نگارش پایان نامه در رابطه با پخش بار سری زمانی- ... - منابع مورد نیاز برای پایان نامه : دانلود پژوهش های پیشین |
در روشهای بر پایه مونت کارلو اگر ورودیهای سیستم به صورت سری زمانی تولید و بار باشد، خروجی این روش نیز سری زمانی ولتاژ و توان عبوری از خطوط خواهد بود. اما مشخصههای مورد علاقه، توابع توزیع ولتاژ و توان عبوری از خطوط است. به نظر میرسد که همبستگی زمانی[۳۰] که به وسیله تعاریف ACC[31] و [۳۲]PACC در سریهای زمانی مشخص می شود، در آنالیز PLF چندان از درجه اهمیت بالایی برخوردار نباشد. اما در شرایطی که در شبکه المانهای وابسته به زمان همچون تپ ترانس و بانکهای خازنی وجود داشته باشند، همبستگی زمانی از درجه اهمیت بالایی برخوردار است ]۴[.
مروری بر کارهای انجام شده
ترتیب مقالات معرفی شده در این بخش بدین صورت است که ابتدا به بررسی روشهای مختلف پخش بار احتمالی پرداخته می شود، در ادامه برخی روشهای مدلسازی ارتباط بین متغیرها بررسی شده، و در انتها به کاربرد سریهای زمانی در بخشهای مختلف شبکه قدرت اشاره شده است.
در ]۱۰[ که از اولین مطالعات انجام شده در زمینه PLF است، نویسنده دلایل عدم قطعیت شبکه را به صورت زیر برمیشمرد:
خطا در اندازه گیری و یا عدم دقت در پیش بینیها،
فرض قرار داشتن توان مصرفی بارهای سیستم در یک محدوده مشخص،
خروج برنامه ریزی نشده برخی تجهیزات از شبکه قدرت.
پس برای ارزیابی امنیت شبکه و یا طراحی خطوط انتقال جدید، نیازمند به بررسی توانهای عبوری از خطوط برای یک بازه از تغییرات بار میباشیم.
(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت nefo.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))
در حل مسئله PLF در این مرجع فرضیات زیر در نظر گرفته شده است:
توانهای عبوری از خطوط با توانهای تزریقی به شبکه قدرت ارتباط خطی دارند،
توانهای اکتیو و راکتیو به صورت مستقل از هم میباشند،
تعادل توان به صورت جمع توانهای مصرفی و تولیدی است و به صورت تعادل توان در قسمت خاصی از شبکه در نظر گرفته نمی شود.
در این مقاله از پخش بار DC جهت ارتباط خطی بین توانهای عبوری و توانهای تزریقی به شبکه قدرت استفاده می شود و توابع توزیع برای متغیرهای ورودی سیستم به صورت دوجملهای، گسسته و ثابت در نظر گرفته شده است.
در ]۱۱[ که از جمله اولین کارهای صورت گرفته در زمینه فرمولبندی پخش بار احتمالی است، مشکلات روش پخش بار با در نظر گرفتن عدم قطعیت، که در آن ورودی ها به صورت توابع توزیع هستند را به صورت زیر بر میشمرد:
و V که به ترتیب زوایا و ولتاژ باسهای سیستم هستند به صورت صریح بر حسب P و Q نوشته نشده اند،
توابعی که ارتباط بین متغیرهای شبکه را برقرار می کنند کاملا غیرخطی هستند،
، V، P و Q الزاما مستقل از هم نیستند.
در این مقاله از خطیسازی معادلات پخش بار برای یافتن PDF اندازه ولتاژ و زوایا، توانهای اکتیو و راکتیو استفاده می کند. دو فرمولبندی متفاوت در این مرجع ارائه شده است و در ادامه نتایج میانگین آنها با نتایج حاصل از پخش بار قطعی مقایسه شده است. فرمولاسیون ۱ و ۲ در این مقاله، بر اساس فرضیات پخش بار DC میباشد. ولتاژ تمامی شینههاp.u 1 فرض می شود، از کلیه مقاومتها صرف نظر شده و که اختلاف زاویه بین دو باس سیستم است کوچک فرض می شود. خروجیهای این قسمت از مسئله توان اکتیو و زاویه تقریبی تمام شینههاست. در ادامه در فرمولاسیون ۱ روابطی برای محاسبه توان راکتیو و همچنین ولتاژ شینهها ارائه شده است. در فرمولاسیون ۲ برای محاسبه توان راکتیو و ولتاژ از خطیسازی بخشی از معادلات استفاده می شود، در حالی که در فرمولاسیون ۱ از آنها صرفنظر شده بود. در تمامی این معادلات توان اکتیو فقط با و توان راکتیو فقط با ولتاژ باسهای سیستم نسبت دارد، به عبارتی توانهای اکتیو و راکتیو هیچ ارتباطی با هم ندارند.
