منابع و ماخذ پایان نامه مکانیابی، عوامل موثر، مکان بهینه

دکتر محمودرضا حقیفام
نگارش :
شهرام مجتهدزاده
پائیز ۵۸۳۱
دانشگاه آزاد اسلامی
واحد تهران جنوب
دانشکده تحصیلات تکمیلی
پایاننامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد“M.SC”
مهندسی برق- قدرت
عنوان:
جایابی بهینه پستهای فوقتوزیع
نگارش : شهرام مجتهدزاده
۱ – استاد راهنما : دکتر محمودرضا حقیفام
۲ – هیات ﮊوری (۱) : دکتر نیما محمدی طبری ۳ – هیات ﮊوری (۲) : دکتر حسن منصف ۴ – مدیر گروه : دکتر نعمت طالبی تاریخ دفاعیه : ۰۲/۹/۵۸
تقدیم به
پدر و مادر مهربانم که همواره در طول حیات پربارشان از
حمایتهای بیدریغ آنها بهرهمند بودهام.
الف
با تشکر و قدردانی از
استاد ارجمند جناب آقای دکتر حقیفام که با راهنماییهای
بیدریغشان مرا در نگارش این پایاننامه یاری نمودند.
ب
فصل سوم
چکیده
فصل دوم :
فصل اول :
فهرست
۱
مقدمه ۳
طراحی و برنامهریزی شبکههای توزیع ۸
۲-۱- مقدمه ۹
۲-۲- معرفی سیستم توزیع ۹
۲-۲-۱- ساختار سیستم توزیع ۰۱
۲-۲-۲- سیستم توزیع شعاعی ۱۱
۲-۲-۳- پستهای فوقتوزیع ۱۱
۲-۲-۴- فیدرهای اولیه ۲۱
۲-۲-۵-پستهای توزیع و شبکه ثانویه ۲۱
۲-۳- برنامهریزی سیستم توزیع ۳۱
۲-۴- عوامل موثر در برنامهریزی سیستم توزیع ۵۱
۲-۴-۱- پیشبینی بار ۵۱
۲-۴-۲- گسترش پستها ۶۱
۲-۴-۳- گزینش مکان پست ۶۱
۲-۴-۴- عوامل دیگر ۹۱
۲-۵- شیوههای برنامهریزی سیستم توزیع ۹۱
۲-۶- اهمیت مدلسازی ریاضی در برنامهریزی سیستم توزیع ۱۲
۲-۷- ابزارهای برنامهریزی ۴۲
۲-۸- نتیجهگیری ۵۲
: مروری بر مطالعات انجام شده در زمینه مکانیابی پستهای فوقتوزیع ۶۲
۳-۱- مقدمه ۷۲
۳-۲- بررسی روشها و مدلهای ارائه شده در طراحی سیستم توزیع اولیه ۹۲
۳-۳-نتیجهگیری ۹۴
ج
فصل چهارم : الگوریتم پیشنهادی برای مکانیابی پستهای فوقتوزیع
۰۵
۴-۱- مقدمه
۱۵
۴-۲- تعریف مساله مکانیابی پستهای فوقتوزیع
۱۵
۴-۳- فرضیات و متغییرهای تصمیم
۲۵
۴-۴- نحوه مدل کردن مراکز بار
۲۵
۴-۵- مکانهای کاندید برای احداث و نصب پستها
۳۵
۴-۶- مدل ریاضی برای مساله مکان و ظرفیت بهینه برای پست فوقتوزیع
۳۵
۴-۶-۱- تابع هدف
۳۵
۴-۶-۲- قیود منظور شده در مساله
۵۵
۴-۷- بدست آوردن چگونگی اتصال مراکز بار به پست فوقتوزیع
۶۵
۴-۸- مراحلی که برای حل مساله طی میشوند
۸۵
۴-۹- روش حل و بهینهسازی مساله مکانیابی پستهای فوقتوزیع
۸۵
۴-۹-۱- جزئیات متد شاخه و کران
۰۶
۴-۹-۲- شرایط انتخاب گره
۱۶
۴-۰۱- برنامهریزی بلندمدت
۵۶
۴-۱۱- نتیجهگیری
۶۶
فصل پنجم : مطالعات عددی
۷۶
۵-۱- مقدمه
۸۶
۵-۲- نتایج عددی
۸۶
۵-۲-۱- آزمایشات انجام شده
۹۶
۵-۳- نتایج مربوط به پروﮊه مکان یابی پست فوق توزیع در ناحیه شرق شهر تبریز۳۸
۵-۴- نتیجهگیری
۹۸
فصل ششم : نتیجهگیری
۰۹
۶-۱- نتیجهگیری
۱۹
۶-۲- پیشنهادها
۲۹
مراجع و منابع
۳۹
د
فهرست شکها
۲-۱ : شکل عوامل موثر در گسترش پستها. ۶۱
۲-۲ : شکل عوامل موثر در انتخاب مکان پستها. ۷۱
۴-۱ : شکل نمایی از یک درخت کامل. ۹۵
۵-۱ : شکل ناحیه مورد بررسی در آزمایش یک. محل پست. ■ مراکز بار.● ۹۶
۵-۲ : شکل ناحیه مورد بررسی در آزمایش دوم. محل پست . ■ مراکز بار.● ۰۷
۵-۳ : شکل ناحیه مورد بررسی در آزمایش سوم. محل پست . ■ مراکز بار . ● نقاط کاندید . ۱۷
۵-۴ : شکل ناحیه مورد بررسی در آزمایش چهارم. محل پست .■ مراکز بار. ● نقاط کاندید .♦ ۲۷
۵-۵ : شکل ناحیه مورد بررسی در آزمایش پنجم. محل پست .■ مراکز بار. ● نقاط کاندید .♦ ۳۷
۵-۶ : شکل منطقه مورد آزمایش(برای آزمایشهای هفتم تا دهم). ■ نقاط کاندید ● پستهای موجود.
