u { Ë ÂeÉZ Å Ä°^ {ÉY ĸu »Á { Ìf¯Y ½ YÂeÁ Zf·Áµ fÀ¯ |Ì...

12
ﻣﺠﻠﻪ اﻧﺠﻤﻦ ﻣﻬﻨﺪﺳﯿﻦ ﺑﺮق و اﻟﮑﺘﺮوﻧﯿﮏ اﯾﺮان- ﺳﺎل ﭘﺎﻧﺰدﻫﻢ- ﺷﻤﺎره اول- ﺑﻬﺎر1397 Journal of Iranian Association of Electrical and Electronics Engineers - Vol.15- No.1- Spring 2018 ﮐﻨﺘﺮل وﻟﺘﺎژ و ﺗﻮان راﮐﺘﯿﻮ دو ﻣﺮﺣﻠﻪ اي در ﺷﺒﮑﻪ ﻫﺎي ﺗﻮزﯾﻊ در ﺣﻀﻮر ﺳﯿﺴﺘﻢ ﻫﺎي ﻓﺘﻮوﻟﺘﺎﺋﯿﮏ ﻣﺒﺘﻨﯽ ﺑﺮ ﭘﯿﺶ ﺑﯿﻨﯽ ﮐﻮﺗﺎه ﻣﺪت ﺑﺎر و ﺗﻮﻟﯿﺪ ﻓﺮﺷﯿﺪ ﮐﯽ ﻧﯿﺎ1 ، ﻓﻬﯿﻤﻪ ﺻﯿﺎدي ﺷﻬﺮﮐﯽ2 ، ﺳﻌﯿﺪ اﺳﻤﺎﻋﯿﻠﯽ3 1 - اﺳﺘﺎدﯾﺎر ﭘﮋوﻫﺸﮑﺪه اﻧﺮژي- داﻧﺸﮕﺎه ﺗﺤﺼﯿﻼت ﺗﮑﻤﯿﻠﯽ ﺻﻨﻌﺘﯽ و ﻓﻨﺎوري ﭘﯿﺸﺮﻓﺘﻪ- ﮐﺮﻣﺎن- اﯾﺮان[email protected] 2 - ﻣﺮﺑﯽ داﻧﺸﮑﺪه ﻓﻨﯽ- داﻧﺸﮕﺎه آزاد اﺳﻼﻣﯽ- ﺷﻬﺮﮐﺮد- اﯾﺮان[email protected] 3 - داﻧﺸﯿﺎر داﻧﺸﮑﺪه ﻣﻬﻨﺪﺳﯽ ﺑﺮق- داﻧﺸﮕﺎه ﺷﻬﯿﺪ ﺑﺎﻫﻨﺮ ﮐﺮﻣﺎن- ﮐﺮﻣﺎن- اﯾﺮان[email protected] ﭼﮑﯿﺪه: ﮐﻨﺘﺮل وﻟﺘﺎژ و ﺗﻮان راﮐﺘﯿﻮ ﺑﺼﻮرت ﮔﺴﺘﺮده در ﺷﺒﮑﻪ ﻫﺎي ﺗﻮزﯾﻊ ﺑﺮاي اﻓﺰاﯾﺶ ﮐﯿﻔﯿﺖ ﺗﻮان ﺑﮑﺎر ﻣﯽ رود. اﺧﯿﺮا اﺳﺘﻔﺎده از ﺗﻮﻟﯿﺪات ﭘﺮاﮐﻨﺪه ﻣﺒﺘﯽ ﺑﺮ اﻧﺮژي ﻫﺎي ﺗﺠﺪﯾﺪﭘﺬﯾﺮ رو ﺑﻪ اﻓﺰاﯾﺶ اﺳﺖ ﮐﻪ ﺑﺮ ﻋﻤﻠﮑﺮد ﺳﯿﺴﺘﻢ و ﮐﻨ ﺘﺮل وﻟﺘﺎژ و ﺗﻮان راﮐﺘﯿﻮ ﺳﯿﺴﺘﻢ ﺗﺎﺛﯿﺮ ﻣﯽ ﮔﺬارد. ﻣﻨﺎﺑﻊ اﻧﺮژي ﺗﺠﺪﯾﺪﭘﺬﯾﺮ ﻣﺘﻨﺎوب و ﻏﯿﺮ ﻗﺎﺑﻞ ﭘﯿﺶ ﺑﯿﻨﯽ ﺑﻪ وﯾﮋه ﺳﯿﺴﺘﻢ ﻫﺎي ﺑﺎدي و ﺧﻮرﺷﯿﺪي و ﻧﯿﺰ ﺗﻐﯿﯿﺮات ﺗﺼﺎدﻓﯽ ﺳﻄﺢ ﺑﺎر اﻟﮑﺘﺮﯾﮑﯽ ﺳﯿﺴﺘﻢ ﻣﯽ ﺗﻮاﻧﺪ ﻣﻨﺠﺮ ﺑﻪ ﻧﻮﺳﺎﻧﺎت ﺷﺪﯾﺪ وﻟﺘﺎژ ﺷﻮد. در اﯾﻦ ﻣﻘﺎﻟﻪ ﯾﮏ روش ﮐﻨﺘﺮل دو ﻣﺮﺣﻠﻪ اي ﺑﺮاي ﺑﻬﻨﯿﻪ ﺳﺎزي) ادوات ﮐﻨﺘﺮﻟﯽ، ﺗﻨﻈﯿﻢ وﻟﺘﺎژ و اﻋﻮﺟﺎج ﻫﺎرﻣﻮﻧﯿﮏ وﻟﺘﺎژTHD ﭘﯿﺸﻨﻬﺎد ﻣﯽ( ﺷﻮد. ﮐﻨﺘﺮل ﺗﭗ ﺗﺮاﻧﺴﻔﻮرﻣﺎﺗﻮرﻫﺎ و ﺧﺎزن ﻫﺎ ﺑﺮ اﺳﺎس ﭘﯿﺶ ﺑﯿﻨﯽ24 ﺳﺎﻋﺖ آﯾﻨﺪه ﺑﺎر و ﺗﻮﻟﯿﺪ در ﺳﯿﺴﺘﻢ ﺻﻮرت ﻣﯽ ﮔﯿﺮد؛ در ﺣﺎﻟﯿﮑﻪ ﺑﺮاي ﭘﻮﺷﺶ ﻧﻮﺳﺎﻧﺎت وﻟﺘﺎژ در اﺛﺮ ﺗﻐﯿﯿﺮات ﺗﺼﺎدﻓﯽ ﺑﺎر ﯾﺎ ﺗﻮﻟﯿﺪ، ﭘﯿﺶ ﺑﯿﻨﯽ ﺳﺎﻋﺖ آﯾﻨﺪه ﺑﺎر و ﺗﻮﻟﯿﺪ ﺻﻮرت ﮔﺮﻓﺘﻪ و در ﻧﻬﺎﯾﺖ از اﺑﺰار ﺗﻮان راﮐﺘﯿﻮ ﺳﯿﺴﺘﻢ ﻓﺘﻮﻟﺘﺎﯾﯿﮏ اﺳﺘﻔﺎده ﻣﯽ ﮔﺮدد. ﻧﺘﺎﯾﺞ روش ﭘﯿﺸﻨﻬﺎدي در ﺷﺒﮑﻪ123 ﺑﺎﺳﻪIEEE ﺑﺎس اﺳﺘﺎﻧﺪارد ﺗﺤﺖ ﺷﺮاﯾﻂ ﺑﺎر و ﺗﻮﻟﯿﺪ ﻣﺘﻐﯿﺮ ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از اﻟﮕﻮرﯾﺘﻢPSO ﺑﺎ ﻣﺎژول) آﺷﻔﺘﮕﯽP-PSO در ﭼﻬﺎر ﺳﻨﺎرﯾ( ﻮي ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺑﺮرﺳﯽ ﺷﺪه اﺳﺖ. ﻧﺘﺎﯾﺞ ﻧﺸﺎن ﻣﯽ دﻫﺪ ﮐﻪ روش ﭘﯿﺸﻨﻬﺎدي ﺑﺮاي ﮐﻨﺘﺮل وﻟﺘﺎژ و ﺗﻮان راﮐﺘﯿﻮ ﺑﻬﯿﻨﻪ ﺳﯿﺴﺘﻢ ﺗﻮزﯾﻊ داراي ﻣﻨﺎﺑﻊ اﻧﺮژي ﺗﺠﺪﯾﺪﭘﺬﯾﺮ ﻣﺘﻨﺎوب ﺑﺴﯿﺎر ﻣﻨﺎﺳﺐ اﺳﺖ. ﮐﻠﻤﺎت ﮐﻠﯿﺪي: ﺷﺒﮑﻪ ﻫﺎي ﺗﻮزﯾﻊ، ﺳﯿﺴﺘﻢ ﻓﺘﻮوﻟﺘﺎﺋﯿﮏ ، ﺗﻮان راﮐﺘﯿﻮ ﺗﺎرﯾﺦ ارﺳﺎل ﻣﻘﺎﻟﻪ:13 / 04 / 1395 ﺗﺎرﯾﺦ ﭘﺬﯾﺮش ﻣﺸﺮوط ﻣﻘﺎﻟﻪ:22 / 01 / 1396 ﺗﺎرﯾﺦ ﭘﺬﯾﺮش ﻣﻘﺎﻟﻪ: 07 / 06 / 1396 ﻧﺎم ﻧﻮﯾﺴﻨﺪه ي ﻣﺴﺌﻮل: دﮐﺘﺮ ﻓﺮﺷﯿﺪ ﮐﯽ ﻧﯿﺎ ﻧﺸﺎﻧﯽ ﻧﻮﯾﺴﻨﺪه ي ﻣﺴﺌﻮل: اﯾﺮان ﮐﺮﻣﺎن اﻧﺘﻬﺎي اﺗﻮﺑﺎن ﻫﻔﺖ ﺑﺎغ- داﻧﺸﮕﺎه ﺗﺤﺼﯿﻼت ﺗﮑﻤﯿﻠﯽ ﺻﻨﻌﺘﯽ و ﺗﮑﻨﻮﻟﻮژي ﭘﯿﺸﺮﻓﺘﻪ ﮐﺮﻣﺎن43 Downloaded from jiaeee.com at 12:37 +0330 on Tuesday October 27th 2020

Transcript of  u { Ë ÂeÉZ Å Ä°^ {ÉY ĸu »Á { Ìf¯Y ½ YÂeÁ Zf·Áµ fÀ¯ |Ì...

