منابع و ماخذ پایان نامه مکانیابی، مکان بهینه، هزینه نگهداری

است
wj دامنه بار مرکز بار j
Ji تعداد مراکز باری که توسط پست i تغذیه می شوند
dij فاصله بار j از پست i
Si ظرفیت پست i
e Si ضریب بهره برداری پست r i ضریب تلفات
در این روش مکان و ظرفیت برای سال افق تعیین میشود بعد برنامه توسعه برای سالهای میانی
ارائه میشود. برای حل مساله و انتخاب مکان بهینه تکنیک Multi Midposition بکار گرفته
شده است و برای جستجوی نقاط یک نرم افزار کامپیوتری تنظیم شده است.
Khodr و همکاران، یک متد احتمالاتی برای تعیین محدودهای که باید پست در آن احداث شود
ارائه کردهاند]۲۲.[ ایشان در کار خود تغییرات ساعت به ساعت بار و منحنی بار روزانه را منظور
کردهاند. با ثابت فرض کردن بار راه حل ارائه شده میتواند انحراف زیادی از پاسخ بهینه داشته
45
باشد، بطور معمول پیک مصرف در یک پریود زمانی کوتاه اتفاق میافتد و همچنین منحنی بار
مصرف کنندگان مختلف با هم متفاوت است و رفتار یکسانی ندارند پس با توجه به این تفاسیر
مکان ساعت به ساعت پست نیز متفاوت خواهد بود و بطور پیوسته به روی یک مسیر بسته حرکت
خواهد کرد. در این شیوه بعد از ارائه پاسخ باید با در نظر گرفتن محدودیتهای مختلف مانند
موجود بودن زمین در منطقه و قیمت آن اقدام به ساخت پست کرد. پس از تعیین مرکز بار بصورت
ساعت به ساعت، مکان مناسب برای پست متناظر با آنها تعیین میشود. بعد مختصات حاصل شده
با توجه به مقدار دامنه کل بار وزن دار میشود و بهترین سطح توزیع به منظور حداقل کردن مربع
انحراف محاسبه میشود. این سطح یک مقدار تقریبی از احتمال این که هر نقطه بر روی نقشه،
میتواند مکان مناسبی برای احداث پست باشد ارائه میکند. سه خانواده از توزیعهای احتمالاتی
دراین شیوه تستشدهاند که عبارتند از : Gaussian distribution , Freunds distribution,
. Weibull probability distribution با استفاده ار سطح توزیع مناسب بدست آمده، یک
سطح برش برای احتمال بدست آمده حاصل میشود. در مورد سطح توزیع گوسی، این برش بیضی
مانند است که متناظر با است با محیط منطقهای که بیشترین احتمال وجود مرکز بار ساعتی را
داراست و بعنوان بهترین مکان برای احداث پست توصیه میشود. در این منطقه ، طراح میتواند
با توجه به محدودیتهای مورد نظر مکان مناسب را انتخاب کند.
Hasan و همکاران، الگوریتمی را برای مکانیابی بهینه پستهای فوقتوزیع ارائه کردهاند که بر پایه
مکان جغرافیایی پستهای توزیع، محدودیتهای تعریف شده توسط طراح و کوتاهترین مسیر برای
شبکه تا کمترین تلفات و هزینه ها حاصل شود، تنظیم شده است]۳۲.[ این اگوریتم دارای دو
مرحله است که در مرحله اول ابتدا ناحیهای که پست باید در آن قرار گیرد تعیین میشود و در
مرحله بعدی مکان دقیق مشخص میشود. در این متد مشخص کردن نقشه شبکه و تغییرات جهت،
46
طول کابلها و فاصله بین گرههای شبکه و گرههای تغذیه مورد نظر است. ایشان ابتدا محلی را به
عنوان نقطه اولیه در نظر میگیرند تا با توجه به آن محل پست تعیین شود( برنامهریزی طوری انجام
شده است تا در تعیین مکان محدودیتهای تعریف شده حذف شوند). در آغاز کار ابتدا مسیر شبکه
مشخص میشود. برای این کار یک شیوه ابتکاری برای تعیین و شماره گذاری گرههای مختلف
شبکه بکار گرفته شده. بعد از تعیین مسیرها، محدودیتهایی مانند اتوبانها، رودخانه ها، … و سایر
موانع طبیعی مشخص میشوند. در ادامه برای فرموله کردن مساله روشی ارائه کردهاند که توسط آن
فاصله گرهها، طول عمر شبکه، جریان فیدرها، افت ولتاﮊ و تلفات توان را تعیین میکند. برای حل
مساله ابتدا منطقه مناسب با توجه به نقطه اولیه تعیین میشود که این منطقه با در نظر گرفتن فاصله
دورترین و نزدیکترین پست توزیع از این نقطه تعیین میشود (دورترین و نزدیکترین مختصات
افقی و عمودی). در آخر محدودیتهای تعریف شده وارده مساله میشوند و با تکرار مراحل این
الگوریتم مکان بهینه تعیین میشود.
