منابع و ماخذ پایان نامه مکانیابی، اطلاعات مربوط، بهینه سازی

درخت داشته باشیم میتوان یک مرحله به عقب بازگشت و گره بچه دیگری را از آن مرحله انتخاب کرد و کار را ادامه داد.
• : Breadth-first گره جوانه را در همان شرایطی که تولید شده اند، توسعه میدهد.
در مرحله بعد باید روش انتخاب متغییر برای تولید گره بچه از گره جوانه و همچنین روش
هرس کردن گره جوانه مورد بررسی قرارگیرد. متغییر ها معمولا به صورت طبیعی و به ترتیب
انتخاب میشوند. برای هرس کردن نیز متد استانداردی وجود دارد. برای هرس کردن دو منظور
میتواند وجود داشته باشد که یکی عبارت است از اینکه هیچ نسل جدیدی وجود ندارد که بتواند
مناسب کار ما باشد و دوم اینکه هیچ نسلی وجود ندارد که بهینه باشد.
شرطی که نشان میدهد هیچ نسل بهینهای وجود ندارد عبارت است از این که مقدار تابع
محدود کننده گره جوانه بدتر از مقدار تابع هدف در بهترین پاسخ باشد، در این صورت میتوان
61
گره جوانه را هرس کرد. این فرآیند به این دلیل است که تابع محدود کننده یک تخمین زننده بهینه
است. مورد قابل اشاره دیگر این است که چه زمانی رشد و توسعه یک گره باید متوقف شود. این
عمل زمانی اتفاق میافتد که بهترین مقدار ممکن برای تابع هدف که قابل دسترسی باشد، در عمل
توسعه مستقیما دیده شود. این حالت Fathoming یک گره نامیده میشود. تابع محدود کننده
معمولا با حل مساله سادهتر که با حذف چند محدودیت از مساله اصلی بدست میآید، کار
میکند. در بعضی مواقع این مساله ساده تمامی قیود مساله اصلی را بر آورده میکند که در این
حالت بهترین حل برای مساله اصلی حاصل میشود که این عمل بدون توسعه هیچ یک از گرهها
انجام شده است. در این مرحله لازم است که پاسخ حاصل شده را با Incumbent مقایسه کرد،
اگر بهتر از آن باشد باید جایگزینش شود در غیر این صورت باید گره هرس شود.
آخرین مرحله تعیین زمانی است که توسعه درخت شاخه و کران باید متوقف شود. برای
مطمئن شدن از اینکه به حالت بهینه رسیدهایم، زمانی فرآیند را متوقف میکنیم که تابع هدف
متناظر با پاسخ Incumbent مساوی یا بهتر از مقدار تابع محدود کننده متناظر با گره جوانه باشد.
منظور این است که هیچ یک از گره های جوانه نمیتوانند با توسعه یافتن به جوابی بهتر از این
حالت برسند و پاسخ مناسب را بدست آوردهایم و نیازی به توسعه درخت نیست و تمام گرههای
جوانه هرس شدهاند و دیگر گرهای برای توسعه وجود ندارد و پاسخ Incumbent پاسخ بهینه
است.
با توجه به ویژهگیهای روش شاخه و کران و جزئیات این روش که بیان شدند به اختصار به
نحوه اعمال این شیوه به مساله مورد بحث خود و حل آن میپردازیم. در این مطالعه هدفی را که
دنبال میکنیم عبارت است از حداقل کردن هزینهها و تامین تقاضا با کمترین میزان تلفات و
سرمایهگذاری بطوری که تمام قیود در نظر گرفته شده توسط طراح برآورده شود.
62
با تمام این تفاسیر برای شروع به حل مساله ابتدا به فرمولاسیون B & B میپردازیم که به
صورت زیر بیان میشود:
١. معنی گره : Node هر پاسخ جزئی یا کامل که از اختصاص دادن یک مرکز بار به پست
حاصل میشود.
٢. معیار انتخاب گره: با توجه به روشهایی که بعنوان معیار انتخاب گره وجود دارد روش
Best-first (Global best value of the bounding function) برای حل
انتخاب میشود.
٣. معیار انتخاب متغییر: انتخاب بهترتیب. یعنی بهترتیب از بار L1 تا Ln انتخاب میشود(در
این مساله مراکز بار بعنوان متغییر انتخاب شدهاند).
۴. تابع محدود کننده : Bounding function برای تامین باری توسط یک پست، پستی را
انتخاب میکند که دارای حداقل هزینه اتصال و تلفات را داشته باشد(بهترین پست)، حتی
اگر آن پست قبلا برای تامین بار دیگری انتخاب شده باشد.
۵. معیار توقف عملیات: زمانی که مقدار تابع هدف برای گره Incumbent مساوی مقدار
تابع محدود کننده تمام گره های جوانه (Pendding Bud nodes) یا بهتر از آنها باشد.
۶: Fathoming . وقتی که پاسخ بدست آمده توسط تابع محدود کننده تمام بارها را با
کمترین هزینه تغذیه کند.
بعد از تشریح جزئیات الگوریتم برای روشنتر شدن آن ابتدا جدول ۴-۱ را در نظر میگیریم.
این جدول نشان دهنده مقدار هزینه و تلفات اتصال هر مرکز بار به یکی از پستهای درحال
بهرهبرداری و کاندید است. البته باید ذکر کرد که هدف ما ایجاد این جدول نیست و فقط برای
شرح مساله بیان شده است. با در نظر گرفتن این مطالب تابع محدود کننده ما بگونهای عمل میکند
63
که هر مرکز باری که بی برق است را به بهترین پست ممکن(پستی که اتصال به آن با توجه به
مقادیر بیان شده در جدول ۴-۱ کمترین هزینه ممکن را ایجاد کند) متصل کند و این کار تا زمانی
ادامه مییابد که به روی درخت جستجو هیج گره قابل رشدی وجود نداشته باشد.
L(k)