Page 1:  u { Ë ÂeÉZ Å Ä°^ {ÉY ĸu »Á { Ìf¯Y ½ YÂeÁ Zf·Áµ fÀ¯ |Ì ...jiaeee.com/article-1-541-fa.pdf · Journal of Iranian Association of Electrical and Electronics

1397بهار -شماره اول -سال پانزدهم -مجله انجمن مهندسین برق و الکترونیک ایران

Journal of Iranian Association of Electrical and Electronics Engineers - V

ol.15- No.1- Spring 2018

هاي توزیع در حضور اي در شبکهکنترل ولتاژ و توان راکتیو دو مرحله بینی کوتاه مدت بار و تولیدهاي فتوولتائیک مبتنی بر پیشسیستم

3، سعید اسماعیلی2فهیمه صیادي شهرکی ،1فرشید کی نیا ایران -کرمان -و فناوري پیشرفته دانشگاه تحصیالت تکمیلی صنعتی -پژوهشکده انرژياستادیار -1

[email protected] ایران-شهرکرد -دانشگاه آزاد اسالمی -مربی دانشکده فنی -2

[email protected] ایران -کرمان -شهید باهنر کرمان دانشگاه -دانشیار دانشکده مهندسی برق -3

[email protected]

رود. اخیرا استفاده از هاي توزیع براي افزایش کیفیت توان بکار میکنترل ولتاژ و توان راکتیو بصورت گسترده در شبکه :چکیدهترل ولتاژ و توان راکتیو سیستم تاثیر هاي تجدیدپذیر رو به افزایش است که بر عملکرد سیستم و کنتولیدات پراکنده مبتی بر انرژي

هاي بادي و خورشیدي و نیز تغییرات تصادفی سطح ویژه سیستمبینی بهگذارد. منابع انرژي تجدیدپذیر متناوب و غیر قابل پیشمیبهنیه سازي اي براي تواند منجر به نوسانات شدید ولتاژ شود. در این مقاله یک روش کنترل دو مرحلهبار الکتریکی سیستم می

ها بر اساس شود. کنترل تپ ترانسفورماتورها و خازن) پیشنهاد میTHDادوات کنترلی، تنظیم ولتاژ و اعوجاج هارمونیک ولتاژ (گیرد؛ در حالیکه براي پوشش نوسانات ولتاژ در اثر تغییرات تصادفی بار ساعت آینده بار و تولید در سیستم صورت می 24بینی پیش

گردد. نتایج بینی ساعت آینده بار و تولید صورت گرفته و در نهایت از ابزار توان راکتیو سیستم فتولتاییک استفاده میپیش، تولیدیا با ماژول PSOباس استاندارد تحت شرایط بار و تولید متغیر با استفاده از الگوریتم IEEEباسه 123روش پیشنهادي در شبکه

دهد که روش پیشنهادي براي کنترل ولتاژ و توان وي مختلف بررسی شده است. نتایج نشان می) در چهار سناریP-PSOآشفتگی ( راکتیو بهینه سیستم توزیع داراي منابع انرژي تجدیدپذیر متناوب بسیار مناسب است.

، توان راکتیوفتوولتائیکهاي توزیع، سیستم شبکهکلیدي: کلمات

13/04/1395تاریخ ارسال مقاله: 22/01/1396تاریخ پذیرش مشروط مقاله:

07/06/1396 :تاریخ پذیرش مقاله فرشید کی نیادکتر ي مسئول:نام نویسنده

دانشگاه تحصیالت تکمیلی صنعتی و تکنولوژي پیشرفته کرمان -انتهاي اتوبان هفت باغ –کرمان –ایران ي مسئول:نشانی نویسنده

43

Dow

nloa

ded

from

jiae

ee.c

om a

t 12:

37 +

0330

on

Tue

sday

Oct

ober

27t

h 20

20

Page 2:  u { Ë ÂeÉZ Å Ä°^ {ÉY ĸu »Á { Ìf¯Y ½ YÂeÁ Zf·Áµ fÀ¯ |Ì ...jiaeee.com/article-1-541-fa.pdf · Journal of Iranian Association of Electrical and Electronics

Jour

nal o

f Ira

nian

Ass

ocia

tion

of E

lect

rical

and

Ele

ctro

nics

Eng

inee

rs -

Vol

.15-

No.

1- S

prin

g 20

18

1397بهار –شماره اول -سال پانزدهم -مجله انجمن مهندسین برق و الکترونیک ایران

مقدمه -1در ریدپـذیتجد يپراکنده و مخصوصـا منـابع انـرژ داتیاستفاده از تول

است. عرضه بـرق سـازگار بـا افتهی یگسترش روز افزون ریاخ يهاسالو کاهش استفاده دیساخت خطوط انتقال جد تیمحدود ست،یز طیمح

. کاربرد ]1[ باشدیپراکنده م داتیتول يایاز جمله مزا یاز منابع سوخت ویـبـر کنتـرل ولتـاژ و تـوان راکت ریدپـذیتجد يانـرژ بعروز افزون منا

. گـذاردیم ریتـاث عیتوز ستمیس ياپراتورها فهیوظ نیتر یعنوان اصلبهاثـر را نیـکوچک خطـوط ا X/Rها و نسبت شبکه نیا یساختار شعاع

.]2[ کندیم تیتقوتـوان دیـتول يبرا يدیخورش فتوولتائیک يهاحال حاضر پنل در

کـه شـوندیاسـتفاده م داریـپـاك و پا يعنوان منبع انـرژبه یکیالکتر هايیا مبدل نورترهایا .]3[بار خطوط انتقال را کاهش دهند توانندیم

DC/AC یقـدرت بـا پاسـخ زمـان سـتمیرا در س ویـقادرند تـوان راکت الح صـبـا ا نیرای. بنـاندیمتعادل نما يمواز يهانسبت به خازن عتریسر

سـتمیمتنـاوب س یو در نظر گرفتن خروجـ کییفتولتا ستمیس نورتریاجبـران تـوان يبرا فتوولتائیک ستمیس ویتوان راکت تیاز ظرف توانیم

یسـنت يهاکننـدهکنترل نکـهیا لیـدلهاستفاده کرد. بـ ستمیس ویراکتمعمـوال کنند،یمکند عمل یکیمکان يهاچییعمدتا توسط سو ستمیس

نوسـانات لیدلولتاژ کنـد اسـت. بـه عیها در برابر نوسانات سرپاسخ آنمرسـوم يهاتوسط کنترل کننده عیسر راتییتغ نیولتاژ دنبال کردن ا

زاتیـتجه یو خرابـ یمنجر به فرسودگ ستمیدر س ویولتاژ و توان راکت عیـوزت سـتمیدر س فتوولتائیـک يهاستمیس دی. نفوذ شد]4[گردد یم

. با کندیم جادیا عیتوز يهاشرکت يبرا یفراوان يهاو چالش هاتیموقع افـتدچار ستمیولتاژها در س يدیخورش يهاشدت تابش عیسر رییتغکند کنترل ولتاژ و تـوان زاتیکه با استفاده از تجه ،شوندیم افزایش ای

توان در تیفیکافت منجر به تواندیم نیو ا ستندیقابل جبران ن ویراکتبا قابلیـت عیبا پاسخ سر نورتریا داراي فتوولتائیک ستمیسشبکه شود.

بینـیپیشدر صورت مشـکالت زودگـذر و تواندیمکنترل توان راکتیو هـر ویو توان راکت دیمصرف نما ای دیالزم را تول وینشده ولتاژ، توان راکت

سـتمیس يسـازنهیدر بهبـود به یاضاف زاربا یک عنوانبه تواندیواحد مــتوز ــات نشــان م .]5[باشــد عی ــه ســطح تشعشــعات دهــدیمطالع ک

نیـو ا دیـنما رییتغ %60 زانیبه م هیثان 1 زماندر ندتوایم يدیخورشواحـدها را بـا دقـت نیـا یساعت) خروجـ 24کوتاه مدت ( ینیبشیپ

در يدیمنجر به نوسـانات شـد تواندیم نیمناسب ناممکن ساخته که ا ،نیبنـابرا .]6[ دیـتجـاوز نما یحـدود عملـ حتـیشده و ستمیولتاژ س

و يزیربرنامـه هیـبـر پا يسازهیبر بهن ریاخ عیتوز يهاستمیس تیریمد شیموجود در شبکه گرا يو منابع انرژ یکنترلمدت ادوات کنترل کوتاه

.]7[دارد صورت گسـترده هب عیتوز يهادر شبکه ویولتاژ و توان راکت کنترل

. ]8[ بکار رفته است ستمیس يهاکاهش تلفات و جبران ولتاژ باس يبرامنجـر ریدپـذیتجد يو وجود منابع انرژ یخط ریغ ينفوذ بارها شیافزا

يبرا يابزار نیمسئله شده است. کنترل روزانه آفال شتریب یدگیچیبه پ یمحلـ يهامتمرکز و کنترل کننـده يهاکنندهرلهماهنگ کردن کنت

کنترل ولتاژ و يها. تاکنون روش]10و 9[است عیتوز ستمیس تیریمدمطالعـات گذشـته شـتریشده است. در ب شنهادیپ يمتعدد ویتوان راکت

پراکنـده دیدر نظر گرفتن منابع تول با نهروزا ویکنترل ولتاژ و توان راکت ياسـتراتژ کیـ .]11[شـده اسـت. در يسـازنهیبه ینوسیس طیو شرا

پراکنـده و دیـدر حضور منـابع تول ویهماهنگ کنترل ولتاژ و توان راکتو فورماتورتپ ترانسـ يهامرسوم شامل کنترل کننده يهاکنندهکنترلتـوان تیـگذشـته ظرف ياز کارهـا یها ارائه شده است. در برخـخازنمورد استفاده يزیرصورت قابل برنامههب زین PV ستمیس نورتریا ویراکت

ریــزي صــحیح ترکیبــی جهــت از برنامــه ]12[در قــرار گرفتــه اســت.برنامـه ریـزي در ]13[در توان راکتیو استفاده شده است. سازيبهینه

گیـرد. در منابع تولید پراکنده مختلف در شرایط نامتعادل صـورت مـیریزي شـده برنامـه فتوولتائیـکظرفیت توان راکتیو سیستم ]15و 14[

است امـا مـانع دیمف اریابزار در مسئله کنترل بس نیاستفاده از ا است. یباتبـار محاسـ ت،یـظرف نیشبکه بر اساس ا نیموجود در کنترل آنال

يهاسـتمیخصوصـا در س ویـمسئله کنترل ولتـاژ و تـوان راکت نیسنگ نیمحاسبات سنگ لیلده. ب]16[است فتوولتائیکشامل منابع گسترده

کنترل ولتاژ و توان يهاوم، روشمرس يهاو عملکرد کند کنترل کنندهتشعشـعات عیسر راتییمناسب به تغ ییمرسوم قادر به پاسخگو ویراکت