۵۷ ۵-۷ : منطقه مورد مطالعه در پروﮊه جایابی پست که نحوه ناحیه بندی در آن نمایش داده شده است.
۲۸
استفاده شده است. کارآیی روش ارائه شده از طریق طرح آزمایشهای مختلف و اجرای آن توسط نرمافزاری که
مبتنی بر الگوریتم پیشنهادی تهیه شده، مورد بررسی قرار گرفته است.
علاوه بر این آزمایشات، نتایج یک پروﮊه عملی که بر روی قسمتی از شبکه واقعی یکی از شهرها، توسط نرم
افزار تهیه شده اجرا شده، ارائه گردیده است. شبکه مورد نظر، در برگیرنده منطقه وسیعی بوده و شامل ۳۶ مرکز بار
و پنج پست فوقتوزیع در حال بهرهبرداری میباشد که پس از انجام مطالعات پیشبینی بار در منطقه و جمع آوری
اطلاعات شبکه و دادههای مورد نیاز برای نرم افزار، بررسیهای لازم انجام شده و نتایج حاصله بیان شده است.
2
فصل اول
مقدمه
3
انرﮊی الکتریکی یکی از عمدهترین نیازهای بشری است و بهرهبرداری از آن سهولت قابل
توجهی در روند زندگی افراد پدید میآورد، از این رو یکی از بزرگترین صنایع در سطح جهان،
صنعت برق است که وظیفه برق رسانی را به عهده دارد.
سیستم قدرت دارای پیچیدگیهای بسیاری است و انرﮊی الکتریکی از آغاز تا سرانجام مسیر
پرپیچ و خمی را طی میکند. در یک تقسیم بندی ساده سیستم قدرت دارای سه بخش تولید، انتقال
و توزیع است که هریک از این بخشها زیرمجموعههای خاص خود را دارا هستند. از آنجائی که
جمعیت جهان رو به رشد است و تکنولوﮊی سیر تکاملی را در پیش گرفته است، لذا همواره با
افزایش تقاضای انرﮊی الکتریکی روبرو هستیم بنابراین یک سیستم قدرت با یک ساختار ثابت
نمیتواند رشد تقاضا را پاسخگو باشد، از این رو این صنعت نیز همگام با دیگر صنایع پیشرو،
مسیر تکاملی را طی میکند و هریک از زیرمجموعههای سیستم قدرت نیز در این مسیر گام بر
میدارند. در این میان شبکه توزیع به دلایل متنوع مانند رویارویی مستقیم با مشترکین، منبع درآمد
شرکتهای برق و گستردگی تجهیزات، نظرها را بخود معطوف ساخته است و تمامی تلاش ها برای
برآوردن نیاز مشترکین این بخش انجام میشود. طرحهای متنوع برای این بخش تعریف میشود که
هریک زیرمجموعه خاصی از این شبکه را تحت پوشش قرار میدهد. آنچه در تمامی این طرحها
مشترک است، دستیابی به هدف با کمترین هزینه است و در تمامی آنها محدودیتهای اقتصادی
باعث شده است که طراح دنبال راهکاری با کمترین هزینه باشد. برخی از پروﮊههای تعریف شده
در این بخش فیدرها را مد نظر دارد ، برخی پستها و بعضی نیز برای بهرهبرداری و سهولت آن
تعریف میشود و برخی پایه و بنیاد این بخشها می باشد. آنچه در طراحی فیدرها مورد توجه قرار
میگیرد، مسیریابی، توزیع بار و نوع هادیها است که هریک از آنها قیود خاص خود را دارا هستند.
در بخش طراحی پستها، اندازه پستها، ناحیه سرویسدهی آنها و مکانشان مورد بحث و بررسی قرار
4
میگیرد. برخی پروﮊهها نیز چون بازیابی بار و بازآرایی شبکه زیرمجموعه بهرهبرداری هستند و
برخی پروﮊه ها چون پیشبینی بار، اطلاعات پایه و بنیادین را برای بخشهای ذکر شده فراهم
میآورند. هر یک از طرحهای ارائه شده دارای اهمیت قابل توجهی بوده و نمیتوان وزن خاصی
برای هرکدام قائل شد چرا که هریک وابسته بهم بوده و تمامی آنها یک هدف یعنی تامین برق
مورد نیاز مشترکین با کمترین هزینه را دنبال میکنند.