L(2)
L(1)
F1k
F12
F11
Sub(1)
F2k

F22
F21
Sub(2)




Fnk
Fn2
Fn1
Sub(n)
F’1k

F’12
F’11
New(1)




F’mk
F’m2
F’m1
New(m)
جدول(۴-۱): هزینه اتصال(هزینه ثابت و متغییر) یک بار به پست.
که دراین جدول F هزینه اتصال یک مرکز بار به پست در حال بهرهبرداری Sub و F’ هزینه
اتصال مرکز بار به پست کاندید New میباشد. نمای سادهای از درخت جستجو در این مساله به
صورت زیر خواهد بود:

L(3)
L(2)
L(1)
All Sol

در این الگوریتم در هر مرحله از توسعه و نفوذ در درخت، باری به هریک پستها منصوب شده و
توسط تابع محدود کننده ترکیبی از بقیه بارها را که به پست متصل شده را ارائه می شود. با توجه به
مقداری که از تابع محدود کننده حاصل میشود، یکی از ترکیبها (گره) برای رشد در مرحله بعدی
64
انتخاب میشود و در هر مرحله یک مرکز بار از مجموعه حذف میشود. این کار تا زمانی که پاسخ
بهینه حاصل شود و تمام گرههای نامناسب هرس شوند ادامه مییابد. باید اشاره شود که برای
افزایش سرعت محاسبات کلیه عملیات مربوط به گره ها و شاخهها بصورت موازی انجام میگیرد
تا در حداقل زمان ممکن ترکیب مناسب حاصل شود.
۴-۰۱- برنامهریزی بلندمدت :
مساله برنامهریزی بلندمدت شبکه توزیع از ابعاد مختلف دارای پیچیدگیهای فراوانی است،
چرا که این مساله شامل تعداد بسیاری متغییر تصمیم است. از آنجا که بار سیستم توزیع در طی
دوره مورد مطالعه متغییر با زمان است لذا باید تاثیر گذشت زمان نیز در برنامهریزی محسوب شود
و بر اساس آن برنامه توسعه سیستم ارائه گردد. روشهای مختلفی برای برنامهریزی بلندمدت سیستم
وجود دارد که در این قسمت تنها روش دینامیک که در حل مساله بکار گرفته شده است بطور
خلاصه شرح داده می شود.
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. 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 بر مبنای آن برنامه توسعه پست در طی بازه
زمانی مشخص میشود. در طرحهای چند مرحلهای سیستم توزیع با توجه به وابستگیهایی که بین
مراحل مختلف زمانی وجود دارد، فرمولبندی مساله با چالشهای بیشتری روبرو است ولی نتایج
بدست آمده از آن قابل استفادهتر و مفیدتر است.
65
۴-۱۱- نتیجهگیری :
آنچه در این فصل مورد بررسی قرار گرفت، تعریف و نحوه مدل سازی مساله، چگونگی
اعمال قیود فنی موجود در طراحی و ارائه روش بهینه سازی بر اساس متد شاخه و کران بود. در این
فصل تابع هدف پیشنهادی مطرح شد سپس جزئیاتی که در مساله وجود دارد تشریح گردید. در
انتها نیز ساختار متد بکار برده شده جهت بهینهسازی بیان شد و در ادامه آن روش مورد استفاده
جهت برنامهریزی بلندمدت بیان شد.
66
فصل پنجم
مطالعات عددی
67
۵-۱- مقدمه