نیـو ا سـتندین سـتمیس یکـیبـار الکتر یتصادف راتییتغ ای يدیخورشروش کنترل دو کی ]4[خواهد شد. در ستمیمنجر به نوسانات ولتاژ س

و حصول ولتاژ در رنج مناسب ارائه شـده نهیکنترل به میتنظ يبرا هیال ينورترهـایو ا یخـازن يهـاها، بانکOLTCولتاژ، ياست. رگوالتورها

کـه یشـبکه مشـارکت دارنـد. در حـال يهوشمند در کنتـرل سراسـر یگذرا در سـطوح کنتـرل محلـ عیسر راتییهوشمند با تغ ينورترهایا

]10[در PV ستمیکوتاه مدت س اریبس بینیپیش. کنندیمشارکت ممختلف يو منابع انرژ یکوتاه مدت ادوات کنترل اریبس يزیرنامهبر يبرا استفاده شده است. ستم،یس

و بـار فتوولتائیـک سـتمیس یخروجـ عیسـر راتییـتوجه به تغ بامقالـه نیـدر ا ،نشده آب و هوا بینیپیش راتییبا توجه به تغ یکیالکتر

که بـر اسـاس آن کنتـرل گرددیم شنهادیپ يکنترل ولتاژ دو مرحله ا فتوولتائیک ستمیس ویمرسوم با استفاده از توان راکت ویولتاژ و توان راکت

دیـسـاعت تول 24 ینـیبشیه بـر اسـاس پاضـاف یکنترل ریبعنوان متغ يهـادر بازه دیـبـار و تول ینـیبشیصورت گرفته و در مرحله دوم بـا پ

پوشش دادن بـه يبرا فتوولتائیک ستمیس ویکوچکتر، توان راکت یزماندر مقاله با توجـه بـه نی. در اگرددیم نهیبه دیبار و تول عیسر راتییتغ

، بـازه در بازه کمتر از یـک سـاعتدسترس نبودن اطالعات بار و تولید دسـترس ر نظر گرفته شده است. در صورت درساعت د کیدوم یزمان

در نظـر قـهیدق 15 ای 10بازه را نیا توانیبودن اطالعات و در عمل م .کندینم جادیا يرییروش تغ تیر کلدگرفت که

44

Dow

nloa

ded

from

jiae

ee.c

om a

t 12:

37 +

0330

on

Tue

sday

Oct

ober

27t

h 20

20

Page 3:  u { Ë ÂeÉZ Å Ä°^ {ÉY ĸu »Á { Ìf¯Y ½ YÂeÁ Zf·Áµ fÀ¯ |Ì ...jiaeee.com/article-1-541-fa.pdf · Journal of Iranian Association of Electrical and Electronics

1397هار ب -ماره اول ش -سال پانزدهم -مجله انجمن مهندسین برق و الکترونیک ایران

Journal of Iranian Association of Electrical and Electronics Engineers - V

ol.15- No.1- Spring 2018

يسـاز هیـبهن تمیالگـور بیـاز ترک ینـیبشیدقت پ شیافزا يبراPSO آب و طیشـرا يدسـته بنـد يو بـر مبنـا یبا روش شبکه عصـب

استفاده ستمیس یکیبار الکتر زیو ن فتوولتائیک ستمیس یخروج ،ییهوامقالـه در نیـشده در ا شنهادیپ يادو مرحله ینیبشی. روش پگرددیمدر چهـار حالـت ریـبـار متغ طیتحـت شـرا IEEEباسـه 123 ستمیس

کنتـرل تمیکـه الگـور دهـدینشـان م جیمختلف اجرا شده اسـت. نتـا یتصـادف راتییرفع مشکالت نوسانات ولتاژ، پوشش تغ يبرا يشنهادیپ

اریبسـ عیـتوز يهاسـتمیدر س فتوولتائیـک يهاسـتمیس یبار و خروج مناسب است.

و توان راکتیو دو مرحله اي پیشنهادي ژدیاگرام کنترل ولتا :)1شکل (

کنترل ولتاژ و توان راکتیو پیشنهادي -2 يبـرا فتوولتائیـک سـتمیس یو خروج یکیبار الکتر بینیپیشدر عمل

این مقـادیر .باشدیبرخوردار نم یاز دقت کاف ستمیس ندهیساعت آ 24ساعت آینده ادوات کنترلی کند که بایستی تعداد 24ریزي براي برنامه

گـام اول ،بنـابراین .یدزنی محدود داشته باشند قابل استفاده هستندلک میرا با استفاده از روش تقس ستمیس ندهیساعت آ 24 يبرا يزیبرنامه ر

انجام فتوولتائیک ستمیس یسطوح بار و خروج يبر مبنا یزمان يهابازه یخازن يهاولتاژ، بانک يها، رگوالتورها OLTCکنترل تیوضع داده و

در . گرددیم نهیبه PV يهاستمیس یخروج ویتوان راکت يزیو برنامه راي ساعت آینده سیستم بـر اسـاس ریزي توان راکتیو بربرنامهگام دوم

صـورت نی. به اگیردبینی دقیق ساعت آینده بار و تولید انجام میپیش سـتمیس یکـیو سـطح بـار الکتر فتوولتائیک ستمیس یکه توان خروج

شــده و در بینــیپیشبـا دقــت بــاال جــهیو در نت نــدهیســاعت آ يبـراسـاعت در نیـشـده ا بینیپیش ریبا مقاد ریمقاد نیتفاوت ا کهیصورت

توسـط يدیـتول ویـتوان راکت دیق ای رددگ یاز حد خاص شتریگام اول بپخش بـار ينشده باشد، با اجرا تیرعا فتوولتائیک ستمیس ينورترهایا

مقـدار بهینـه حدود مورد نظر ولتاژ، تیدر صورت عدم رعا ستمیدر سبر اساس اطالعات کوتاه مـدت فتوولتائیکتوان راکتیو تولیدي سیستم

ولتـاژ، يوالتورهـارگ تیالزم بـه ذکـر اسـت کـه وضـع گرددبهینه میOLTC رییده و تغگام اول بو یمطابق خروج یخازن يهاها و بانک

را نشان سازيبهینهمسئله يشنهادیپ ی) طرح کنترل1. شکل (کندنمی

.دهدیم

فرمول بندي مسئله -1-2 يدارا عیـتوز يهادر شـبکه يادو مرحلـه ویـکنترل ولتاژ و تـوان راکت

پراکنــده، مســئله دیــعنــوان منــابع تولهبــ ریدپــذیتجد يمنــابع انــرژو گسسته وستهیپ يرهایپارامترها و متغ يو دارا یخط ریغ سازيبهینه

و بـر 1یکیمحاسـبات پخـش بـار هـارمون ي. تابع هدف با اجـراباشدیم يرهـایمتغ نیـ. اشـودیموجـود محاسـبه م یکنترلـ يرهایاساس متغ

یسـاعت يزیها و برنامه رها، خازن OLTCتپ تیشامل موقع یکنترل يشـنهادیبـر اسـاس طـرح پ فتوولتائیک ستمیس یخروج ویتوان راکت

سـتم،یشـامل کـاهش تلفـات س ی. اهداف طرح کنترلباشدیم 1شکل ) 2THD( یکیهـارمون اجمحدود کردن اعوجـ زیولتاژ و ن لیبهبود پروفاسازي محاسبات پخش بار هارمونیکی توسط مدل .باشدیها مولتاژ باس

نویسی در برنامهسازي از طریق و بهینه Digsinentافزار سیستم در نرمMATLAB صورت گرفته است. نحوه برقـراري ارتبـاط بـین ایـن دو

مسـئله يهاتیتوابع هـدف و محـدود ارائه شده است. ]15[ماژول در :عبارتند از

45

Dow

nloa

ded

from

jiae

ee.c

om a

t 12:

37 +

0330

on

Tue

sday

Oct

ober

27t

h 20

20

Page 4:  u { Ë ÂeÉZ Å Ä°^ {ÉY ĸu »Á { Ìf¯Y ½ YÂeÁ Zf·Áµ fÀ¯ |Ì ...jiaeee.com/article-1-541-fa.pdf · Journal of Iranian Association of Electrical and Electronics

Jour

nal o

f Ira

nian

Ass

ocia

tion

of E

lect

rical

and

Ele

ctro

nics

Eng

inee

rs -

Vol

.15-

No.

1- S

prin

g 20

18

1397بهار –ماره اول ش -ال پانزدهمس -مجله انجمن مهندسین برق و الکترونیک ایران

تابع هدف -1-1-2از مجمـــوع تلفـــات خطـــوط و 𝑡𝑡تلفـــات تـــوان اکتیـــو در ســـاعت

هـايترانسفورماتورهاي سیسـتم در فرکـانس اصـلی و سـایر فرکـانسشود. محدودیت ساعت شبانه روز حاصل می 24هارمونیکی سیستم در

صورت یک تابع جریمه هاي سیستم نیز بهاعوجاج هارمونیکی ولتاژ باسشود. تابع هـدفی کـه بایسـتی حاصـل شـود در تابع هدف گنجانده می

شود.) حاصل می1توسط رابطه (

𝐹𝐹 = 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 �𝑓𝑓1 = 𝐾𝐾𝑝𝑝𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃 + ∑ 𝐾𝐾𝑐𝑐𝑐𝑐𝑄𝑄𝑐𝑐𝑐𝑐

𝑛𝑛𝑐𝑐𝑐𝑐=1

𝑓𝑓2 = ∑ 𝜇𝜇𝑐𝑐𝑛𝑛𝑐𝑐=1

(1)

هـاي مـوازي هزینه تلفات تـوان اکتیـو و خـازن 𝑓𝑓1در معادله باال ترتیب هزینه سالیانه پریونیت تلفـات تـوان به 𝐾𝐾𝑐𝑐𝑐𝑐و 𝐾𝐾𝑝𝑝سیستم بوده و

𝑃𝑃𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙باشـد. سیستم مـی 𝑚𝑚اکتیو و توان راکتیو تزریقی توسط هر باس توان راکتیو تزریقـی 𝑄𝑄𝑐𝑐𝑐𝑐م، هاي سیستتعداد باس 𝑚𝑚تلفات توان اکتیو،

باشـد. بـههاي موازي سیسـتم مـیتعداد کل خازن 𝑚𝑚𝑐𝑐و 𝑚𝑚توسط باس این پارامتر بعنـوان بخشـی از تـابع هـدف THDمنظور کاهش بیشتر بعنوان انحراف اعوجاج هـارمونیکی کـل µ𝑐𝑐 شود. سیستم گنجانده می