Carrano و همکاران، ایشان روشی را ارائه کردهاند که در برگیرنده هر دو زیرمساله جایابی بهینه
پست و زیرمساله بهینهسازی ساختار شبکه است]۴۲.[ در این متد میتوان دو شرایط مختلف را
برای شبکه در نظر گرفت که در آن میتوان فقط خطوطی که ظرفیتشان پر شده را در نظر گرفت یا
میتوان کلیه خطوط را تغییر ظرفیت داد. البته در هر دو حالت میتوان مکان جدید برای پست را
در نظر گرفت و همینطور میتوان شرایطی را در نظر گرفت که پست جدیدی را انتخاب نکرد و
فقط پستهای موجود را اصلاح کرد. تابع هدف استفاده شده در این روش شامل هزینههای ثابت
(هزینه نصب) و هزینههای متغییر(هزینههای نگهداری و تلفات) میباشد. تابع هدف مورد استفاده
بصورت زیر است : (۳-۳۱)
f (top, SScoord ) ∑ ∑{(FCij )a (MC ij ) a (VCij )ij }} ∑ ∑{[(FCij )E ]a [( MCij )E ]a [(VCij )E ]a } (i, j ) S EL a Sa (i, j ) S EL a Sa
47
که داریم :
هزینه ثابت
FC = sb (a).instcstb (a)
هزینه نگهداری خطوط
MC = sb (a).mnntcst b (a)
هزینه متغییر شاخه ها
VC = 8760.lf .entax.PL
مجموعه خطوط توزیع که در آینده ساخته خواهند شد
SFL
مجموعه خطوط توزیع موجود
SEL
انواع هادی های موجود
Sa
سایز هر شاخه a
sb (a)
هزینه نصب خطوط
instcstb (a)
هزینه نگهداری خطوط
mnntcstb (a)
ضریب تلفات
lf
قیمت انرﮊی
entax
تلفات توان
PL
برای حل زیرمساله جایابی بهینه از روش شبه نیوتن((Quasi-Newton استفاده شده است.
در این مرحله متغییرهای بهینهسازی مختصات افقی و عمودی مکان پست هستند. محدودیتهای
اعمال شده نیز عبارتند از مکانهای ممنوعه که نمیتوان در آنها پست را ساخت و همینطور بیشترین
و کمترین مقدار مختصات افقی و عمودی که مشخص کننده ابعاد منطقهای است که باید در آن
جایابی صورت گیرد. برای حل زیرمساله بهینهسازی آرایش شبکه نیز از الگوریتم ﮊنتیک استفاده
شده است. در الگوریتم ارائه شده GA وظیفه تعیین توپولوﮊی بهینه برای شبکه است که در
شرایطی این کار را انجام میدهد که مختصات مکان پست ثابت شده است. متد شبه نیوتن نیز عمل
جستجوی مکان بهینه پست را انجام میدهد و در این مرحله نیز توپولوﮊی شبکه ثابت در نظر
48
گرفته شده است. در انتهای هر حلقه جستجوی تک بعدی شبه نیوتن، آرایش بهینه شبکه با توجه
به محل انتخاب شده ارائه میشود.
۳-۳-نتیجهگیری :
آنچه که در این فصل بیان شد گزیده ای از مقالات ارائه شده و مطالعات انجام شده در زمینه
مکانیابی بهینه و ظرفیت پستها بود. تابع هدفهای ارائه شده در این مقالات از جهاتی با هم
مشابهاند. در اغلب مطالعاتی که توجه به جنبههای عملی داشتهاند هزینههای احداث و بهرهبرداری
پستها در نظر گرفته شده و هم چنین هزینه احداث فیدرها نیز در اغلب مقالات منظور شده است.
تعدادی از مقالات نیز که به اتصال بار به نزدیکترین پست توجه کردهاند، در واقع اهمیت بیشتری
را برای هزینه فیدرکشی و تلفات فیدرها قائل شدهاند. قیود در نظر گرفته شده در مقالات نیز در
قالب سه محدودیت افت ولتاﮊ ، ظرفیت ترانسفورماتورها و ظرفیت خطوط مطرح شده اند. بعد از
این مراحل در هریک از این کارها با یک روش بهینهسازی ویژه مساله مورد نظر را حل کردهاند.
