بررسی تأثیر حضور منابع تولیدپراکنده ولتاژ ثابت بر کنترل توزیع‌شده ولتاژ شبکه‌های هوشمند با بهره‌گیری از مصرف‌کنندگان نهایی

نویسندگان

دانشگاه شهید بهشتی - پردیس فنی و مهندسی شهید عباسپور

چکیده

حضور نسل جدید بارهای الکتریکی و همچنین ادوات اصلاح‌کننده ضریب قدرتِ موجود در بارهای الکتریکی، امکان استفاده از مصرف‌کننده‌های نهایی برای کنترل توان راکتیو و بهبود ولتاژ در شبکه‌های توزیع را فراهم نموده است. در این مقاله، با بهره‌گیری از مصرف‌کننده نهایی، به کنترل ولتاژ و توان راکتیو در شبکه‌های هوشمند پرداخته می‌شود. روش کار به این صورت است که ابتدا از الگوریتم کنترلِ توزیع‌شده به‌عنوان راه‌حلی مناسب با بار محاسباتی کم‌تر استفاده می‌شود. در الگوریتم کنترل توزیع شده مذکور، در ابتدا با روشی کارآمد موسوم به روش تجزیه اِپسیلون، شبکه توزیع به چند ناحیه تقسیم شده و سپس در هر یک از این نواحی، شین‌های کاندید برای تزریق توان راکتیو تعیین می‌شوند. سپس، مقادیر بهینه تزریق توان راکتیو هر ناحیه در هر یک از شین‌های کاندید با استفاده از الگوریتم ژنتیک به دست می‌آید. در این مقاله، تأثیر حضور منابع تولیدپراکنده ولتاژ ثابت بر کنترل ولتاژ نیز مورد توجه قرار گرفته است. در انتها، به‌منظور ارزیابی چارچوب پیشنهادی، شبکه‌های آزمایش استاندارد 33 و 69 شینه IEEE مورد استفاده قرار گرفته است. تجزیه‌وتحلیل انجام‌گرفته روی نتایج به‌دست‌آمده از این مطالعه، حاکی از بهبود عمده پروفیل ولتاژ در شبکه‌های تحت مطالعه است.

کلیدواژه‌ها


   [1]      P. Kundur, Power System Stability and Control, Tata McGraw-Hill Education, 1994.
   [2]      R.K.K.M. Rogers, H. Khurana, and T.J. Overbye, “Smart-grid –enabled load and distributed generation as a reactive resource,” IEEE PES Conference on Innovative Smart Grid Technologies, 2010.
   [3]      R.K.K.M. Rogers, H. Khurana, A. Aquino-Lugo, and T.J. Overbye, “An authenticated control framework for distributed voltage support on the smart grid,” IEEE Transactions on Smart Grid, vol. 1, no. 1, pp. 40–47, 2010.
   [4]      A. Aquino-Lugo, R. Klump, and T.J. Overbye, “A control framework for the smart grid for voltage support using agent-based technologies,” IEEE Transactions onSmart Grid, vol. 2, no. 1, pp. 173-180, 2011.
   [5]      A.V. Vaccaro, G. Velotto, and A.F. Zobaa, “A decentralized and cooperative architecture for optimal voltage regulation in smart grids,” IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 58, no. 10, pp. 4593– 4602, 2011.
   [6]      C.J. RECIO, The Utilization of Power Converters In Consumer Products For Distributed Reactive Power support, M.Sc. Thesis, Electrical and Computer Engineering, University of Illinois at Urbana-Champaign, Chicago, IL, 2012.
   [7]      G.F. Anna, R.D. Fazio, and M. Russo, “Decentralized control of distributed generation for voltage profile optimization in smart feeders,” IEEE Transactions on Smart Grid, vol. 4, no. 3, pp. 1586 – 1596, 2013.
   [8]      L. Yu, D. Czarkowski and F.D. León, “Optimal distributed voltage regulation for secondary networks with DGs,” IEEE Transactions onSmart Grid, vol. 3, no. 2, pp. 959-967, 2012.
   [9]      M.D.B. Brenna, E.D. BerardinisL.D. CarpiniF. FoiadelliP. PaulonP. PetroniG. SapienzaG. Scrosati, and D. Zaninelli, “Automatic distributed voltage control algorithm in smart grids applications,” IEEE Transactions on Smart Grid, vol. 4, no. 2, pp. 877–885, 2013.
[10]      J.H. Teng, “A Direct approach for distribution system load flow solutions,” IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 18, no. 3, pp. 882-887, 2003.
[11]      J.H. Teng, “Modelling distributed generations in three-phase distribution load flow,” IET Generation, Transmission & Distribution, vol. 2, pp. 330-340, 2008.
[12]      M. Sezer, and D. Šiljak, “Nested ε-decompositions and clustering of complex systems,” Automatica, vol. 22, pp. 321-331, 1986.
[13]      D.K. Khatod, V. Pant, and J. Sharma, “A novel approach for sensitivity calculations in the radial distribution system,” IEEE Transactions onPower Delivery, vol. 21, no. 3, 2006.      
[14]      M.H. Rashid, Power Electronics handbook, Academic Press, 2001.
[15]      J. Cody, Ö. Göl, Z. Nedic, A. Nafalski, and A. Mohtar, “Regenerative braking in an electric vehicle,” Branzowy Condo Research and Development Electrical Machines, Komel, 2009.
[16]      P.R. Babu, C. Rakesh, M. Kumar, G. Srikanth, and D.P. Reddy, “A novel approach for solving distribution networks,” Annual IEEE India Conference (INDICON), pp. 1-5, 2009.
[17]      M.E. Baran, and F.F. Wu, “Network reconfiguration in distribution systems for loss reduction and load balancing,” IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 4, no. 2, pp. 1401-1407, 1989.
[18]      M.E. Baran, and F.F. Wu, “Optimal capacitor placement on radial distribution systems,”IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 4, pp. 725-734, 1989.
[19]      S.S. Rao, Engineering Optimization: Theory and Practice, John Wiley & Sons, 2009.