گردد:) حاصل می2ها بصورت معادله (ولتاژ باس

µ𝑐𝑐 =�𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑐𝑐 /𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑑𝑑 𝑓𝑓𝑃𝑃𝑓𝑓 𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑐𝑐 < 𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑑𝑑

1 𝑒𝑒𝑃𝑃𝑃𝑃𝑒𝑒

(2)

𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑐𝑐(%) =�∑ �𝑉𝑉𝑖𝑖

(ℎ)�2ℎ𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚

ℎ=ℎ0

�𝑉𝑉𝑖𝑖(1)�

(3)

صـورت جمـع تلفـات در فرکـانس تلفات توان اکتیو شبکه نیـز به شود:زیر محاسبه می صورتهاي هارمویکی بهاصلی و سایر فرکانس

𝑃𝑃𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙 = ∑ 𝑃𝑃𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙,𝑐𝑐1𝑛𝑛𝑏𝑏

𝑐𝑐=1 + ∑ ∑ 𝑃𝑃𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙,𝑐𝑐ℎℎ𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚

ℎ=ℎ0𝑛𝑛𝑏𝑏𝑐𝑐=1

(4)

هاي شبکه، کمتـرین و به تریب تعداد شاخه ℎ𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚و 𝑚𝑚𝑏𝑏 ،ℎ0که باشـند. طبـق اسـتاندارد هـاي سیسـتم مـیبیشترین مرتبه هارمونیک

IEEE-519 مقدارTHD محدود می %5تا حد هاي سیستم ولتاژ باس. در نهایت تابع هدف که بایستی مینیمم گردد در هر ساعت ]17[شود

𝑡𝑡 شود (مطابق گام دوم شبیه سازي) با استفاده از معادله زیر حاصل می]17[:

𝑓𝑓𝑡𝑡(𝑥𝑥) = 𝛼𝛼1𝑓𝑓1𝑛𝑛 + 𝛼𝛼2𝑓𝑓2𝑛𝑛 )5( در گام اول طرح کنترلی براي محاسبه تابع هدف نهـایی، مقـادیر

ضـرایب وزنـی 𝛼𝛼2و 𝛼𝛼1شوند. ساعت با هم جمع می 24تابع هدف در هاي شبکه هسـتند ولتاژ باس THDهزینه تلفات و خازن گذاري و نیز

مقادیر نرمالیزه توابع 𝑓𝑓2𝑛𝑛و 𝑓𝑓1𝑛𝑛شوند. صورت تجربی محاسبه میکه به𝑓𝑓1 و𝑓𝑓2 شوند:هستند که توسط رابطه زیر محاسبه می

𝑓𝑓𝑐𝑐𝑛𝑛(𝑥𝑥) = 𝑓𝑓𝑖𝑖−𝑓𝑓𝑖𝑖,𝑚𝑚𝑖𝑖𝑚𝑚𝑓𝑓𝑖𝑖,𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚−𝑓𝑓𝑖𝑖,𝑚𝑚𝑖𝑖𝑚𝑚

)6( باشند.می 𝑓𝑓𝑐𝑐حداکثر و حداقل مقدار تابع 𝑓𝑓𝑐𝑐,𝑚𝑚𝑐𝑐𝑛𝑛و 𝑓𝑓𝑐𝑐,𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚که

هاي کیفیت توانمحدودیت -2-1-2هـا نیـز هاي سیستم، اندازه ولتاژ بـاسولتاژ باس THDعالوه بر اندازه

شود:توسط رابطه زیر محدود می𝑉𝑉𝑚𝑚𝑐𝑐𝑛𝑛 ≤ |𝑉𝑉𝑐𝑐| ≤ 𝑉𝑉𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 , 𝑚𝑚 = 1,2, … ,𝑚𝑚 )7(

𝑉𝑉𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 که = 1.05 𝑝𝑝𝑝𝑝 و𝑉𝑉𝑚𝑚𝑐𝑐𝑛𝑛 = 0.95 𝑝𝑝𝑝𝑝 در نظر گفتهشود. مقدار ولتاژ موثر هر باس نیز توسط رابطه زیر محاسبه می :شودمی

|𝑉𝑉𝑐𝑐| = ��𝑉𝑉𝑐𝑐(1)�

𝟐𝟐+ ∑ �𝑉𝑉𝑐𝑐

(ℎ)�2ℎ𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚

ℎ=ℎ0 )8(

هاي باالتر کل براي محاسبات پخش بار هارمونیکی، در فرکانسهاي صورت ترکیبی از منابع جریان هارمونیکی و المانسیستم قدرت به

هاي امپدانس سیستم قدرت با دلیل اینکه مولفهشود. بهپسیو مدل میکند، ماتریس ادمیتانس در هر مرتبه مرتبه هارمونیکی تغییر می

ترتیب، نظر کنیم بهشود. اگر از اثر پوستی صرفمیهارمونیکی اصالح امین hادمیتانس بار، ادمیتانس خازن شنت و ادمیتانس فیدر در

عبارتست از: iفرکانس هارمونیکی در هر باس

)9( 𝑌𝑌𝑙𝑙𝑐𝑐ℎ = 𝑃𝑃𝑙𝑙𝑖𝑖�𝑉𝑉𝑖𝑖

1�2 − 𝑗𝑗 𝑄𝑄𝑙𝑙𝑖𝑖

ℎ�𝑉𝑉𝑖𝑖1�2

)10( 𝑌𝑌𝑐𝑐𝑐𝑐ℎ = ℎ𝑌𝑌𝑐𝑐𝑐𝑐1

)11( 𝑌𝑌𝑐𝑐,𝑐𝑐+1ℎ = 1𝑅𝑅𝑖𝑖,𝑖𝑖+1+𝑗𝑗ℎ𝑋𝑋𝑖𝑖,𝑖𝑖+1

𝑃𝑃𝑙𝑙𝑐𝑐 که ، را iترتیب، توان اکتیو و راکتیو بارهاي خطی باس به 𝑄𝑄𝑙𝑙𝑐𝑐و دهند. بارهاي خطی از یک مقاومت موازي با یک راکتانس نشان می

صورت منابع جریان رفتار اند.. بارهاي غیر خطی بهتشکیل شدهکنند، بنابراین جریان تزریقی هارمونیکی توسط بارهاي غیر خطی می

شود:با استفاده از رابطه زیر استخراج می iدر باس

)12( 𝐼𝐼𝑐𝑐𝑙𝑙 = �𝑃𝑃ℎ𝑖𝑖+𝑐𝑐𝑄𝑄ℎ𝑖𝑖𝑉𝑉𝑖𝑖𝑙𝑙 �

)13( 𝐼𝐼𝑐𝑐ℎ = 𝐶𝐶(ℎ)𝐼𝐼𝑐𝑐𝑙𝑙 𝑃𝑃ℎ𝑐𝑐 که ترتیب، توان اکتیو و راکتیو بارهاي غیر خطی به 𝑄𝑄ℎ𝑐𝑐و

، از تست میدان و تحلیل فوریه تمام 𝐶𝐶(ℎ)دهند. ، را نشان میiباس شود.هاي فیدر حاصل میکنندهمصرف

شوند:ولتاژهاي هارمونیکی با استفاده از معادله گره حاصل می)12( �𝑌𝑌(ℎ)��𝑉𝑉(ℎ)� = �𝐼𝐼(ℎ)�

ترتیب، ماتریس ادمیتانس، بردار به �𝐼𝐼(ℎ)�و �𝑌𝑌(ℎ)� ،�𝑉𝑉(ℎ)�که امین مرتبه هارمونیکی هستند. hولتاژ باس و بردار جریان تزریقی در

براي هر مرتبه هارمونیکی متفاوت �𝐼𝐼(ℎ)�و �𝑌𝑌(ℎ)�دلیل اینکه بههستند، فرآیند تحلیل هارمونیکی باید براي هر هارمونیک جداگانه

صورت گیرد.

46

Dow

nloa

ded

from

jiae

ee.c

om a

t 12:

37 +

0330

on

Tue

sday

Oct

ober

27t

h 20

20

Page 5:  u { Ë ÂeÉZ Å Ä°^ {ÉY ĸu »Á { Ìf¯Y ½ YÂeÁ Zf·Áµ fÀ¯ |Ì ...jiaeee.com/article-1-541-fa.pdf · Journal of Iranian Association of Electrical and Electronics

1397هار ب -ماره اول ش -سال پانزدهم -مجله انجمن مهندسین برق و الکترونیک ایران

Journal of Iranian Association of Electrical and Electronics Engineers - V

ol.15- No.1- Spring 2018

محدودیت ادوات کلیدزنی -3-1-2و تعداد عمل سـوییچ زنـی OLTCمحدودیت حداکثر تعداد کلیدزنی

ساعت شبانه روز 24در طی 𝑀𝑀𝐶𝐶و 𝑀𝑀𝑇𝑇ترتیب به مقادیر ها که بهخازن گردد:مطابق روابط زیر محدود می

∑ |𝑇𝑇𝑇𝑇𝑃𝑃𝑡𝑡 − 𝑇𝑇𝑇𝑇𝑃𝑃𝑡𝑡−1| ≤ 𝑀𝑀𝑇𝑇24𝑡𝑡=1 )9(

∑ |𝐶𝐶𝑡𝑡 − 𝐶𝐶𝑡𝑡−1| ≤ 𝑀𝑀𝐶𝐶24𝑡𝑡=1 )10(

محدودیت حداکثر توان راکتیو سیستم -4-1-2 فتوولتائیک

فتوولتائیـکدر هر زمان از شبانه روز، توان راکتیـو حاصـل از سیسـتم بسته به نقطه کار سیستم، توان راکتیو رد و بـدل شـده بـین شـبکه و

شود. فـرض توسط قیود مختلفی محدود می فتوولتائیکمبدل سیستم یکـی .با حداکثر توان اکتیو در سیستم قرار دارد PVکنیم سیستم می

ها براي توان راکتیو سیسـتم از طریـق حـداکثر از مهمترین محدودیتبسـتگی بـه PVشـود. تـوان راکتیـو تر تعیـین میتوان ظاهري اینـور

ماکزیمم مقادیر ولتاژ و جریان مبدل آن دارد بنـابراین بـراي محاسـبه 𝑄𝑄𝑃𝑃𝑉𝑉محــدود قابــل کنتــرل − 𝑃𝑃𝑃𝑃𝑉𝑉 بایســتی مقــادیر ولتــاژ و جریــان

𝐼𝐼𝐶𝐶و 𝑉𝑉𝐶𝐶,𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚ماکزیمم مبدل ,𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 در نظر گرفته شود. رابطه توان اکتیو گرفتن جریان مبدل بصورت زیر است:و راکتیو با در نظر