49
فصل چهارم
الگوریتم پیشنهادی برای مکانیابی پستهای فوقتوزیع
50
۴-۱- مقدمه
در فصلهای پیشین اهمیت مکان پستهای فوق توزیع به تفضیل بیان شد و جایگاه آن در
ساختار شبکه و تاثیر آن بر میزان تلفات مورد بررسی قرار گرفت. در این فصل بر پایه بحثهای
انجام شده و نکات ضعف روشهای مطرح شده توسط سایر محققین، روش جامعی برای مکانیابی
بهینه پستهای فوقتوزیع، تعیین ظرفیت و حوزه سرویسدهی آنها ارائه شده است. روش
بهینهسازی مبتنی بر متد شاخه و کران ( ( Branch & Bound بوده و برای هریک از نقاط بار
مقدار رشد بار در نظر گرفته شده است.
۴-۲- تعریف مساله مکانیابی پستهای فوقتوزیع :
همانطور که در فصلهای قبل مطرح شد، بهینهسازی شبکه توزیع در قالب یک مساله و با یک
تابع هدف امکان پذیر نیست و دلیل عمده آن پیچیدگی مساله، تعدد و غیر خطی بودن متغییرها بر
شمرده شد، که مساله بهینهسازی شبکه توزیع به دو زیر مساله تقسیم میشود که عبارت است از
زیرمساله بهینهسازی مکان پستها و زیرمساله بهینهسازی فیدرها. در طراحی زیرمساله مربوط به
مکان پستهای فوقتوزیع لازم است ابتدا مکان و دامنه بارها در منطقه مورد بررسی تعیین شود و بر
مبنای آنها مکان و ظرفیت پست بگونهای تعیین شود که کمترین هزینه ها و تلفات حاصل شود و
تمام نقاط بار برق دار شود. انتخاب محل احداث پست به فاکتورهای مختلفی مانند دامنه و چگالی
بار، میزان رشد بار، محدودیتهای جغرافیایی، و قوانین شهری و … بستگی دارد. در سیستمهای
بزرگ تعداد انتخابها بسیارند و در اینگونه موارد انتخاب سیستمی با کمترین هزینههای ممکن که
تمام خواستههای ما را برآورده کند کاری دشوار است.
51
۴-۳- فرضیات و متغییرهای تصمیم :
در مساله مکانیابی پستهای فوقتوزیع برای حل مساله و تعیین پاسخ بهینه باید متغییرهای آن
طوری تعیین شود که پاسخ حاصل شده دارای توجیه اقتصادی باشد. بدین جهت فرضیاتی برای
مساله در نظر گرفته میشود که عبارتند از:
١. مکان و دامنه هریک از مراکز بار مشخص است.
٢. نقاط کاندید برای احداث پستها مشخص شدهاند.
٣. مقدار رشد بار برای هریک از مراکز بار با استفاده از پیشبینی بار برای طول دوره طراحی
تعیین شده است.
۴. مکان پستهای فوقتوزیع در حال بهرهبرداری مشخص است.
متغییرهای تصمیم مساله نیز عبارتند از:
١. مکان بهینه پستهای فوقتوزیع.
٢. ظرفیت پستها.
٣. ناحیه سرویسدهی هریک از پستها.
۴-۴- نحوه مدل کردن مراکز بار :
مشترکین بخش توزیع نقاط بار واقعی این سیستم محسوب میشوند که بدلیل تعدد آنها امکان
منظور کردن یکایک آنها بعنوان نقطه بار وجود ندارد از این رو برای بدست آوردن نقاط بار در
مساله طراحی شبکه توزیع روند دیگری مطرح و مورد استفاده قرار میگیرد. در این راستا ابتدا
ناحیه مورد بررسی به نواحی کوچکتری تقسیم میشود، سپس بر اساس پیشبینی بار صورت گرفته
52
میزان بار هریک از نواحی مشخص شده و بطور متمرکز در مرکز ثقل بار آن ناحیه قرار
میگیرد. توزیع بار در هریک از نواحی یکنواخت بوده ولی لزوما با قسمتهای مجاور یکسان
نمیباشد، یعنی اینکه ممکن است در برخی از نواحی چگالی بار بیشتر از ناحیههای دیگر باشد، که
دلیل آن میتواند تفاوت کاربری زمین باشد.
۴-۵- مکانهای کاندید برای احداث و نصب پستها :
پس از مشخص شدن مراکز بار لازم است مکانهای کاندید برای احداث پستها معیین شود تا
پس از اعمال آنها به برنامه، از بین این کاندیدها نقطه یا نقاطی برای احداث انتخاب گردد. در
انتخاب این نقاط فاکتورهای متعددی باید درنظر گرفته شود که برخی از آنها عبارتند از: در
دسترس بودن زمین، فیمت زمین، مکان پستهای موجود و نزدیکی به مراکز بار و … . بر اساس این
معیارها مکان مناسب برای احداث انتخاب

دیدگاهتان را بنویسید