منابع و ماخذ پایان نامه مکان بهینه، سرمایه گذاری، مکانیابی

همکاران، مدل طراحی بلندمدت سیستم توزیع را ارائه کرده اند]۵۱[ که شامل یک
تابع هزینه غیر خطی پیوسته میباشد. با دانستن تغییرات زمانی بار، مدل انواع مختلف هزینهها را
برای تمام تجهیزات طراحی شده در نظر میگیرد و سپس ساختار بهینه یا توسعه سیستم را نتیجه
میدهد. در مدل همچنین امکان افزایش ظرفیت پستها و فیدرهای موجود بجای ساخت پست و
فیدر جدید نیز پیشبینی شده است. هدف حداقل کردن هزینه کل برای تمام المانهای سیستم
میباشد. البته با فرض دانستن وسایل و تجهیزات موجود و تمامی مکانهای ممکن برای احداث
37
پستهای جدید و فیدرهای جدید و تجهیزات قابل توسعه موجود. تابع هدف مورد استفاده بصورت
زیر است :
(۳-۵)
NS NNE
∑(Fj Lj )
MinC M ∑Fs ∑Fi
jj1
s NSEPs NFEP
: Fs ارزش فعلی هزینه سرمایه گذاری شده پست s
: Fi ارزش فعلی هزینه سرمایه گذاری شده فیدر i
: Fj ارزش فعلی هزینه متغییر برای المان j
: Lj ارزش فعلی هزینه تلفات انرﮊی در المان j
: NSEP زیر مجموعه ای از تمام پستهای قابل توسعه و کاندید
: NFEP زیر مجموعه ای از تمام فیدرهای موجود و کاندید
قیدهای در نظر گرفته شده شامل افت ولتاﮊ بر روی فیدرهای اولیه، تامین بار و عدم انفصال گرهها،
اضافه بار نشدن فیدرها و پستها و شعاعی بودن شبکه میباشد. عمل بهینهسازی در این روش
توسط یک نرم افزار بهینهسازی غیرخطی خاصی به نام MINOS انجام گردیده.
Gonen & Ramirez Rosado ، یک مدل چند مرحلهای را برای یافتن پاسخ بهینه جایابی،
تعیین ظرفیت و زمانبندی احداث پستهای توزیع و گسترش فیدرها به صورت همزمان ارائه
دادهاند]۶۱. [ مدل پیشنهادی ایشان براساس برنامهریزی عدد صحیح مختلط استوار است و تابع
هدف نمایانگر ارزش فعلی هزینههای سرمایه گذاری و تلفات انرﮊی و تقاضا برای سیستمی است
که در طول دوره طراحی به تدریج احداث می شود. این تابع شامل متغییرهای پیوسته پخش بار و
متغییرهای صفر و یک است که تصمیم گیری برای ساختن یا نساختن پست یا فیدر جدیدی را
نشان میدهد.
38
این تابع هدف با توجه به قانون جریان کیرشهف و محدودیت ظرفیت فیدرها حداقل میشود.
هزینه متغییر با تقریب یک تابع خطی تکهای و محدودیتهای شعاعی بودن و نیز افت ولتاﮊ بصورت
صریح در مدل گنجانده شده است. این مدل یکی از کاملترین مدلهای پیشنهادی است. با این حال
امکان بکارگیری آن برای مسائل عملی و بزرگ وجود ندارد، زیرا متغییرهای تصمیم بطور قابل
ملاحظه ای زیاد میشوند. بنابراین فقط شبکههای کوچک توسط آن قابل بررسی است.
ایشان همچنین مدلی بر پایه روش شبهپویا پیشنهاد کردهاند]۷۱. [ این مدل را میتوان برای حل کل
مساله توسعه سیستم در طول دوره طراحی بهکار برد. در این مدل کل مساله طراحی به دو بخش
جداگانه تقسیم میشود. در بخش نخست، از مدل برای دستیابی به پاسخی که بتواند نیازمندیهای
سال آخر دوره طراحی را بر آورده کند استفاده میشود و در بخش دوم گسترش سال به سال
سیستم توزیع به نحو موفقیتآمیزی اجرا میگردد. بطوری که این طرح توسعه از سال پایه آغاز
میشود و به سمت سال افق پیش میرود.
تابع هزینه، هزینه ثابت و متغییر تجهیزات نصب شده را در بر میگیرد و هزینه تلفات در طول یک
فیدر برحسب توان انتقالی فیدر بصورت خطی درنظر گرفته میشود. مساله طراحی بصورت
برنامهریزی عدد صحیح مختلط فرمولبندی میشود. مشخصه بارز این روش منظور کردن
محدودیت افت ولتاﮊ در حین طراحی و بررسی اثرات لحاظ نمودن آن در بهینه بودن پاسخهای
بدست آمده است.