در ]۱۲[ به بهبود روشهای ارائه شده در ]۱۱[ پرداخته شده و با در نظر گرفتن ارتباط توانهای اکتیو و راکتیو با هم، نتایج خصوصا در مورد مقادیر ولتاژ و توانهای راکتیو بهتر شده است. در این مرجع دو روش فرمولاسیون ۳ و۴ توسط نویسنده پیشنهاد شده است. در فرمولاسیون ۳ همچنان فرض بر این است که توانهای اکتیو و راکتیو با هم نسبتی ندارند و تنها خطیسازی برخی عبارات که در فرمولاسیون ۲ از آن ها صرف نظر شده بود، در نظر گرفته شده است. اما در فرمولاسیون ۴ به عنوان آخرین مرحله از این فرمولاسیونها، روابط بین توانهای اکتیو و راکتیو مدل شده و از متغیرهای ولتاژ در توان اکتیو و زوایای بین شینهها در توان راکتیو استفاده شده است. اما مشکلی که در این فرمولاسیونها تا انتها حل نشده باقی مانده است، مدل نمودن ارتباط بین بارهای سیستم است.
در ]۱۳[ همانطور که پیشتر نیز گفته شد، برای کاهش خطای ناشی از خطیسازی حول یک نقطه کار سیستم، خطیسازی معادلات پخش بار حول چندین نقطه اطراف میانگین انجام شده است. پس از خطیسازی حول هر نقطه، از تکنیک کانولوشن برای یافتن پاسخ حول آن نقطه استفاده می شود و سپس با ترکیب پاسخها جواب نهایی را مییابد. نکته مهم در اینجا انتخاب نقاطی است که خطیسازی حول آنها انجام می شود. برای یافتن این نقاط از الگوریتم Boundry LF که می تواند ماکزیمم و یا مینیمم عبارات خطیسازی شده را بیابد، استفاده شده است. در توابع توزیع ورودی سیستم قدرت، با در نظر گرفتن نقاطی که در بازه از میانگین قرار دارند، برای یافتن نقاط مورد نظر استفاده شده است. نتایجی که با بهره گرفتن از این روش به دست آمده، نسبت به روش معمول که خطیسازی حول یک نقطه صورت میگیرد بهبود پیدا کرده است.
در ]۱۴[ نیز از خطیسازی معادلات حول چند نقطه استفاده شده، اما برای مشخص نمودن این نقاط از روش دیگری استفاده می کند. انتخاب این نقاط با بهره گرفتن از شاخصی بر مبنای مقدار کل توان اکتیو موجود در سیستم است. در این مرجع از ترکیب روشهای مونت کارلو و معادلات خطیسازی شده در چند نقطه برای آنالیز PLF استفاده می کند.
در ]۱۵[ برای کاهش خطای ناشی از خطیسازی حول یک نقطه، با تقسیم پروفیل زمانی بار سیستم به چندین بخش، غیرخطی بودن معادلات پخش بار را در نظر میگیرد. با خطیسازی معادلات حول هر یک از این بخشها، نتایج به دست آمده نسبت به حالت معمول، بهبود پاسخها را نشان می دهند.
در ]۱۶[ از معادلات پخش بار بسط داده شده تا درجه دوم سری تیلور (Quadratic PLF) جهت کاهش خطای ناشی از خطیسازی حول تنها یک نقطه استفاده شده است. همچنین توابع تولید بهینه ژنراتورها در معادلات پخش بار در نظر گرفته شده است. بارهای سیستم نیز به صورت تابع توزیع نرمال مدل میشوند. توابع توزیع تولید با خطیسازی توابع تولید بهینه ژنراتورها مدل می شود. در ادامه با بهره گرفتن از ممانهای متغیرهای تصادفی ورودی و معادلات پخش بار، متوسط و واریانس متغیرهای خروجی محاسبه می شود. خروج ژنراتورها از مدار در بخش دیگری از این محاسبات و به صورت مجزا در نظر گرفته می شود. سپس با ترکیب نتایج حاصل از پخشبار در شرایط عادی با نتایج حاصل از خروج ژنراتورها و احتمال وقوع آنها میتوان پاسخ خروجی را به دست آورد. در این مرجع نشان داده شده است که در حالت کلی تاثیر در نظر گرفتن مولفه درجه دوم بسط تیلور در بهبود پاسخها کم خواهد بود، اما در حالت بارگذاری زیاد در شبکه و یا تغییرات شدید بار، در نظر گرفتن این مولفه حایز اهمیت است.