آنچه که در بخشهای قبل مورد بررسی قرار گرفت، بیان برخی اصول و مبانی طراحی
شبکههای توزیع، کارهای انجام شده در زمینه مکان یابی پستهای فوق توزیع و بیان الگوریتم
مکانیابی و تعیین ظرفیت بهینه پستهای فوقتوزیع مورد استفاده در این پایان نامه بود. همان طور
که اشاره شد تابع هدف مورد استفاده شامل اجزا هزینههای ثابت و هزینههای متغییر میباشد. در
طراحی نیز بعلت طبیعت متغییر بارها، رشد بار برای تمام مراکز بار بطور جداگانه در هر دوره
طراحی منظور شده است. در این فصل کارآیی روش پیشنهادی از طریق طرح آزمایشهای مختلف
و اجرای آن توسط نرمافزاری که مبتنی بر الگوریتم پیشنهادی تهیه شده است، مورد بررسی قرار
میگیرد.
۵-۲- نتایج عددی:
به منظور انجام پروسه تعیین مکان و ناحیه سرویسدهی پستهای فوقتوزیع مطابق با الگوریتم
پیشنهادی، نرمافزاری در محیط Lingo 9.0 نوشته شده است. اطلاعات ورودی این برنامه از
محیط Excel دریافت میشود که اطلاعات لازم شامل مشخصات بار (مکان جغرافیایی، دامنه،
مقدار رشد بار)، اطلاعات مربوط به پستهای موجود (مکان جغرافیایی، ظرفیت)، اطلاعات نقاط
کاندید (قیمت زمین، هزینههای ساخت و ساز، مکان جغرافیایی)، اطلاعات مربوط به فیدرها و
خطوط فوقتوزیع ( طول خطوط، هزینه احداث و نصب خطوط) و هزینههای تلفات توان و انرﮊی
و ضریب تلفات، میشود. طول دوره مطالعات و نیز نرخ تورم و بهره هم از ورودیهای ما هستند که
طول دوره مطالعات بسته به نظر طراح هر مدتی میتواند باشد.
68
۵-۲-۱- آزمایشات انجام شده :
به منظور بررسی کارآیی نرمافزار مبتنی بر الگوریتم پیشنهادی برای مکانیابی پستهای فوق
توزیع حالات مختلفی مطرح و مورد آزمون قرار گرفته است که نتایج آنها در ادامه بیان شده اند. در
شش آزمایش اول منطقه مورد آزمایش و مکان مراکز بار ثابت در نظر گرفته شدهاند ولی در هریک
از این آزمایشها مکان پستهای موجود و نقاط کاندید برای ایجاد تنوع تغییر کردهاند. در آزمایشهای
هفتم تا دهم یک مورد از شبکه واقعی با تمام مشخصات واقعی مورد بررسی قرار گرفته است. در
این آزمایشات جدولها به گونهای تنظیم شدهاند که نشان دهنده این مطلب هستند که در هر دوره
میانی، چه درصدی از بار توسط کدام پست تغذیه می شود(۰۰۱% نشان دهنده تغذیه از طریق یک
پست و سایر اعداد بیانگر تغذیه بار توسط دو منبع یا پست میباشد). با توجه به این نتایج میتوان
برنامه نصب تجهیزات و توسعه پست جدید را تهیه کرد. البته اگر پستهای موجود هم قابل توسعه
باشند برنامه توسعه را هم برای هرکدام از آنها میتوان ارائه کرد. (توضیحات بیشتر در مورد
جدولها در آزمایش هفتم بیان شده است) و در بخش آخر یک پروﮊه عملی که توسط نرمافزار اجرا
شده است بیان شده

دیدگاهتان را بنویسید