شین‌ها ۰.۹۵ پریونیت و حداکثر مقدار مجاز نیز ۱.۰۵ پریوینت می‌باشد. بنابراین مشخص است که ولتاژ سیستم مطلوب نبوده و لازم است از تجهیزات دیگر نظیر ترانسفورماتورهای دارای تپ، بانک‌های خازنی و توان راکتیو اینورترها برای بهبود مشخصه ولتاژ شین‌های سیستم استفاده شود.

شکل ۴. دامنه ولتاژ شین‌های سیستم در حالت پایه (Case0)

با تنظیم بهینه تپ ترانسفورماتورها می‌توان تا حدود زیادی دامنه شین‌ها را تنظیم کرد. همانطور که توضیح داده شد، تفاوت CaseI با حالت پایه این است که ترانسفورماتورهای دارای تپ نیز درنظر گرفته شده‌است. برای این حالت با ران کردن m فایل CaseI در پوشه مربوطه، بهینه‌سازی شروع شده و بعد از چند دقیقه نتایج بهینه‌سازی با فراخوانی خودکار کد Results نمایش داده می‌شود. کد Results مشابه کد fitness بوده و نتایج را برای بهترین جواب بدست آمده نمایش می‌دهد.

در شکل ۵ منحنی همگرایی (بهترین مقدار برای تابع هدف در هر تکرار) برای Case I نشان داده شده‌است. مشخص است که با افزایش تعداد تکرارها، مقدار تابع هزینه به تدریج کاهش یافته و در نهایت در یک مقدار ثابت می‌شود که نشان دهنده‌ی همگرا شده الگوریتم می‌باشد.

شکل ۵. منحنی همگرایی الگوریتم GWO برای CaseI

در شکل ۶ دامنه ولتاژ شین‌های سیستم برای Case I نشان داده شده‌است. بر اساس این شکل مشخص است که دامنه ولتاژ تمام شین‌ها در رنج مجاز ولتاژ (بین ۰.۹۵ الی ۱.۰۵) قرار گرفته‌است. این موضوع نشان می‌دهد که استفاده از دو ترانسفورماتور دارای تپ متغیر تاثیر قابل توجه‌ای بر روی پروفیل ولتاژ شبکه ۳۳ باسه داشته و با وجود تغییرات بار و همچنین تغییرات شدید توان اکتیو خروجی منابع PV، می‌تواند ولتاژ کل سیستم را به صورت مطلوب تنظیم کند.

شکل ۶. دامنه ولتاژ شین‌های سیستم برای Case I

در سناریو Case I، تغییرات تپ ترانسفورماتورها در هر ساعت، در شکل ۷ نشان داده شده‌است. برای این حالت، به طور مجموع، ۱۰۵ بار کلیدزنی برای تپ ترانسفورماتورها انجام شده‌است. مقدار تابع هزینه نهایی نیز برابر ۳۷.۸ بدست آمده‌است.

در حالت Case II علاوه بر ترانسفورماتورهای دارای تپ، بانک‌های خازنی نیز درنظر گرفته شده‌است. بانک‌های خازنی توان راکتیو به شبکه تزریق کرده و می‌توانند کمبود توان راکتیو و افت ناشی از آن را جبران‌سازی کنند. برای ران شدن این حالت کافی است m فایل CaseII در پوشه مربوطه ران شود. چند دقیقه از بعد از ران شدن، شبیه‌سازی تمام شده و نتایج بهینه‌سازی نمایش داده می‌شود. برای این حالت منحنی همگرایی در شکل ۸ نشان داده شده‌است. مشابه حالت قبل مشخص است که مقدار هزینه به آرامی کاهش یافته و در نهایت ثابت شده‌است که نشان دهنده‌ی همگرایی الگوریتم می‌باشد.

شکل ۷. تنظیمات بهینه تپ ترانسفورماتورها برای Case I

شکل ۸. منحنی همگرایی در سناریو Case II

برای این حالت ولتاژ شین‌های سیستم در شکل ۹ نشان داده شده‌است. بر اساس این شکل نیز مشخص است که مشابه حالت Case I، ولتاژ تمام شین‌های سیستم در رنج مجاز قرار گرفته‌است. استفاده همزمان از بانک‌های خازنی و تپ‌ چنجرها انعطاف‌پذیری مسئله را افزایش داده و امکان بهبود بیشتر دامنه ولتاژ شین‌ها را فراهم می‌سازد. در شکل ۱۰ تغییرات تپ ترانسفورماتورها و در شکل ۱۱ نیز تغییرات پله بانک‌های خازنی در هر ساعت نشان داده شده‌است.

و….

آنچه خواندید بخشی از نتایج شبیه سازی بود که در گزارش کار آماده است. با خرید این شبیه سازی میتوانید به تمامی نتایج و توضیحات آن دسترسی داشته باشید.

از طریق این لینک می‌توانید به سایر مقالات شبیه سازی شده با متلب در شریف آنلاین دسترسی داشته باشید.

اگر پروژه مورد نظر خود را در بین مقالات شبیه سازی شده پیدا نکردید می توانید برای ثبت سفارش پروژه با ما تماس بگیرید.

کلمات کلیدی: شبیه سازی مقاله در متلب، شبیه سازی متلب، مدیریت توان راکتیو در سیستم های توزیع،