در ]۱۷[ به بررسی الگوریتم PLF با در نظر گرفتن نرخ خروج تجهیزات سیستم قدرت پرداخته است. در این الگوریتم توپولوژی شبکه به صورت یک متغیر گسسته در نظر گرفته شده است. با توجه به اینکه تغییرات توپولوژی شبکه منجر به تغییر معادلات پخش بار می شود، PDF یا CDF خروجی برای هر متغیر حالت شبکه به صورت ضریب وزنی از PDF یا CDF در هر یک از توپولوژیهای مختلف شبکه است. در نظر گرفتن نرخ خروج تجهیزات شبکه، زمانی که عدم قطعیت بار کم باشد در برنامه ریزی سیستم قدرت حایز اهمیت است. اما زمانی که عدم قطعیت بار، غالب عدم قطعیت سیستم را در بر میگیرد تاثیر نرخ خروج تجهیزات کمتر خواهد شد.
در ]۱۸[ از خاصیت کومولنت متغیرهای تصادفی و تابع Von Miss برای حل مسئله پخش بار استفاده شده است. در این جا توابع توزیع برای بارهای سیستم میتوانند غیر نرمال باشند. متغیرهای ورودی به صورت مستقل از هم در نظر گرفته شده اند، اما میتوان یک ارتباط خطی نیز بین متغیرهای ورودی در این روش در نظر گرفت. همچنین برای متغیرهای شبکه قدرت در این مسئله توابع توزیع نرمال، گسسته و دو جملهای در نظر گرفته می شود. در این مرجع از فرمولاسیون ۲ که در ]۱۱[ معرفی شده است استفاده کرده، بنابراین توانهای اکتیو و راکتیو مستقل از هم فرض میشوند. در این مرجع با بهره گرفتن از کومولنتهای ورودی و معادلات پخش بار، کومولنتهای خروجی محاسبه میشوند. اثبات می شود به جای استفاده از کانولوشن برای محاسبه توابع توزیع خروجی میتوان توابع توزیع پیوسته و گسسته را به صورت جداگانه در نظر گرفت. چون جمع چند متغیر نرمال باز هم یک متغیر نرمال خواهد بود، میتوان قسمت پیوسته متغیرهای خروجی را توسط ممانهای قسمت پیوسته به راحتی محاسبه کرد. اما در قسمت گسسته، با داشتن ممانها از روش Von Miss برای محاسبه تابع توزیع گسسته استفاده می شود. در ادامه با فرض نرمال بودن توابع توزیع موجود در قسمت پیوسته، یک رابطه بسته برای تابع توزیع متغیرهای خروجی بر اساس توابع توزیع قسمت های گسسته و پیوسته ارائه شده است.
در ]۱۹[ با بهره گرفتن از خطیسازی معادلات پخش بار، معادلات شبکه به فرم به دست آمده است. با یافتن کومولنتهای ورودی و استفاده از روابط خطیسازی شده پخش بار، کومولنتهای خروجی محاسبه می شود. در ادامه بسط گرام-چارلیر[۳۳] برای یافتن PDF متغیرهای تصادفی خروجی به کار گرفته می شود. در این مسئله فرض استقلال پارامترها در نظر گرفته شده است.
در ]۲۰[ از PLF جهت برنامه ریزی در شبکه قدرت استفاده می شود. در این مقاله روش جدیدی برای محاسبه PDF و CDF توانهای عبوری از خطوط ارائه شده است. در این روش از ترکیب خواص کومولنت متغیرهای تصادفی و بسط گرام-چارلیر برای محاسبه توابع توزیع خروجی استفاده می کند. این روش به این صورت، از محاسبات سنگین به روش کانولوشن می پرهیزد و آن را با یک محاسبات جبری جایگزین می کند. این روش برای محاسبه توابع توزیع خروجی، تنها یک بار اجرا می شود و به جهت افزایش سرعت از پخش بار DC استفاده می کند.
