PSO قادر به فرار از نقطهی بهینهی محلی است.
شکل (۳-۸)، فلوچارت نحوهی بهینه سازی توسط الگوریتم PSO را نشان میدهد.
شروع
مقداردهی اولیه ذرات
افزودن به ذره
ارزیابی تابع هدف به ازای موقعیت هر ذره
خیر
تابع هدف ذره کمتر از تابع هدف Pbest؟
بله
Pbest = ذره
قرار دادن بهترین Pbest به عنوان Gbest
افزودن به تکرار
بهروز رسانی سرعت و موقعیت ذره
خیر
تکرار به انتها رسیده؟
بله
استخراج پاسخهای بهینه
پایان
شکل (۳-۸): فلوچارت نحوهی بهینه سازی الگوریتم PSO
فصل چهارم:
بهینه سازی تابع هدف
۴-۱ دیباچه
انتخاب تابع هدف متناسب با تحقیق از جایگاه ویژهای در هر مطالعه برخوردار است. انتخاب تابع هدفی که تناسبی با دنیای واقعی نداشته و قابل تعمیم در سطح کاربردی و عملی نیست، در بهینه سازی محلی از اعراب ندارد. این بخش به بحث روی انواع تابع هدف بکار رفته در مساله جایابی بهینه خازن میپردازد و بعد از معرفی انواع تابع هدف مرسوم، تابع هدف این پایان نامه را مورد اشاره قرار میدهد.
مطالعات نشان میدهد که حدود ۱۳% از توان تولید شده در سیستم قدرت به صورت تلفات اهمی در بخش توزیع تلف می‏گردد. جریانهای راکتیو درصدی از این تلفات را به خود اختصاص می‏دهند و با افزایش جریان راکتیو بارها، تلفات سیستم نیز افزایش می‏یابد. سیستمهای توزیع به عنوان رابط بین مصرفکنندگان و سیستمهای انتقال میباشند. یکی از معضلات همیشگی شبکه‏های توزیع، بالا بودن مقدار تلفات در این نوع شبکه‏هاست، که درصد قابل توجهی از کل تلفات شبکه سراسری را تشکیل می‏دهد. در این سیستمها به علت پایین بودن ولتاژ و بالا بودن جریان، تلفات RI² بسیار بیشتر و مهمتر از سیستمهای انتقال است. هرگونه اقدامی در جهت کاهش تلفات، موجب افزایش صرفه‏جویی در هزینه‏ های سرمایه‏گذاری، بهره‏برداری و نگهداری شبکه خواهد شد.
به طور کلی مزایای کاهش تلفات را می‏توان اینگونه برشمرد: تعویق در سرمایه‏گذاریهای آتی، کاهش هزینه‏ های ثابت، کاهش هزینه‏ های بهره‏برداری، افزایش فروش انرژی و بهبود پروفیل ولتاژ. یکی از مسائلی که مورد توجه مهندسین برق و شرکتهای مربوط به توزیع انرژی الکتریکی قرار گرفته است، جایابی خازنها در شبکههای توزیع میباشد. نصب مناسب خازنها با جبران بخشی از جریان راکتیو مصرفی، علاوه بر کاهش تلفات انرژی می‏تواند آزادسازی ظرفیت تجهیزات نصب شده در سیستم توزیع، اصلاح ضریب قدرت و بهبود پروفیل ولتاژ را نیز دربر داشته باشد. روشهایی که در خصوص خازنگذاری مطرح می‏شوند بایستی قادر به تعیین مکان و ظرفیت بهینه خازن‏هایی که روی شین‏های شبکه توزیع متصل خواهند شد، باشند.
با توجه به تاثیر زیاد مصرف توان راکتیو در شبکه و اثرات نامطلوب آن، کاهش مصرف توان راکتیو در سیستم قدرت اجتناب ناپذیر است. با توجه به مباحث مطروحه در فصل اول این پایان نامه خازن بهترین انتخاب ممکن بین منابع توان راکتیو است. نصب خازن بایستی با در نظر گرفتن ملاحظات فنی و اقتصادی باشد. حضور خازن از نظر فنی، موجب افزایش ضریب توان میشود، اما این افزایش نباید آنقدر زیاد باشد که موجب پیشفاز شدن شبکه شود. همچنین نصب خازن بایستی توجیه اقتصادی داشته باشد، یعنی نصب آن چنان صرفهی اقتصادی داشته باشد که جذابیت لازم را برای مصرفکننده بوجود آورد. برای ارضاء این دو، بایستی خازن در بهترین نقطه ممکن و با مناسبترین ظرفیت نصب شود. چه آنکه عدم نصب آن در محل مناسب با ظرفیت مناسب نه توجیه اقتصادی دارد و نه توجیه فنی. اینجاست که بهینهبودن جایابی و تعیین ظرفیت خازن نمایان میشود.