Lin و همکاران، عمل جایابی بهینه پست و همچنین بهینهسازی حوزه سرویسدهی و مسیریابی
بهینه فیدرها را با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی GIS پشنهاد کردهاند]۸۱. [ بافرض معلوم
بودن پیشبینی بار و حوزه سرویسدهی جاری هر پست، بهینهسازی در مراحل اصلی زیر انجام
میشود:
39
١. چک کردن بالانس توان کل سیستم.
٢. مکانیابی و تعیین ظرفیت بهینه پست.
٣. بهینهسازی حوزه سرویسدهی هر پست.
۴. تعیین مسیر بهینه فیدر.
۵. تخمین هزینه.
برای لحاظ کردن محدودیتهای فیزیکی مساله از سیستم GIS استفاده شده است. بهینهسازی حوزه
سرویسدهی با الگوریتم کوتاهترین مسیر انجام میشود. در ضمن در طراحی در حوزههای
سرویسدهی و یا تخصیص بار، ظرفیت پستها نیز در نظر گرفته میشود. پستهای موجود با ظرفیت
ثابت و قابل توسعه در نظر گرفته میشوند. مکانیابی پست توسط یافتن مکان مرکز بار نقاط انجام
میشود که مکان بهینه با حداقل تلفات خواهد بود. مکان مرکز بار( ( X s ,Ys بصورت زیر محاسبه
میشود :
(۳-۶)
∑Li 2 yi
Ys
∑Li 2 xi
X s
∑Li 2
∑Li 2
(xi , yi )
: مختصات نقاط بار
: Li میزان بار مورد تقاضا در نقطه بار
در این حالت در نزدیکترین محل برای احداث پست به مختصات مرکز بار بعنوان جواب ممکن در
نظر گرفته میشود.
مسیریابی بهینه فیدر بعد از تعیین حوزه سرویسدهی و نقاط بار انجام میشود. این مساله توسط
الگوریتم سوئیچ زنی بار برای تعیین تخصیص بار انجام میشود. این مساله توسط الگوریتم سوئیچ
زنی بار برای تعیین تخصیص بار به فیدر با کوتاهترین مسیر انجام میپذیرد. کل هزینه شامل هزینه
40
ثابت و متغییر پستها و فیدرها است که در طول فرآیند محاسبه خواهد شد.هزینه متغییر فیدر که
توان تلفاتی آن توسط رابطه زیر محاسبه میشود :
P P RLI 2
(۳-۷)
loss
Pcost Ploss *UC
: R مقاومت فیدرها در واحد طول
: I جریان فیدرها
: L طول فیدر
: UC هزینه واحد kWh
هزینه ساخت فیدر جدید وابسته به طول فیدر خواهد بود. هزینه توسعه و ساخت یک پست
بصورت تابع پله درنظر گرفته میشود.
Oron & Yahav ، یک مدل جدید ریاضی را برای جایابی بهینه یک پست و آرایش فیدرهای
آن در یک منطقه برقی پیشنهاد کردهاند]۹۱. [ تابع هدف ایشان شامل هزینههای تلفات، قابلیت
اطمینان و ساخت خطوط توزیع میباشد. روش حل بر پایه آنالیز مساله بهینهسازی غیرخطی استوار
است. تابع هدف ارائه شده توسط ایشان بصورت زیر بیان شده است :
(۳-۸)
p
n
MinZm ∑∑dij (X ,Y ) * Cij * λij
ii0 j 1
i=0,1,…,n
p∑λij 1
j j1
درحالیکه روابط زیر برقرار است :
(۳-۹)
Cij Eij CLij
)2 (Y −b )2
ij
2 2 ( X −a
ij
d
ij
i شماره منطقه تغذیه
j شماره نقطه اتصال خط جدید در منطقه i
41
Zm هزینه کل تابع هدف
Cij کل هزینه فعلی یک کیلومتر در نقطه j در منطقه i
dij (X ,Y ) فاصله پست طراحی شده از نقطه j در منطقه i
p تعداد نقاط اتصال در منطقه j
n تعداد مناطق تغذیه
(X,Y) مختصات مکان بهینه پست
CLij ارزش فعلی هزینه ساخت یک کیلومتر خط
Eij کل هزینه فعلی تلفات انرﮊی برای یک کیلومتر خط
λij قید باینری برای نشان دادن تغذیه یا عدم تغذیه
مناطقی که برای احداث پست مناسب نمیباشند بصورت مناطق ممنوعه و با شعاع معلوم مشخص
میگردند و بصورت رابطه زیر بیان میشوند :
(۳-۰۱) Rp 2 ≤ (X −ap )2 (Y −bp )2
Rp شعاع منطقه ممنوعه p
(ap ,bp ) مختصات مرکز ممنوعه p
تعداد نواحی تغذیه (n) و نقاط اتصال (p) توسط پیشبینی بار و ماکزیمم بار در هر خط توزیع
بدست میآید. حل بهینه مساله با استفاده از نرم افزار GINOPC انجام میپذیرد. ایشان همچنین
یک نمونه کاربردی توسط روش مذکور را حل نموده و مورد تجزیه و تحلیل حساسیت قرار
دادهاند. حساسیت پاسخ بهینه و تاثیر واگرایی از نقطه بهینه آزمایش شده است. تجزیه و تحلیل
نتایج آنالیز حساسیت نشان میدهد که تغییر هزینه خطوط فوقتوزیع بر روی مکان بهینه پست
تاثیر میگذارد. دیگر متغییرها اساسا بر روی کل هزینه پروﮊه تاثیر میگذارند و بر روی مکان بهینه
42
پست تاثیری نخواهد داشت. از تحلیل نتایج بدست میآید که انحراف به اندازه پنج کیلومتر از
مکان بهینه ابتدایی پست سبب افزایش ۵۲ درصدی هزینه کل سرمایه گذاری شبکه توزیع خواهد
شد.