در ]۲۱[ برای بررسی بهره برداری از شبکه توزیع، الگوریتم PLF بر اساس روش مونت کارلو پیشنهاد شده است. در این روش فرض می شود عدم قطعیت ناشی از تغییرات روزانه بار، تجهیزات کنترل ولتاژ در قسمت های مختلف خط و تغییر توپولوژی شبکه برای تعمیرات، قابل تخمین یا اندازه گیری باشد. بنابراین این الگوریتم می تواند توزیع متغیرهای شبکه را در خروجی برآورد کند. تابع توزیع بانکهای خازنی به صورت گسسته در نظر گرفته شده و تنظیم کننده های ولتاژ نیز به صورت متغیرهای کنترلی در معادلات حضور دارند. این مطالعات روش مناسبی برای بررسی حضور تولیدات پراکنده و تجهیزات بهبود دهنده ولتاژ در شبکه قدرت است.
در ]۲۲[ محدودیت تنظیم متغیرهای کنترل کننده ولتاژ در پخش بار احتمالی سیستم قدرت در نظر گرفته شده است. در این الگوریتم احتمال خروج متغیرهای کنترلی از حدود مجاز، در یک بازه زمانی برنامه ریزی برای شبکه قدرت محاسبه می شود، و با ایجاد کمترین تغییرات کنترلی در متغیرها، مشکلات شبکه را برطرف می کند. این مرجع در نظر دارد با انتخاب مقادیر تپ مناسب برای ترانسهای شبکه و جبرانسازی خازنی، میزان نفوذ انرژی بادی به شبکه را ماکزیمم کند. در این مرجع از روش تحلیلی بر مبنای کانولوشن برای حل معادلات PLF استفاده شده است.
در ]۲۳[ از تکنیک تخمین دو نقطهای برای در نظر گرفتن تغییرات پارامترهای شبکه استفاده شده است. در این مرجع فرض بر این است که عدم قطعیت توانهای تزریقی به شبکه و پارامترهای شبکه قابل پیش بینی باشد. در این روش به جای PDF متغیر تصادفی از دو نقطه از PDF آن که هر کدام با یک ضریب وزنی احتمال، PDF متغیر تصادفی را تخمین میزنند استفاده می شود. با بهره گرفتن از این نقاط و معادلات غیرخطی پخش بار، برای یافتن ممانهای آماری خروجی استفاده می شود. در این روش با m متغیر تصادفی موجود در شبکه، تنها از ۲m محاسبه پخش بار قطعی برای یافتن ممانهای توابع توزیع خروجی استفاده می شود. در این روش متغیرهای تصادفی نسبت به هم مستقل در نظر گرفته شده اند. توابع توزیع در نظر گرفته شده برای متغیرهای تصادفی در این مسئله شامل نرمال، گسسته و یکنواخت است. همچنین نشان داده شده است که با افزایش میزان عدم قطعیت در پارامترهای شبکه، میزان خطای پاسخها افزایش خواهد یافت. حساسیت دقت این روش به تغییرات توان در باسها بیش از تغییر پارامترهای سیستم است. زمان محاسبات کمتر و دقت بیشتر این روش از مزایای آن نسبت به روش خطیسازی در چند نقطه است که در ]۱۴[ پیشنهاد شده بود. از مشکلات دیگر این روش این است که تابع توزیع متغیر تصادفی را در خروجی مسئله در اختیار نمیگذارد. همچنین با در نظر گرفتن ارتباط بین متغیرها، این روش فرمولاسیون بسیار پیچیدهای پیدا خواهد کرد.