)11( 𝑃𝑃𝑃𝑃𝑉𝑉2 + 𝑄𝑄𝑃𝑃𝑉𝑉2 = (𝐼𝐼𝐶𝐶𝑉𝑉𝑃𝑃𝑉𝑉)2 و رابطه توان اکتیو و راکتیو بـا در نظـر گـرفتن محـدودیت ولتـاژ

مبدل بصورت زیر است:)12( 𝑃𝑃𝑃𝑃𝑉𝑉2 + (𝑄𝑄𝑃𝑃𝑉𝑉 + 𝑉𝑉𝑃𝑃𝑃𝑃

2

𝑋𝑋𝐶𝐶)2 = (𝑉𝑉𝐶𝐶𝑉𝑉𝑃𝑃𝑃𝑃

𝑋𝑋𝐶𝐶)2

را محاسبه 𝑉𝑉𝐶𝐶,𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚توان مقدار طراحی با استفاده از این رابطه می𝐼𝐼𝐶𝐶و 𝑉𝑉𝑑𝑑𝑐𝑐𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚اینـورتر dcکه حداکثر ولتاژ لینک ،کرد ,𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 را تعیـین. حـداکثر جریـان مبـدل بایسـتی در رابطـه زیـر بـا ]19-18[کند. می

صدق نماید: PVاستفاده از مقادیر ولتاژ، توان اکتیو و راکتیو )13( 𝐼𝐼𝐶𝐶,𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = 𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃,𝑅𝑅

2 +(𝑉𝑉𝑃𝑃𝑃𝑃,𝑅𝑅 𝑡𝑡𝑚𝑚𝑛𝑛𝜃𝜃𝑅𝑅𝑉𝑉𝑃𝑃𝑃𝑃,𝑚𝑚𝑖𝑖𝑚𝑚

ماکزیمم ولتاژ کانورتر نیز مقدار تـوان اکتیـو و راکتیـو و حـداکثر شود:بصورت زیر محاسبه می PVولتاژ

)14(

𝑉𝑉𝐶𝐶,𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 =𝑋𝑋𝐶𝐶

𝑉𝑉𝑃𝑃𝑃𝑃,𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚�𝑃𝑃𝑃𝑃𝑉𝑉,𝑅𝑅

2 + (𝑉𝑉𝑃𝑃𝑉𝑉,𝑅𝑅 𝑡𝑡𝑡𝑡𝑚𝑚𝜃𝜃𝑅𝑅 + 𝑉𝑉𝑃𝑃𝑃𝑃,𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚2

𝑋𝑋𝐶𝐶)2

ترتیب با در نظر گرفتن جریان نـامی به PVهمچنین توان راکتیو عبارتست از: PVو ولتاژ نامی سیستم

)15( 𝑄𝑄𝑐𝑐,𝑃𝑃𝑉𝑉𝑡𝑡 = ��𝑉𝑉𝑃𝑃𝑉𝑉𝐼𝐼𝐶𝐶,𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚�

2 − 𝑃𝑃𝑃𝑃𝑉𝑉𝑡𝑡2,

𝑄𝑄𝑣𝑣,𝑃𝑃𝑉𝑉𝑡𝑡 = �(

𝑉𝑉𝐶𝐶,𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑉𝑉𝑃𝑃𝑃𝑃𝑋𝑋𝐶𝐶

)2 − 𝑃𝑃𝑃𝑃𝑉𝑉𝑡𝑡2 −

𝑉𝑉𝑃𝑃𝑉𝑉2

𝑋𝑋𝐶𝐶

بـا tدر نهایت در هر نقطه کار حداکثر توان راکتیو در هر سـاعت :]21[شود استفاده از رابطه زیر حاصل می

)16( 𝑄𝑄𝑃𝑃𝑉𝑉,𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑡𝑡 = 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚�𝑄𝑄𝑐𝑐,𝑃𝑃𝑉𝑉

𝑡𝑡 ,𝑄𝑄𝑣𝑣,𝑃𝑃𝑉𝑉𝑡𝑡 �

𝑉𝑉𝑃𝑃𝑉𝑉,𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚در این مقاله = 𝑉𝑉𝑃𝑃𝑉𝑉,𝑚𝑚𝑐𝑐𝑛𝑛و 1.05 = و 0.95𝑋𝑋𝐶𝐶 = . در نظر گرفته شده است 0.3

P-PSOپیشنهادي سازيبهینهروش -3پخش بار سازيبهینهمسئله يبار برا نیاول يشنهادیروش پ نیا تیقابل

منظور کنترل روش به نینشان داده شد. در ا ]34[در مرجع ياقتصادبـه بـرازش یبسـتگ ωپـارامتر 4و اسـتخراج 3اکتشاف يهاتیبهتر قابل

به ذرات با برازش کمتـر سـرعت نیزمان دارد. بنابرا نیها و همچنذرهذرات با کهیرحالتا به استخراج کمک کند. د شودیم صیخصت يکمتر

ذره نیکه ا شودیمواجه م يسرعت باالتر ریتر با مقادتابع برازش بزرگبـراي جلـوگیري از همگرایـی .کنـدیم تیهدا شتریاکتشاف ب يرا برا

زودهنگام در این روش یک ماژول آشفتگی طوري طراحی شـده اسـت که تنوع بیشتري براي جهش از بهینۀ محلـی ایجـاد کنـد. بـراي ایـن

شود که در صـورت عـدم بهینـه در نظر گرفته می 𝑓𝑓𝑐𝑐منظور، شمارندة یابـد. مـاژول آشـفتگیشدن پاسخ در هر تکرار یک واحـد افـزایش می

𝑓𝑓𝑐𝑐طوري طراحی شده است که اگر > 𝑚𝑚 اي شد عمل کـرده و دسـتهصورت تصادفی انتخاب و با ایجاد آشفتگی، تنـوع در ذرات از ذرات را به

حداکثر تعداد تکرار متوالی برنامه بـدون بهبـود تـابع 𝑚𝑚کند. ایجاد می𝑚𝑚 7هدف براي فعال شدن ماژول آشفتگی است و در این طرح در =

تنظیمات کنترلی و سایر پارامترهـاي ایـن روش ده است.نظر گرفته ش در نظر گرفته شده است. ]17[مطابق

فتوولتائیکبار الکتریکی و توان بینیپیش -4بینی با دقـت ، پیشفتوولتائیکهاي با افزایش روز افزون کاربرد سیستم

. با ]20-21[شود ها از اهمیت خاصی برخوردار میخروجی این سیستمتوجه به اینکه در این مقاله کنترل ولتاژ و توان راکتیو در شرایط رخداد

گیـرد، صـورت می فتوولتائیـکتغییرات تصادفی بار و خروجی سیستم دقیـق ایـن بینـیپیشاساس کـارکرد مناسـب آن در شـبکه بـر پایـه

توان بـه دو بینی را میهاي پیشدر حالت کلی روشباشد. پارامترها میهاي بر پایه هوش مصنوعی. هاي آماري و روشتقسیم کرد: روش دستههاي هوش مصنوعی کارآیی مناسبتري براي برقراري ارتباط بـین روش

ــتم ــی سیس ــکخروج ــا آن را دارد. فتوولتائی ــرتبط ب ــاي م و فاکتورهبار بینیپیشدهد که روش هاي ترکیبی براي مطالعات قبلی نشان می

. بنـابراین در ایـن مقالـه از ]22-23[سـتند از دقت باالیی برخـوردار ه) بـراي PSO-P )PSO+NN-Pو الگوریتم 5روش ترکیبی شبکه عصبی

بار الکتریکی سیستم در روز آینده (مرحله اول) و نیز ساعت بینیپیششود. در این روش، الگـوریتم آینده همان روز (مرحله دوم) استفاده می

P-PSO هاي شبکه عصبی بـا هـدف اسها و بایبراي بهنیه سازي وزن شود.استفاده می بینیپیشکاهش خطاي

هنـوز در فتوولتائیـکخروجـی سیسـتم بینیپیشبا وجود اینکه هاي متعددي از قبیل اسـتفاده مرحله تئوري قرار دارد، تا کنون تکنیک

47

Dow

nloa

ded

from

jiae

ee.c

om a

t 12:

37 +

0330

on

Tue

sday

Oct

ober

27t

h 20

20

Page 6:  u { Ë ÂeÉZ Å Ä°^ {ÉY ĸu »Á { Ìf¯Y ½ YÂeÁ Zf·Áµ fÀ¯ |Ì ...jiaeee.com/article-1-541-fa.pdf · Journal of Iranian Association of Electrical and Electronics

Jour

nal o

f Ira

nian

Ass

ocia

tion

of E

lect

rical

and

Ele

ctro

nics

Eng

inee

rs -

Vol

.15-

No.

1- S

prin

g 20

18

1397بهار –ماره اول ش -ال پانزدهمس -مجله انجمن مهندسین برق و الکترونیک ایران

عـددي بینیپیشاز اطالعات ماهواره اي از میزان ابري بودن هوا و نیز اسـتفاده شـده فتوولتائیـکخروجی سیستم بینیپیشآب و هوا براي

-10در حـدود فتوولتائیککوتاه مدت سیستم بینیپیشاست. خطاي باشد. البته در صبح یا تحت شـرایط بارنـدگی یـا روزهـایی بـا می 20%

%50تـا )6RSME( وضعیت آب و هوایی متغیر متوسط خطـاي نسـبیبینـی ربرد بـراي پیشلت کلـی دو روش پرکـا. در حا]24[رسد نیز می

بینـی ها پیشوجود دارد. یکی از این روش فتوولتائیکخروجی سیستم بر اساس شدت تابش خورشید به این صورت است که در ابتـدا شـدت

شـده و سـپس بـا بینـیپیشهاي تابشی اشعه خورشی بر اساس مدلاستفاده از رابطه بین توان خروجی و شدت تـابش خورشـید، خروجـی

بینـیپیش. روش دیگـر ]25[گـردد بینی میپیش وولتائیکفتسیستم بدون نیاز به محاسبه شدت تابش فتوولتائیکمستقیم خروجی سیستم

،باشد. با وجود اینکه روش اول در عمل روش موثري می]26[باشد میاما نیازمند اطالعات هوا سنجی و جغرافیایی دقیقی براي حل معادالت

وش . شــبکه عصــبی مصــنوعی ر]27[باشــد دیفرانســیلی پیچیــده میبینـی مسـتقیم خروجـی سیسـتم شناخته شده و مناسبی بـراي پیش

است. هر چند یکی از اشـکاالت آن گیـر افتـادن در بهینـه فتوولتائیکهاي عملـی تواند بر این محدودیتمی محلی است که با آموزش صحیح

بینیپیشبراي PSO+NNاز روش ترکیبی ]29[. در ]28[غلبه نماید استفاده شده است. در این مقالـه از روش فتوولتائیکخروجی سیستم