M.R.Haghifam & M.Shahabi ، نیز مساله مکانیابی پستهای فوقتوزیع را مورد بررسی
قرار دادهاند]۰۲.[ روش بهینهسازی استفاده شده در این تحقیق الگوریتم ﮊنتیک است که نویسندگان
با استفاده از ساختار کروموزوم جدیدی به حل مساله پرداختهاند و بار نقاط به منظور گنجاندن عدم
قطعیت بار بصورت فازی درنظر گرفته شده است. لازم به ذکر است که قید ولتاﮊ در تابع هدف
منظور شده است. تابع هدف مساله عبارت است از :
(۳-۱۱)
n nl
n nl
M
n
2
MinF M kc ∑Cssi ∑Bt kv ∑∑Dij S ij kl ∑∑Dij Sij
ii1 j 1
ii1 j 1
t t1
i i1
nl
for i =1,..,n
∑Sij pUimax
j j1
Uimax kmax * Simax
B B (1( f ) (1((()
M M Pp −Tt 1
که در آن :
n مجموعه ای از پستهای موجود و کاندید
nl مجموعه نقاط بار متصل به پست i ام
Dij فاصله نقطه بار j از پست i
Sij میزان توان بار نقطه بار j متصل به پست i
Cssi مجموع هزینه های زمین مورد نیاز، خرید و نصب تجهیزات پستها
kc ضریب وزنی وابسته به هزینه ثابت
kv ضریب وزنی وابسته به هزینه انتقال توان
43
kl ضریب وزنی وابسته به هزینه اتلاف انرﮊی
kmax ضریب وزنی مربوط به حداکثر بهرهبرداری از پستها
Simax حداکثر ظرفیت قابل نصب برای پستهای کاندید یا قابل توسعه برای پستهای موجود
Pp طول دوره طراحی بر حسب دوره های زمانی
Tt دوره زمانی میانی f نرخ تورم نرخ بهره
در این الگوریتم با استفاده از روش شبهپویا برنامه توسعه پستها در سالهای متوالی حاصل
میشود.
Zhou & Sun ، ایشان روشی را با استفاده از سیستم GIS و پیشبینی بار فضائی (Spatial
Load Forecasting) و مدلهای ریاضی برای جایابی و تعیین ظرفیت بهینه پستها ارائه کرده اند.
روش ارائه شده، یک الگوریتم جدید چند دورهای (Multi period) برای انتخاب محل پستها
میباشد که بر پایه تئوری Network flow بنا شده است]۱۲.[ روش پیشبینی بار استفاده شده
دراین کار((SLF دارای چند مرحله است که هدف اصلی آن پیشبینی تقاضا و توزیع بار در منطقه
سرویسدهی است. ابتدا کل منطقه به بخشهای کوچک تقسیمبندی میشود و پیشبینی از این
مناطق آغاز میشود. مدل ریاضی ارائه شده دراین روش دارای دو بخش هزینههای ثابت و
هزینههای متغییر است. که هزینههای ثابت مربوط به ساخت و ساز و تجهیزات بوده و هزینههای
متغییر مربوط به تلفات موجود در پست و هزینههای بهرهبرداری و همچنین تلفات مربوط به انتقال
توان به مرکز بار است. تابع هدف بصورت زیر است :
(۳-۲۱)
N
NSU
NSF
∑(hVk * fk ) r∑∑dij wj
MinF M ∑(hFi * xi hVi * fi )
ii1 j J i
k k1
i i1
(i =1,2,…,N)
∑wj ≤ Si *e(Si )*cosϕ
j Ji
44
(k = 1,2,…,NSF)
fk ≤ xk *ck *cosϕ
(k = 1,2,…,NSU)
fk ≤ ck *cosϕ
(k = 1,2,…, N)
fk ≥
(k = 1,2,…,NSF)
0.or1
xk
که در آن داریم:
NSU تعداد پستهای در حال بهرهبرداری
NSF تعداد پستهایی که قرار است در آینده ساخته شود
N = NSF + NSU fi دامنه بار پست i
ck ظرفیت پست k
xi قید باینری که نشان دهنده قابل ساخت بودن یا نبودن پست در هر مرحله

دیدگاهتان را بنویسید