منابع و ماخذ پایان نامه مدلسازی، مدیریت بار، مصرف کنندگان

پیچیدگیها باعث گردیده است که مدلسازی این مساله بخش قابل
توجهی از کار تئوریک در این زمینه را به خود اختصاص دهد و در واقع تفاوت بسیاری از کارهای
ارائه شده در این مورد صرفا مربوط به نحوه مدلسازی است نه روش حل.
بالطبع این گستردگی در زمینه مدلسازی مساله و نحوه برخورد با جنبههای متفاوت آن باعث
میگردد که نتوان یک مدل جامع و فراگیر برای امر برنامهریزی شبکه توزیع را ارائه داد.
22
هدف از انجام برنامهریزی بلندمدت گسترش شبکه توزیع، تعین ساختار بهینه و زمان بندی
احداث آن است بگونهای که مجموع هزینههای انجام شده در طی دوره برنامهریزی حداقل گردد و
همزمان تمامی قیود و نیازهای فنی نیز رعایت شود.
اغلب یک پست ممکن است با کمبود ظرفیت ناشی از رشد بار روبرو شود، لذا راه حل مساله
این است که پستهای جدیدی اضافه گردند یا اینکه عمل انتقال بار به پستهای مجاور انتخاب شود،
روشهایی مانند افزودن ترانسفورماتورها، ساخت پستها و فیدرهای جدید نیاز به یک ارزیابی دقیق
دارد. عموما تصمیمات در طراحی سیستم توزیع شامل موارد زیر میشود]۶: [
جایابی بهینه پستها، تعداد و ظرفیت ترانسفورماتورهایی که باید در پست قرار گیرد و یا تعداد و
ظرفیت ترانسفورماتورهایی که باید به پست اضاف شوند، تخصیص بهینه ظرفیت پست، تخصیص
بهینه بار، جایابی بهینه فیدرها، طراحی بهینه هر فیدرجداگانه و تعیین بارگذاری هر فیدر.
عوامل مرتبط با فضای تصمیمگیری عبارتند از :
KCL، KVL، شعاعی بودن فیدرها، افت ولتاﮊ روی فیدرها، ظرفیت معمولی فیدرها، ظرفیت
توزیع پست، ظرفیت اضطراری فیدر و ظرفیت اضطراری پست.
بعضی از روشهایی که برای اجرای این تصمیم گیریها به کار میروند عبارتند از :
١. روش سیاستهای گوناگون که به وسیله آن چند سیاست مختلف مقایسه شده و بهترین آنها
برگزیده میشود.
٢. روش تجزیه که در آن مساله اصلی به مسائل چندی تجزیه و هریک جداگانه حل می شود.
٣. روشهای برنامهریزی خطی و برنامه ریزی عدد صحیح که در آنها شرایط محدود کننده را
خطی میکنند.
۴. روش برنامهریزی پویا.
23
هریک از این روشها مزایا و معایب خاص خود را دارا است. بویژه در برنامهریزی بلندمدت که
تعداد متغییرها زیاد است. بنابراین طرحهای مختلفی امکانپذیر است و این امر انتخاب حالت بهینه
را دشوار میکند. بهرحال و با توجه به موارد ذکر شده اهمیت مدلسازی در برنامهریزی شبکههای
توزیع بمنظور دستیابی به اهداف فوق روشن می گردد.
۲-۷- ابزارهای برنامهریزی :
به دلایل اقتصادی، هزینه ساخت، گسترش و اصلاح سیستمهای توزیع در آینده بیشتر خواهد
بود. بنابراین کاهش هزینه طرح سیستم توزیع اهمیت ویژهای دارد. بدان معنی که سیستم باید از
دیدگاههای متعدد از لحظه شروع به کار تا محدوده زمانی طراحی شده بهینه باشد. علاوه بر برآورد
دقیق رشد بار باید دستهبندی اجزا بگونهای باشد که هزینه سرمایه کمینه، هدفهای کارایی برآورده و
تلفات را حداقل کند. مدیریت بار، بار پستها و مدارهای حاشیهای را کم یا متعادل میکند و در
نتیجه عمر آنها را افزایش میدهد.
بنابراین بکارگیری ابزاری مانند سیاستهای مدیریت بار تاثیر قاطعی بر مکان و زمان توزیع بار
در سیستم توزیع، سیستم فوقتوزیع و سیستم قدرت اصلی خواهد داشت. ابزارهای برنامهریزی
اساسا به دو مقوله تقسیم میشوند:
١. ابزارهای طراحی شبکه.
٢. ابزارهای تحلیل شبکه.