مشابهی استفاده شده است با این تفاوت که براي اموزش شبکه به جاي که قابلیت جسـتجو در استفاده شده P-PSOمرسوم از PSOالگوریتم

هـاي شـبکه فضاي حل و فرار از بهنیه محلـی مناسـبتري دارد. وروديشامل مقادیر خروجی سیستم در ساعات گذشته، ساعت و شرایط آب و

باشد. شبکه عصبی ترکیبی مورد اسـتفاده در ایـن هوایی مورد نظر میبینی مناسـبتري نسـبت ی و دقت پیشمقاله سه الیه با سرعت همگرای

.باشدبه شبکه عصبی می

روش حل -5

منـابع يدارا عیـتوز يهاسـتمیدر س يزیـبرنامه ر يگام مهم برا نیاول یکیبار الکتر ینیبشیپ يبرا یاستفاده از ابزار مناسب ریدپذیتجد يانرژ

و سـتمیس یادوات کنترلـ میتنظـ يبرا فتوولتائیک ستمیس یو خروجهـا و تغییـرات تـپ خـازنزنی ریزي سـوییچده از آن براي برنامـهاستفا

چییبه حداقل رساندن عملکرد سو يروش مناسب برا کی. ترانس استــ ــا و خازن یزن ــ OLTCه ــا ا،ه ــاهش فض ــئله يک ــتجو در مس جس

نیـشده ا بینیپیشریمقاد راتییو تغ ینیو کاهش اثر نامع سازيبهینه

میاستفاده شـود. در روش تقسـ یزمان يهااست که از روش تقسم بازهشبانه روز حداکثر چـه کیدر طول میبخواه نکهیبر اساس ا یبازه زمان

(تعـداد ردیـصـورت گ یکیدر ادوات مکـان یزنـ چییتعداد عملکرد سـوتـوان زیـو ن یکـیسـطح بـار الکتر راتیی) با توجه به تغیزمان يهابازه

سـاعت شـبانه روز بـه چنـد بـازه 24فتوولتائیک کل ستمیس یخروج یسـتیاصل استوار است که با نیبر ا يسازنهی. بهشودیم میتقس نهیبه

ي. بـرا]30[گـردد ممینیم یزمان يهامجموع تفاوت توان و بار در بازهبـار نـدهیسـاعت آ 24بینـی پس از پیش نه،یبه یزمان يهاحصول بازه

یسـتیبا ریـفتوولتائیک تابع هـدف ز ستمیس یو توان خروج یکیالکتر گردد: حداقل

𝐹𝐹 = 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 � �𝜎𝜎𝐿𝐿

𝑁𝑁𝑇𝑇

𝑡𝑡=1

𝑛𝑛

𝐿𝐿𝐿𝐿=1

)17(

مسـئله یدر واقع خروجـ 𝑁𝑁𝑇𝑇تعداد سطوح بار (چهار) و 𝑚𝑚 کهکه نشان دهنده تعداد سـاعات در هـر سـطح بـار باشدیم سازيبهینه

24برابـر یزمان يهابازه هی) و مجموع آن در کلیزمان ياست (بازه بندهـر چـه ی) در هر بازه زمـان17مطابق رابطه ( نی. بنابراباشدیساعت م

سـتمیس یکـیو بار الکتر فتوولتائیک ستمیس يدیتول يهااختالف توان خواهد داشت. يمقدار کمتر 𝜎𝜎𝐿𝐿به هم باشند، پارامتر کینزد

𝜎𝜎𝐿𝐿 = (𝑃𝑃𝐿𝐿ℎ𝑃𝑃𝑡𝑡 − 𝑃𝑃𝐿𝐿ℎ𝑃𝑃1 )2

+ (𝑃𝑃1ℎ𝑃𝑃𝑡𝑡 − 𝑃𝑃1ℎ𝑃𝑃

1 )2 )18(

𝑃𝑃1ℎ𝑙𝑙𝑡𝑡 و𝑃𝑃𝐿𝐿ℎ𝑙𝑙𝑡𝑡 و بـار فتوولتائیـکبه ترتیب توان خروجی سیسـتم دهد.ام سطح بار نشان می 𝑡𝑡الکتریکی را در ساعت سازي مرحله اول، هر ذره از جمعیـت شـامل زیـر در فرآیند بهینه

باشد. در این مقاله تعداد هایی به تعداد همین بازه هاي زمانی میبخش 15و مجموعـا +7تـا -7از و تپ ترانسفورماتور 4هاي زمانی برابر بازه

شـود بنـابراین در هـر ذره از جمعیـت حالت ممکن در نظر گرفتـه مییابد. همچنین به ازاي هر واحد خازنی بیت به آن اختصاص می 5ذرات

یابد که وضعیت خـاموشموجود در سیستم نیز یک بیت اختصاص میــا اســتفاده از بــودن آن بــه یــا روشــن ده نشــان دا "1"و "0"ترتیب ب

فتوولتائیـکشود. در نهایت براي توان راکتیو هر یـک از واحـدهاي میچـارت ) فلو2یابـد. شـکل (موجود در سیستم یک بیـت اختصـاص می

دهد.سیستم را نشان می سازيبهینه

نتایج -6

ــر روي شــبکه ــت 4,16روش پیشــنهادي ب IEEEباســه 123کیلوول) اجرا گردیده اسـت کـه مشخصـات آن در 3مطابق شکل (هارمونیکی

kw 400ارائه شده اسـت. دو سیسـتم فتوولتائیـک بـا ظرفیـت ]31[واقع شده که با فرض فاصـله کـم 108و 95هاي مطابق شکل در باس

باشد. اطالعات آب و هوا مربوط به شـهر ها یکسان میتوان خروجی ان

لندن، سري زمانی بار الکتریکی و نیز خروجی سیسـتم فتوولتائیـک در موجــود SAMو نیــز نــرم افــزار ]32-33 [ترتیب در بــه 2009ســال

باشد. می

48

Dow

nloa

ded

from

jiae

ee.c

om a

t 12:

37 +

0330

on

Tue

sday

Oct

ober

27t

h 20

20

Page 7:  u { Ë ÂeÉZ Å Ä°^ {ÉY ĸu »Á { Ìf¯Y ½ YÂeÁ Zf·Áµ fÀ¯ |Ì ...jiaeee.com/article-1-541-fa.pdf · Journal of Iranian Association of Electrical and Electronics

1397هار ب -ماره اول ش -سال پانزدهم -مجله انجمن مهندسین برق و الکترونیک ایران

Journal of Iranian Association of Electrical and Electronics Engineers - V

ol.15- No.1- Spring 2018

اي در سیستمفلوچارت اجراي کنترل ولتاژ و توان راکتیو بهینه دو مرحله :)2شکل (

باس 123سیستم :)3شکل (

49

Dow

nloa

ded

from

jiae

ee.c

om a

t 12:

37 +

0330

on

Tue

sday

Oct

ober

27t

h 20

20

Page 8:  u { Ë ÂeÉZ Å Ä°^ {ÉY ĸu »Á { Ìf¯Y ½ YÂeÁ Zf·Áµ fÀ¯ |Ì ...jiaeee.com/article-1-541-fa.pdf · Journal of Iranian Association of Electrical and Electronics

Jour

nal o

f Ira

nian

Ass

ocia

tion

of E

lect

rical

and

Ele

ctro

nics

Eng

inee

rs -

Vol

.15-

No.

1- S

prin

g 20

18

1397بهار –ماره اول ش -ال پانزدهمس -مجله انجمن مهندسین برق و الکترونیک ایران

و بـا فـرض وجـود گذاري بهینـهبا اجراي خازن یخازن يواحدها . شودیم حاصل )1(بصورت جدول ،kVar 300 و 50واحدهاي

ستمیموجود در س یخازن ي: واحدها)1( جدول

باس 9 13 14 19 27 29300 300 50 50 50 50 kVar

باس 50 52 54 66 84 50 300 350 50 300 kVar

نسبت بـه شـبکه شیدرصد افزا 5شبکه با یکیبار الکتر نیهمچن يکه واحدها شودیاستاندارد در نظر گرفته شده است. در ابتدا فرض م

می+ خود تنظـ5وجود نداشته و تپ ترانس در مقدار ستمیدر س یخازنو یکیبار الکتر بینیپیش واقعی و ریاساس ابتدا مقاد نیشده است. بر ا

)4(مطابق شکل ندهیساعت آ 24در فتوولتائیک ستمیس یتوان خروجر ) بـانـدهیساعت آ کی( یساعت بینیپیش. شودیحاصل م )5(و شکل

درصـد کیـکمتـر از يخـوب و خطـا اریشبکه با دقت بسـ یکیالکترار بینی شده براي ساعت آینـده مطـابق بـلذا، بار پیش .ردیگیصورت م

) در نظر گرفته شده است.4الکتریکی واقعی شبکه در شکل (با استفاده از روش بازه یکیمکان یزن چییسو حداقل ياساس برا نیا بر

، 6، 5، 4، 3، 2، 1بصورت سـاعات{ یزمان چهار بازه نهیبه یزمان يبند

} و 19، 18، 17، 16، 15، 14، 13}، {12و 11، 10، 9}، {8و 7 .گرددی} مشخص م24و 23، 22، 21، 20{

:ردیگیمورد مطالعه قرار م ریدر چهار حالت مطابق ز ستمیسصـورت سـتمیدر س يا نـهیبه يجبـران سـاز چیهـ حالت اول:

.باشدی+ م5تپ ترانس تینگرفته است. موقعهـا بـا فـرض ازنخ تیسازي تپ ترانس و وضعبهینه حالت دوم:

ساعت 24در فتوولتائیک ستمیس یو خروج یکیبینی بار الکترپیش سـتمیس نـورتریا ویـتـوان راکت تیـو بدون استفاده از ظرف ندهیآ

.ردیگیفتوولتائیک صورت م یو خروجـ یکـیتربینـی بـار الکسازي با پیشبهینه حالت سوم:

تـوان تیـو با اسـتفاده از ظرف ندهیساعت آ 24فتوولتائیک در ستمیس .ردیگیفتوولتائیک صورت م ستمیس نورتریا ویراکت

و یکـیبینی بـار الکتربا پیش يسازي دو مرحله ابهینه حالت چهارم:بینـی بـا پیش زیـنو نـدهیساعت آ 24فتوولتائیک در ستمیس یخروج

رترنـویا ویـتـوان راکت تیـبار و توان و با اسـتفاده از ظرف ندهیساعت آ و هیـکنتـرل دو ال يزیـر برنامه یرد. گیفتوولتائیک صورت م ستمیس