آنچه دراین پایان نامه مورد بحث و بررسی واقع میشود، تعیین مکان بهینه پستهای فوقتوزیع
ﻭ به همراه ظرفیت و ناحیه سرویسدهی هرکدام است. مساله برنامهریزی برای سیستمهای توزیع ، مبحث پیچیدهای است که معمولا به دو زیرمساله تقسیم میشود که بصورت دو مبحث جایابی بهینه پستهای فوقتوزیع و مبحث بهینهسازی فیدرهای پائیندستی دستهبندی میشود که ابتدا مساله مربوط به مکان پست حل شده سپس با توجه به نتایج بدست آمده از مرحله اول به مساله بهینه سازی فیدرها پرداخته میشود. سیستم توزیع دارای ساختاری است که بطور پیوسته در حال تغییر
ﻭ توسعه بوده بطوری که تعداد مشترکین افزایش مییابد و الگوی مصرف مراکز بار در اثر عوامل متعدد عوض میشود. با توجه به رشد جمعیت وتوسعه صنعت و به تبع آن رشد بار، در بعضی مواقع پستهای موجود جوابگوی مصرف موجود یا مصرف در آینده نزدیک را نمیباشد که این گونه موارد در شهرهای در حال توسعه به تعدد دیده میشود، در چنین شرایطی باید پستهای موجود را توسعه داد یا پستهای جدیدی را جایابی و نصب کرد. مساله مکانیابی پستهای فوقتوزیع یکی از موارد مهم در برنامهریزی سیستمهای توزیع میباشد که اثر چشمگیری بر هزینههای بهرهبرداری از سیستم و مقدار سرمایه گذاریهای لازم دارد. در چنین مطالعاتی فرد برنامهریز معمولا با انتخابهای مختلفی روبرو میشود و عوامل زیادی را باید در نظر بگیرد تا طرحی را که ارائه میکند، بیانگر بهترین حالت ممکن باشد، به ویژه اینکه در سالهای اخیر مواردی مانند
5
رشد سریع بار، کمبود زمین مناسب در مناطق شهری طراحان را در شرایط سختی قرار داده است.
قیود عمدهای که در این مساله باید در نظر گرفته شود عبارتند از:
• محل پست نزدیک به مراکز بار باشد تا حداقل تلفات و هزینه احداث خطوط حاصل شود
• مکان پستهای موجود ودر حال بهرهبرداری
• دسترسی به خطوط بالادستی و پاییندستی
• وجود فضای کافی برای توسعه احتمالی در آینده
• برآورده کردن قوانین شهری و کاربری زمین
در ابتدا آنچه که برای طراح جهت آغاز کار لازم است، مکان جغرافیایی مراکز بار، دامنه بار و
میزان رشد آن در آینده است. برای بدست آوردن این دادهها علاوه بر اطلاعات توسعه شهری در
گذشته، نیاز به بررسی وضعیت کنونی و پیشبینی توسعه و رشد در آینده وجود دارد. پیشبینی بار
اساس کار طراحی متغییرهای تصمیم برای مکان و ظرفیت پست، نوع کابلها و تجهیزات لازم
میباشد.
تاکنون روشهای متعددی برای مکانیابی پستهای توزیع ارائه شده است که هرکدام کم و
کاستی مربوط به خود را دارد. تمامی این طرحها کاهش هزینه و تلفات را در نظر دارند که در
فصلهای آتی مورد بررسی قرار میگیرند. در این پایاننامه برای تعیین مکان بهینه پستهای فوق
توزیع از روش شاخه و کران استفاده شده است و ظرفیت و ناحیه سرویسدهی نیز بر این اساس
تعیین شدهاند. در طراحی از روش دینامیکی استفاده شده است و رشد بار برای هر یک از
دورههای طراحی منظور گردیده. در مورد نوآوریهای این کار باید گفت که هزینههای مربوط به
اتصال پست فوقتوزیع به خطوط بالادستی، که تاثیر بسیار زیادی بر هزینه کل اجرای پروﮊه دارد،
در تابع هدف مد نظر قرار گرفته و همچنین هزینههای مربوط به تلفات توان نیز علاوه بر تلفات
6
انرﮊی در تابع دخالت داده شده، چون تلفات توان در زمان پیک بار بسیار بیشتر از تلفات انرﮊی
است و دارای قیمت متفاوتی میباشد و مقدار آن تاثیر قابل ملاحظهای در مقدار تابع هدف دارد که
این موارد در کارهای قبلی که انجام شده است مورد توجه قرار نگرفتهاند و همچنین برای
بهینهسازی از روش B&B استفاده شده و حد بارگیری برای ترانسها مد نظر قرارگرفته

دیدگاهتان را بنویسید