کارایی ابزارهای تحلیل شبکه بالاست. اما به رغم دگرگونیهای عمده در شرایط کاربردشان،
تغییرات مهمی نمیکنند. اما ابزارهای طراحی باید دائما بهبود یابند زیرا طراحی خوب اثر عمدهای
در صنعت برق رسانی دارد. روش سیستمی، روش مناسبی در طراحی و تحلیل سیستم توزیع
24
میباشد. در روش سیستمی طراحی، ابتدا انواع اطلاعات مورد نیاز و منابع آن کسب میشود. به
کمک این اطلاعات تصمیم گیریهای نهایی صورت میگیرد و اطلاعات جدیدی تولید میشود. این
اطلاعات از یک مرحله روند طراحی به مرحله دیگر میرود. باید توجه کرد که در مراحل معینی
مهندس طراح باید اطلاعات بدست آمده را ارزیابی کند و دادههای خود را به آن بیافزاید. سرانجام
نتایج باید نمایانده و برای مراجعات بعدی ذخیره شود. با چنین مفهومی از روند برنامهریزی، روش
سیستمی تا حد ممکن روند را خودکار میکند. روش سیستمی مراقبت میکند که تبدیلات مختلف
اطلاعات روند، تا حد ممکن موثر باشد.
۲-۸- نتیجهگیری :
در این فصل با معرفی و با بررسی ساختار توزیع و عوامل مرتبط با برنامهریزی در سیستم
توزیع، اهمیت سیستم توزیع و جایگاه آن مشخص گردید.
با توجه به فراوانی متغییرها و قیود، مدلهای ریاضی مختلفی برای نمایش سیستم توزیع بوجود
آمده که طراحان سیستم توزیع از آنها برای بررسی و تعیین طرحهای توسعه بهینه سود میجویند.
وجود پیچیدگیها در تابع هدف و قیود مساله باعث گردیده که در بررسی سیستم توزیع، مدلسازی
این مساله بخش زیادی از کار تئوریک را به خود اختصاص دهد. با توجه به گستردگی در زمینه
مدلسازی مساله و نحوه برخورد با جنبههای متفاوت آن نمیتوان یک مدل جامع و فراگیر برای امر
برنامهریزی شبکه توزیع را ارائه داد.
25
فصل سوم
مروری بر مطالعات انجام شده در زمینه مکانیابی پستهای
فوقتوزیع
26
۳-۱- مقدمه :
در طی چند دهه گذشته مدلهای متفاوتی جهت طراحی و توسعه سیستم توزیع ارائه شده
است. این روشها برحسب نگرشی که به طبیعت دینامیک بار (متغییر با زمان) در طول دوره طراحی
دارند، به چهار دسته تقسیم میشوند]۷: [
١. زیرسیستم با بار استاتیک (بار ثابت و نامتغییر با زمان).
٢. کل سیستم با بار استاتیک.
٣. زیرسیستم با بار دینامیک (متغییر با زمان).
۴. کل سیستم با بار دینامیک.
دیدگاه اول تمامی مدلهایی را شامل می شود که در آنها بار بصورت ثابت بر حسب زمان فرض
میشوند و فقط قسمتی از سیستم توزیع در طی فرآیند بهینهسازی منظور میشود. چنین مدلهایی
فقط برای یک زمان طراحی مشخص و به منظور تعیین ظرفیت و مکان پستهای توزیع یا فیدرهای
اولیه مناسب است. در صورتی که در دیدگاه چهارم نتنها بار سیستم توزیع در طی دوره مطالعه
متغییر با زمان فرض می شود بلکه کل سیستم توزیع در فرآیند طراحی به حساب میآیند.
به انواعی از این گونه طراحی سیستم، طراحی چند مرحلهای (Multi Stage Planning) و یا
شبهپویا گفته میشود. دراین دیدگاه علاوه برجایابی بهینه و تعیین ظرفیت، زمان بندی احداث
پستهای فوقتوزیع و فیدرهای اولیه نیز تعیین میگردد.
کلیه کارهای تحقیقاتی ارائه شده در زمینه توسعه سیستمهای توزیع را میتوان از نظر بازه
طراحی به دو دسته تقسیم بندی کرد :
١. تک مرحلهای (یک بازه زمانی با بار استاتیک).
27
٢. چند مرحلهای (دینامیک).
روش تک مرحلهای مواردی را شامل میشود که تمامی نیازهای توسعه شبکه در یک بازه
زمانی واحد محاسبه میشود و خود قابل تقسیم به دو گروه زیر سیستم با بار استاتیک و کل
سیستم با بار استاتیک. در این روش در بازه طراحی بار ثابت فرض شده است. در روش چند
مرحلهای طرحهای توسعه شبکه شامل چند مرحله زمانی است. در واقع در این روش رشد بار نیز
در نظر گرفته شده است و برنامه توسعه نصب تجهیزات در طی بازه زمانی مشخص می شود. در
طرحهای چند مرحلهای سیستم توزیع با توجه به وابستگیهایی که بین مراحل مختلف زمانی وجود
دارد، فرمولبندی مساله با چالشها و مشکلات زیادی روبرو است ولی نتایج بدست آمده از آن قابل
استفادهتر و مفیدتر است. روش چند مرحلهای به دو صورت در مقالات مطرح شده اند :
١. روش شبهپویا : در این روش بازه زمانی مورد مطالعه به چند پریود زمانی تقسیم میشود
که خروجی هر پله زمانی ورودی مرحله دیگر است. در این روش رشد بار در نظر گرفته
شده است و در هر پریود بطور مجزا بهینهسازی انجام میشود. در این حالت نیز همانند
بخش قبل ممکن است پاسخ ارائه شده پاسخ بهینه مطلق نباشد.