. شودیحاصل م )3(اول بصورت جدول ویسنار جینتا نیهمچن

ندهیساعت آ 24شده بینیپیشو یواقع یکیبار الکتر :)4( شکل

ندهیو ساعت آ ندهیساعت آ 24بینی پیش ،یواقع کییفتولتا ستمیس یتوان خروج :)5( شکل

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

-1 4 9 14 19 24

یکیرتکلا راب

ساعت

24پیش بینی ساعت

بار الکتریکی واقعی

24, 024, 024, 0

-0.05

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0 5 10 15 20 25 تائ30وول

فتتم

سسی

یو کت

ن اتوا

کی

)ساعت(زمان

ساعت24پیش بینی ندهپیش بینی ساعت آی

مقدار واقعی

50

Dow

nloa

ded

from

jiae

ee.c

om a

t 12:

37 +

0330

on

Tue

sday

Oct

ober

27t

h 20

20

Page 9:  u { Ë ÂeÉZ Å Ä°^ {ÉY ĸu »Á { Ìf¯Y ½ YÂeÁ Zf·Áµ fÀ¯ |Ì ...jiaeee.com/article-1-541-fa.pdf · Journal of Iranian Association of Electrical and Electronics

1397هار ب -ماره اول ش -سال پانزدهم -مجله انجمن مهندسین برق و الکترونیک ایران

Journal of Iranian Association of Electrical and Electronics Engineers - V

ol.15- No.1- Spring 2018

مختلف مورد مطالعه يهاها در حالتخازن تیو وضع OLTCتپ ترانس تیموقع :)2( جدول

ها در حالت سوم و چهارمموقعیت تپ ترانس و وضعیت خازن

تاع

س

پت

12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

1 2+ 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 2 2+ 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 3 2+ 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 4 2+ 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 5 2+ 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 6 2+ 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 7 2+ 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 8 2+ 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 9 6+ 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 10 6+ 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 11 6+ 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 12 6+ 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 13 7+ 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 14 7+ 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 15 7+ 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 16 7+ 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 17 7+ 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 18 7+ 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 19 7+ 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 20 7+ 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 21 7+ 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 22 7+ 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 23 7+ 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 24 7+ 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0

ها در حالت دوموضعیت خازنموقعیت تپ ترانس و

تاع

س

پت

12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

1 3+ 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 2 3+ 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 3 3+ 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 4 3+ 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 5 3+ 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 6 3+ 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 7 3+ 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 8 3+ 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 9 5+ 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 10 5+ 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 11 5+ 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 12 5+ 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 13 7+ 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 14 7+ 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 15 7+ 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 16 7+ 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 17 7+ 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 18 7+ 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 19 7+ 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 20 7+ 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 21 7+ 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 22 7+ 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 23 7+ 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 24 7+ 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0

نتایج حدي در چهار حالت مورد مطالعه :)3جدول ( متوسط MW( 𝑽𝑽𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎(pu) 𝑻𝑻𝑻𝑻𝑻𝑻𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎 THDتلفات کل (

5816/4 6226/5 8805/0 13894/10 حالت اول1733/4 2658/5 9328/0 321665/8 حالت دوم 9522/3 1033/5 9457/0 8159/7 حالت سوم

7990/3 8738/4 9513/0 5431/7 حالت چهارم

سـتمیدر س يسازبهینه چیکه ه ی، در حالت3جدول جینتا مطابق

هـا از ولتـاژ باس یکیولتاژ و اعوجاج هارمون ریصورت نگرفته است مقادبـار بینـیپیشحدود مورد نظر خارج شـده انـد. اسـتفاده از اطالعـات

ــیالکتر ــ یک ــتمیس یو خروج ــک س ــاعت آ 24در فتوولتائی ــدهیس و نبر اساس آن يمواز يهاو خازن فورماتورستپ تران تیوضع سازيبهینه

یجینتـا فتوولتائیـک سـتمیس ویـتوان راکت تیبدون لحاظ کردن ظرفنشـان دادن يدر بر خواهـد داشـت. بـرا 2الت دوم از جدول مطابق ح

ــار و خروجــ قیــدق بینــیپیش ریتــاث جینتــا ،فتوولتائیــک ســتمیس یب کییـولتافت سـتمیو تـوان س یکـیبار الکتر یواقع ریبا مقاد يسازنهیبه، 3ارائه شده است. طبق جـدول 3شده و در حالت دوم جدول یابیارز

یواقعـ ریحالت دوم و مقـاد يساز هیشب جیبا نتا ستمیس یابیدر اثر ارزولتـاژ از حـدود مجـاز تجـاوز یکیولتاژ و اعوجـاج هـارمون د،یبار و تول

. دینمایم ریادمجددا بر اساس مقـ يمرحله ا کی يسازنهیدر حالت سوم به

تیـاسـتفاده از ظرف تیو با فرض قابل دیساعت بار و تول 24 بینیپیش

51

Dow

nloa

ded

from

jiae

ee.c

om a

t 12:

37 +

0330

on

Tue

sday

Oct

ober

27t

h 20

20

Page 10:  u { Ë ÂeÉZ Å Ä°^ {ÉY ĸu »Á { Ìf¯Y ½ YÂeÁ Zf·Áµ fÀ¯ |Ì ...jiaeee.com/article-1-541-fa.pdf · Journal of Iranian Association of Electrical and Electronics

Jour

nal o

f Ira

nian

Ass

ocia

tion

of E

lect

rical

and

Ele

ctro

nics

Eng

inee

rs -

Vol

.15-

No.

1- S

prin

g 20

18

1397بهار –ماره اول ش -ال پانزدهمس -مجله انجمن مهندسین برق و الکترونیک ایران

جی، نتـا3. در جـدول ردیـگیصورت م فتوولتائیک ستمیس ویتوان راکت 2ارائه شده در حالت سوم جدول جینتا یابیدهنده ارزحالت سوم نشان

، تلفات 3جدول جیارائه شده است. طبق نتا دیبار و تول یواقع ریبا مقادولتاژ تیو وضع افتهی يشتریحالت نسبت به حالت اول کاهش ب نیدر ا

. ابـدییها نسبت به حالت دوم بهبـود مولتاژ باس یکیو اعوجاج هارمون. نکتـه باشـدیم )6(در هر ساعت مطابق شکل ویتوان راکت يزیربرنامه

بینـیپیش ریاسـتفاده از مقـاد لیاست که مجددا به دل نیقابل توجه امجـددا یدر حالت واقعـ جینتا یابیارز ،سازيبهینهدر ندهیساعت آ 24

است کـه نی. نکته قابل ذکر اگرددیم ودیل قکام يمنجر به عدم ارضا 24 بینیپیشدر دیعدم تطابق بار و تول لیبه دل 18-9در ساعت فقط

. ردیگیصورت م دوم مرحلهدر سازيبهینه نده،یساعت و ساعت آ

اول هیشده در حالت سوم و ال يزیبرنامه ر ویتوان راکت :)6( شکل

حالت چهارم

حالت سوم در روز گذشته بر جیاول نتا مرحلهحالت چهارم در درو سپس بر اسـاس دهیاستخراج گرد ندهیساعت آ 24 بینیپیشاساس

همان روز، در صورت عدم تطابق ندهیدر ساعت آ دیبار و تول بینیپیش سـازيبهینه، )1(طبق فلوچارت شکل ودیق يعدم ارضا ای هابینیپیش فتوولتائیک ستمیس ویتوان راکت نهیمقدار به نییعدوم با هدف ت هیدر ال

مطـابق حالـت یجینتـا یواقعـ ریبا مقاد جینتا یابی. ارزردیگیصورت م. مطابق جـدول بـا کنتـرل دو شودیارائه م 4چهارم دارد که در جدول

صـورت کوتـاه مـدت به دیـبـار و تول بینیپیش نکهیا لیدلبه ايمرحله

بر اساس فتوولتائیک ستمیس ویتوان راکت سازيبهینهصورت گرفته و با دهیارضا گرد ستمیدر س ودیق هیتلفات را در بر داشته و کل نیآن، کمتر

در سـازيبهینهحاصـل از ویـتـوان راکت 19در ساعت نیاست. همچن. شکل گرددیدوم اجرا م هیال نیخود خارج شده و بنابرا دیاول از ق هیال .دهدیحالت را نشان م نیشده در ا يزیبرنامه ر ویتوان راکت جی، نتا)7(

شده در حالت چهارم يزیبرنامه ر ویتوان راکت :)7( شکل

حالـت 4در 𝑉𝑉𝑚𝑚𝑐𝑐𝑛𝑛و 𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚براي مقایسه بهتر نتایج، مقـادیر

ایـن ) ترسـیم شـده اسـت. 9) و (8) در شـکل (86مورد مطالعه (باس راکتیـو سیسـتم دهـد کـه اسـتفاده از ظرفیـت تـوان مطالعه نشان می

فتوولتائیک، در حالت سوم و چهارم منجـر بـه بهبـود نسـبی وضـعیت صورت زیر بیـان توان بهشود. علت این امر را میهارمونیکی سیستم می

کرد:ه هاي مرسوم براي جبران توان راکتیـو در شـبکیکی از روشاوال:

هاي مـوازي بـوده کـه در شـرایط هـارمونیکیتوزیع، استفاده از خازندید برخی از این واحدها منجر به رخداد تشدید یا شرایط نزدیک به تش

شود. میبا حـذف خـازن PVاستفاده از ظرفیت توان راکتیو سیستم ثانیا:

هاي تقویت کننده هارمونیک، منجـر بـه بهبـود وضـعیت هـارمونیکی شود. از طرف دیگـر تزریـق تـوان راکتیـو در شـبکه باعـث سیستم می

صلی ولتاژ در سیستم شـده کـه ایـن منجـر بـه کـاهش تقویت مولفه اTHD شود.ولتاژ شبکه می

ساعت شبانه روز در چهار حالت 24ولتاژ در یکیاعوجاج هارمون نیشتریب :)8( شکل

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23

Q(p

u)

ساعت

PV1PV2

-0.4-0.2

00.20.40.60.8

11.2

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23

Q(p

u)

ساعت

PV1PV2

0

1

2

3

4

5

6

-1 4 9 14 19 24

TH

D %

ساعت

حالت اولحالت دومحالت سومحالت چهارم

52

Dow

nloa

ded

from

jiae

ee.c

om a

t 12:

37 +

0330

on

Tue

sday

Oct

ober

27t

h 20

20

Page 11:  u { Ë ÂeÉZ Å Ä°^ {ÉY ĸu »Á { Ìf¯Y ½ YÂeÁ Zf·Áµ fÀ¯ |Ì ...jiaeee.com/article-1-541-fa.pdf · Journal of Iranian Association of Electrical and Electronics