( اینجا فقط تکه ای از متن پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

مساله جایابی و تعیین ظرفیت خازن با هر روش و تکنیکی دارای مراحل تقریبا ثابت و مشخصی است که طراح بایستی از آن پیروی کند. به منظور حل مساله جایابی خازن مراحل زیر بایستی طی شود:
چگونگی ساختار شبکه: اولین مرحله دقت در ساختار شبکهای که خواهان نصب خازن در آن هستیم، میباشد. در این پایان نامه و غالب مطالعات، شبکه دارای ساختار شعاعی است. در مورد شبکه به سه نوع داده نیاز است. به منظور ایجاد دید کلی از شبکه وجود دیاگرام تکخطی شبکه الزامی است. طراح با مشاهده دیاگرام تکخطی به نحوه ارتباط خطوط و شینهها پی میبرد. تمامی خطوط ارتباطی دارای امپدانساند، که کم و زیاد بودن آن تاثیر مستقیم به نحوه پخش جریان، تلفات و در نهایت جایابی خازن میگذارد، پس مقاومت و راکتانس خطوط دومین پارامتر مورد نیاز است. تمامی شینهها در شبکه شعاعی دارای مصرف توان اکتیو و راکتیواند که خازنگذاری با هدف کمینهسازی این مصرف راکتیو بکار میرود، پس سومین پارامتر مورد نیاز توان اکتیو و راکتیو مصرفی شینههاست.
انتخاب نوع خازن: از نقطه نظر جایابی خازن، خازنها به دو دسته ثابت و کلیدزنی تقسیم میشوند. مزیت خازن کلیدزنی در مقایسه با ثابت، ورود پلکانی آن و تناسب دقیقتر با میزان مصرف راکتیو است. این امر موجب کاهش هزینه کل میشود.
انتخاب تابع هدف و قیود: تابع هدف، در واقع مقصد نهائی مسالهی جایابی خازن است. تابع هدف بایستی تا حد امکان تمامی پارامترهای مهم را دربر گرفته و جامع باشد. حل مسالهی جایابی خازن دارای چندین قید است، این قیود متناسب با نوع هدف میباشند.
الگوریتم حل مساله: تکنیک و الگوریتم مسیری برای رسیدن به تابع هدف است. موارد قبلی، بیشتر حالت انتخابی داشته اما الگوریتم حل مساله محل بحث بیشتری برای محققان است. الگوریتم حل مساله بایستی توانائی حل مساله بهینه سازی را داشته و دارای دقت کافی نیز باشد.
۴-۲ بیان مساله
پیچیدگی هر مسالهی بهینه سازی به چگونگی فرمولبندی تابع هدف و قیود آن وابسته است. تابع هدف میتواند به سادگی یک تابع خطی و یا پیچیدگی یک تابع غیرمحدب، باشد. در بسیاری از موارد، تابع هدف توسط دامنهی محدودی از متغیرهای تصمیم (کنترل) محدود میشود. قیود میتواند به دو صورت باشد، قیود مساوی و قیود نامساوی. هرگاه مسالهی بهینه سازی با قیود نامساوی فرمولبندی شود، مشخصه های تابع هدف و قیود به منظور انتخاب یک روش حل مناسب، بایستی مطالعه شود. مسالهی جایابی بهینهی خازن را میتوان به صورت یک مسالهی بهینه سازی مقید فرمولبندی کرد [۷۶]:
(۴-۱)
(۴-۲)
(۴-۳)
که در آن، f(x,u) تابع هدف است. متغیر حالت، x، مبین حالت سیستم توزیع و طرح جایابی خازن، با بهره گرفتن از متغیر u بیان میشود. F(x,u) مبین مجموعهای از قیود مساوی و G(x,u) بیان کنندهی قیود نامساوی مساله است.
در این پایان نامه، جایابی و تعیین ظرفیت بهینهی خازن به صورت یک مسالهی بهینه سازی عدد صحیح غیرخطی مقید فرمولبندی شده است. تابع هدف بکار رفته در این تحقیق، تابعی از هزینه تلفات توان و هزینه بانک خازنی است که توسط قیود مساوی و نامساوی محدود شده است.
هدف کلی، کمینهسازی هزینه تلفات توان اکتیو و هزینه نصب خازن شنت است. مدل ریاضی تابع هزینه، به صورت زیر نشان داده میشود:
(۴-۴)
که در آن،
K_p: هزینه سالیانهی معادل تلفات توان ($/kW/year)
K_ci: هزینه سالیانهی تزریق توان راکتیو در شین i ($/kVAr/year)
Q_ci: مقدار تزریق توان راکتیو در شین i (kVAr)
nc: تعداد کل خازنهای شنت برای نصب.
P_loss: تلفات توان اکتیو کل.
بایستی توجه کرد که هزینه تلفات توان اکتیو ثابت است. هرچند، هزینه تزریق توان اکتیو براساس اندازهی یک خازن با دیگری فرق میکند [۷۷]. به طور کلی، ظرفیت بالاتر خازن، منجر به هزینه کمتر میشود.
نکتهی قابل توجه اینکه، متغیرهای کنترل در تابع هدف مذکور، که گاهی اوقات آن را متغیر تصمیم نیز میگویند، همان تزریق توان راکتیو (یعنی ظرفیت خازن) است.
رابطه فوق، تابع تکهدفهی سادهایست که در آن بحث پروفیل ولتاژ لحاظ نشده است. از این رو، در این پایان نامه، تابع چند هدفه جدیدی به صورت زیر تعریف میشود:
(۴-۵)
که در آن،
w₁ و w₂ ضرایب ثابت که از معکوس هزینه تلفات و انحراف ولتاژ قبل از جایابی خازن تعیین میشوند.