٢. روش مدل دینامیک : در این مدل سعی بر این است که طراحی چند پریود در یک مرحله
واحد انجام شود و طرح توسعه شبکه ارائه گردد. در این روش برنامه توسعه و احداث
پستها یا فیدرها برای سالهای آتی و گامهای پیاپی جهت طراحی و نصب تجهیزات
مشخص میشود و پاسخ حاصل شده پاسخ بهینه است.
با توجه به این که طبیعت بار متغییر بوده و بر حسب زمان ثابت نمیباشد لذا اگرچه ممکن است
ساختار خاصی از شبکه توزیع برای بار فعلی بهینه باشد اما با گذشت زمان این ساختار دیگر بهینه
نخواهد بود. در خیلی از مواقع لازم است با توجه به تغییرات بار مصرفی سیستم موجود را
28
گسترش داده و یا اصلاح کرد. در صورتیکه اصلاحات فراوانی مورد نیاز باشد طراحی بهینه
استاتیکی کاربردی نخواهد داشت.
خوشبختانه تغییرات بار مصرفی بر حسب زمان تقریبا قابل پیشبینی است. برای یک منطقه
مشخص به ندرت تقاضای بار حداکثر، کاهش مییابد و اغلب با رشد چند درصدی روبرو است.
بنابراین یک روش طراحی برای پاسخگویی به افزایش بار مصرف کنندگان، در نظر گرفتن میزان بار
سال انتهای دوره طراحی است.
از لحاظ فیزیکی شبکه توزیع اولیه را میتوان به دو زیربخش مجزا که شامل پستهای فوق
توزیع و فیدرهای اولیه است، تقسیم کرد. در مرحله طراحی در هریک از این دو زیرسیستم
متغییرهای متعددی را بایستی در نظر گرفت که عبارتند از :
١. برای پستها : مکان، تعداد، ظرفیت، و بارگذاری ترانسفورماتورها و حوزه سرویسدهی.
٢. برای فیدرها : تعداد فیدرهای اولیه، مسیر یابی، بارگذاری هر شاخه و اندازه هادی.
با توجه به اینکه تعداد متغییرهای تصمیمگیری در فرآیند بهینهسازی زیاد بوده و بعلاوه هیچ یک از
این متغییرهای تصمیمگیری را نمیتوان بصورت خطی مدل کرد، واضح است که طراحی شبکه
توزیع فرآیند پیچیدهای است. با شناخت میزان پیچیدگی طراحی یک سیستم توزیع میتوان درک
کرد که چرا مدلهای مختلف طراحی سیستم سعی در ثابت فرض کردن بارها دارند.
نگرش دیگری نیز وجود دارد که در آن بجای در نظر گرفتن کل سیستم توزیع با بار ثابت، قسمت
مشخصی از سیستم جهت فرآیند بهینهسازی انتخاب میشود. حال در بهینهسازی این سیستم با
ابعاد کوچکتر میتوان با بارها بصورت متغییر بر خورد کرده و رشد بارها را در نظر گرفت.
۳-۲- بررسی روشها و مدلهای ارائه شده در طراحی سیستم توزیع اولیه :
29
Crawford & Holt ، مساله تعیین محل و ظرفیت پستها را با استفاده از برنامهریزی خطی به
همراه الگوریتم حمل و نقل (Transportation Algorithm) مورد بررسی و حل قرار دادهاند
]۸. [ فرض بر این است که کل تولید و مصرف باهم برابرند و هدف مشخص کردن الگوی ممکنی
از ارتباطات بین گرههای تولید و مصرف است بگونهای که اولا تمامی مصرف کنندگان تامین شده
باشند ودر ثانی حداقل هزینه کل حمل و نقل تحقق یابد. تابع هدف مورد استفاده ایشان بصورت
زیر است :
M N
Min∑∑MCIJ .MZ IJ
I I1 J 1
(۳-۱)
N∑MZ IJ SI
J J1
M
∑MZ IJ DJ
I I1
:M تعداد پستها
:N تعداد نقاط بار
:MC ماتریس M*N شامل کوتاه ترین مسیر ممکن از M پست تا N نقطه بار
: MZ ماتریس

دیدگاهتان را بنویسید