1397هار ب -ماره اول ش -سال پانزدهم -مجله انجمن مهندسین برق و الکترونیک ایران

Journal of Iranian Association of Electrical and Electronics Engineers - V

ol.15- No.1- Spring 2018

ساعت شبانه روز در چهار حالت 24ولتاژ مینیمم در :)9شکل (

گیريجهینت ر بـ نینـو ايمرحلـهدو ویـمقاله روش کنترل ولتاژ و توان راکت نیدر ا

ــار و تول بینــیپیشاســاس يهاســتمیس يدارا عیــتوز در شــبکه دیــبسـتفاده از پراکنـده بـا ا دیـتول ستمیعنوان سبه يدیخورش فتوولتائیک

ل، او مرحلهشد. در شنهادیپ فتوولتائیک نورتریا ویتوان راکت تیظرف

24 بینـیپیشو بـر اسـاس ندهیساعت آ 24 يبرا ستمیس سازيبهینه و یکیمکان يهاچییسو تیگرفته و وضع رتصو دیبار و تول ندهیساعت آ

و عیسـر راتییـپوشـش دادن تغ يشده و برا يزیبرنامه ر ویتوان راکتتـوان در تیـفیک يپارامترهـا جـهیو در نت دینشده بار و تول بینیپیش

بینـیپیشدر مرحلـه دوم بـر اسـاس دیـبـار و تول بینیپیش ستم،یس راتییـوقـوع تغ تهمـان روز صـورت گرفتـه و در صـور نـدهیساعت آــوان راکت ،یتصــادف ــت ــهیبه فتوولتائیــک ســتمیس وی . روش شــودیم ن

بکار لفسناریوي مخت 4باس استاندارد در 123 ستمیدر س يشنهادیپسـاعت آینـده بـار و تولیـد بینـیپیشکـه دهدینشان م جیرفته و نتا

تواند منجر به برنامه ریزي عملیاتی موثرتري در توان راکتیو منبـع می فتوولتائیک و در نتیجه کنترل بهتر ولتاژ و توان راکتیو شبکه گردد.

سپاسگزاريتحـت حمایـت 3489این مقاله مستخرج از طرح پژوهشی بـه شـماره

ــوم محیطــی، دانشــگاه ــوژي پیشــرفته و عل ــوم و تکنول پژوهشــگاه عل می باشد. تحصیالت تکمیلی صنعتی و فناوري پیشرفته کرمان

مراجع:[1] Masters, C., Voltage rise: the big issue when connecting

embedded generation to long 11 kV overhead lines, Power Engineering Journal, vol. 16, pp. 5-12, 2002.

[2] M. Singh, V. Khadkikar, A. Chandra, and R. K. Varma, Grid interconnection of renewable energy sources at the distribution level with power-quality improvement features, IEEE Trans. Power Del.., vol. 26, no. 1, pp. 307–315, Jan. 2011.

[3] Yeh H-G, Gayme DF, Low SH. Adaptive VAR control for distribution circuits with photovoltaic generators. IEEE Trans Power Syst 2012; 27:1656–63.

[4] Varma RK, Khadkikar V, Seethapathy R. Nighttime application of PV solar farm as STATCOM to regulate grid voltage. IEEE Trans Energy Convers 2009; 24:983–5.

[5] K. Turitsyn, P. Šulc, S. Backhaus, M. Chertkov, Options for Control of Reactive Power by Distributed Photovoltaic Generators, Proc. IEEE, 99 (6), 1063–1073 (2011); arXiv:1008.0878.

[6] Lave, M.,Kleissl, J., andArias-Castro, E., High frequency irradiance fluctuations and geographical smoothing, Solar Energy, Vol. 86, No. 8, pp. 2190–2199, August 2012.

[7] Borghetti, M. Bosetti, S. Grillo, S. Massucco, C.A. Nucci, M. Paolone, F. Silvestro, Short-Term Scheduling and

Control of Active Distribution Systems with High Penetration of Renewable Resources, IEEE Systems Journal, Vol. 4, No. 3, pp. 313 - 322, Sept. 2010.

[8] S. Jadid, O. Homaee & A. Zakariazadeh, Voltage Control Approach in Smart Distribution Network with Renewable Distributed Generation, Journal of Iranian Association of Electrical and Electronics Engineers, Vol. 10, No.1, 2013.

[9] Hu, Z., Wang, X., Chen, H., and Taylor, G., Volt/Var control in distribution systems using a time-interval based approach, in Generation, Transmission and Distribution, IEE Proceedings-, pp. 548-554, 2003.

[10] Liang, R. H. and Cheng, C. K., Dispatch of main transformer ULTC and capacitors in a distribution system, Power Delivery, IEEE Transactions on, vol. 16, pp. 625-630, 2001.

[11] Viawan FA, Karlsson D. Voltage and reactive power control in systems with synchronous machine-based distributed generation. IEEE Trans Power Delivery 2008; 23:1079–87.

[12] Borghetti, A., “Using mixed integer programming for the volt/VAR optimization in distribution feeders,” Electric Power Syst. Res., Vol. 98, pp. 39–50, May 2013.

[13] Deshmukh, S., Natarajan, B., and Pahwa, A., Voltage/VAR control in distribution networks via reactive power injection through distributed generation, IEEE Trans. Smart Grid, Vol. 3, No. 3, pp. 1226–1234, September 2012.

[14] Paaso, E. A., Liao, Y., and Cramer, A., Formulation and solution of distribution system voltage and VAR control with distributed generation as a mixed integer non-linear programming problem, Electric Power Syst. Res., Vol. 108, pp. 164–169, March 2014.

[15] Jashfar,S.,Esmaeili, S., Volt/var/THD control in distribution networks considering reactive power capability of solar energy conversion, Electrical Power and Energy Systems, pp 221–233, 2014.

0.860.88

0.90.920.940.960.98

1

-1 4 9 14 19 24

Vm

in

ساعت

حالت اول حالت دومحالت سوم حالت چهارم

53

Dow

nloa

ded

from

jiae

ee.c

om a

t 12:

37 +

0330

on

Tue

sday

Oct

ober

27t

h 20

20

Page 12:  u { Ë ÂeÉZ Å Ä°^ {ÉY ĸu »Á { Ìf¯Y ½ YÂeÁ Zf·Áµ fÀ¯ |Ì ...jiaeee.com/article-1-541-fa.pdf · Journal of Iranian Association of Electrical and Electronics

Jour

nal o

f Ira

nian

Ass

ocia

tion

of E

lect

rical

and

Ele

ctro

nics

Eng

inee

rs -

Vol

.15-

No.

1- S

prin

g 20

18

1397بهار –ماره اول ش -ال پانزدهمس -مجله انجمن مهندسین برق و الکترونیک ایران

[16] Feng, X., Peterson, W., Yang, F., Wickramasekara, G., and Finley, J., Implementation of control center based voltage and VAR optimization in distribution management system, 2010 IEEE Power and Energy Society Distribution and Transmission Conference and Exposition, New Orleans, LA, 19–22 April, 2010.

[17] F. Sayadi, S. Esmaeili, F. Keynia, Feeder Reconfiguration and Capacitor Allocation in Presence of Non-linear Loads Using New P-PSO Algorithm”, IET- GTD, doi: 10.1049/iet-gtd.2015.0936, 2016.

[18] Calderaro V, Conio G, Galdi V, Massa G, Piccolo A. Optimal decentralized voltage control for distribution systems with inverter-based distributed generators. IEEE Trans Power Syst 2014; 29:230–41.

[19] Calderaro V, Galdi V, Piccolo A, Massa G. Optimal fuzzy controller for voltage control in distribution systems. In: 11th international conference on intelligent systems design and applications (ISDA). IEEE; 2011. p. 1282–7.

[20] Ming Ding, Lei Wang, Rui Bi, An ANN-based Approach for Forecasting the Power Output of Photovoltaic System, Procedia Environmental Sciences, 2011, pp.1308-1315.

[21] Sandjib, M. Short term load forecasting using computational intelligence methods, Master Thesis. National Institute of Technology of Rourkela, 2008.

[22] Amjady N. Short-term bus load forecasting of power systems by a new hybrid method. IEEE Trans Power Syst 2007; 22:333–41.

[23] Seifi H, Sepasian MS. Electric power system planning: issues, algorithms and solutions. Springer; 2011.

[24] Jie Shi Wei-Jen Lee Y ongqian Liu Yongping Yang Peng Wang, Forecasting Power Output of Photovoltaic System Based on Weather Classification and Support Vector Machine, IEEE Transactions on Industry Applications, pp. 1064 – 1069, 2011.

[25] E. Lorenz, J. Hurka, D. Heinemann, and H.G. Beyer, Irradiance forecasting for the power prediction of grid-connected photovoltaic systems, IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing, vol. 2, pp. 2-10, 2009.

[26] Cai. Tao, Duan. Shanxu, and Chen. Changsong, Forecasting power output for grid-connected photovoltaic power system without using solar radiation measurement, PEDG Symposium, pp. 773-777, 2010.

[27] Yona, T. Senjyu, A.Y. Saber, T. Funabashi, H. Sekine, and Kim. Chul-Hwan, Application of neural network to oneday- ahead 24 hours generating power forecasting for photovoltaic system, ISAP Conference, 2007.

[28] Adnan So¨zen, Erol Arcakloglu, Mehmet O¨zalp, and Naci C¸ aglar, Forecasting based on neural network approach of solar potential in Turkey, Renewable Energy, vol. 30, pp. 1075-1090, June 2005.

[29] Zhaoyu, P., Shengzhu, L., Hong, Z., and Nan, Z., The Application of the PSO Based BP Network in Short-Term Load Forecasting, Physics Procedia, vol. 24, pp. 222-232, 2012.

[30] Hu Z, Wang X, Chen H, Taylor G., Volt/var control in distribution systems using a time-interval based approach. Gener, Transm Distrib, IEE Proc: IET 2003:548–54.

[31] Kersting W. Radial distribution test feeders. In: Power engineering society winter meeting. IEEE; 2001. p. 908–12.

[32] www.iso-ne.com/markets/hourly/smd_hourly.xls [33] www.soxlamps.com/weather.htm

فهیمه صیادي شهرکی، فرشید کی نیا و سعید اسماعیلی، پخش بار ]34[پیشنهادي، نشریه P-PSOاقتصادي دینامیکی بهنیه با استفاده از

، شمارة دوم، علمی پژوهشی مهندسی و مدیریت انرژي، سال پنجم .13-2، صفحه 1394تابستاى

هانویسزیر

1 HLFC 2 Total Harmonic Distortion 3 Exploration 4 Exploitation 5 Neural Network 6 Relative Mean Squire Error

54

Dow

nloa

ded

from

jiae

ee.c

om a

t 12:

37 +

0330

on

Tue

sday

Oct

ober

27t

h 20

20