در ]۲۴[ از PLF با در نظر گرفتن خروج خطوط انتقال از مدار و عدم قطعیت در بار و تولید استفاده می کند. در این جا خروج خطوط از مدار به صورت تزریق توان در دو انتهای خط مدل شده، به گونه ای که توانی که از خط عبور می کند همانند حالتی است که خروج خط انتقال در شبکه رخ داده است. در این روش برای در نظر گرفتن خروج خطوط انتقال و ژنراتورها و عدم قطعیت بار از ممانها و کومولنتهای متغیرهای تصادفی استفاده شده است. تغییرات در تابع توزیع ولتاژ و توان عبوری از خطوط را که ناشی از توزیع نرمال و گسسته متغیرهای ورودی شبکه است، به صورت مجزا در نظر گرفته می شود. به این صورت که برای حل قسمت گسسته مسئله از روش Von Miss استفاده می شود و متغیرهای خروجی از کانولوشن قسمت های گسسته و پیوسته با هم به دست می آید. استفاده از بسط سری گرام-چارلیر زمانی که بخواهیم مولفههای بیشتری را در نظر بگیریم، الزاما ممکن است دقت پاسخها را بیشتر نکند. اما در این مقاله با در نظر گرفتن ممانهای بالاتر در روش Von Miss میتوان دقت پاسخها را افزایش داد. در این مقاله برای متغیرهای حالت سیستم حدودی در نظر گرفته شده است. در استفاده از این روش امکان بروز دو خطا وجود دارد، یکی ناشی از دقت مقادیر پیش بینی شده توانهای تزریقی در دو سمت خط انتقال و دیگری به دلیل انتخاب مقادیر حدود متغیرهای حالت سیستم است. زمانی که تغییرات متغیرهای حالت سیستم بیش از حدود مشخص شده باشد، میبایست به جای معادلات خطیسازی شده از معادلات کامل و غیرخطی استفاده شود.
در ]۱[ از سریهای زمانی تولید و مصرف برای آنالیز پخش بار استفاده شده است. داده های مربوط به مصرف معمولا از بررسی گذشته قابل دستیابی است، اما تولید در توربینهای بادی نیازمند بررسی منابع آنها در یک بازه زمانی است. پخش بار قطعی در بازههای ساعتی در طول یک سال یا بیشتر، می تواند برای یافتن پروفیل بار سیستم بر حسب زمان، موارد اضافه بار و اتصالات نامناسب تجهیزات به شبکه قدرت استفاده شود. بر خلاف روش مونت کارلو داده های ورودی از توزیعهای آماری حاصل نمیشوند بلکه مستقیما از سریهای زمانی تولید و مصرف استفاده می شود. در این روش برای بررسی یک بازه یک ساله نیاز به ۸۷۶۰ پخش بار قطعی است.
در ]۲۵[ مزایای روشهای تقریبی در جنبه های زیر مورد تاکید قرار گرفته است:
در این روشها همانند روشهای عددی همچون مونت کارلو از معادلات غیرخطی استفاده می شود اما در عین حال زمان محاسبات نیز کمتر است،
استفاده از این روش بر مشکلاتی چون، عدم اطلاع دقیق از سیستم غلبه می کند، زیرا این روش توابع توزیع را تنها با ممانهای اولیه آنها تقریب میزند (متوسط، واریانس، اسکیونس[۳۴]، و کورتوسیس[۳۵]).
در این مقاله از روش تخمین نقطهای هانگ که در ]۹[ برای حل معادلات پخش بار معرفی شده، استفاده می کند. در این مقاله چهار طرح مختلف برای بررسی روش هانگ در نظر گرفته شده است. اگر m نماینده تعداد متغیرهای تصادفی شبکه باشد، این چهار طرح به صورت ۲m، ۲m+1، ۳m و ۴m+1 است، که در هر یک از آنها برای محاسبه ممانهای تابع توزیع متغیر تصادفی خروجی از این تعداد پخش بار قطعی استفاده می شود. طرح ۲m مبنای روش تخمین دو نقطهای است. نشان داده می شود که با افزایش تعداد متغیرهای سیستم، عدم دقت این روش افزایش مییابد. این مرجع با اعمال این چهار طرح متفاوت به سیستم مورد مطالعه نشان میدهد که طرح ۲m+1 تنها با اضافه کردن یک پخش بار قطعی می تواند مشکلات روش تخمین دو نقطهای را تا حد زیادی برطرف نماید. طرح ۲m+1 به دلیل در نظر گرفتن کورتوسیس متغیرهای ورودی، تنها با یک بار افزایش عملیات پخش بار نتایج دقیقتری ارائه میدهد. در ادامه نتایج با نتایج حاصل از پخش بار مونت کارلو مقایسه شده است.
در ]۲۶[ روش جدیدی برای SLF با نمونهبرداری بر اساس روش Sigma Point استفاده شده است. این روش می تواند مقادیر متوسط و کواریانس متغیرهای شبکه را در خروجی محاسبه کند. در این مسئله با وجود k توزیع نرمال در سیستم، تنها با ۲k+1 نمونهبرداری از توابع توزیع و پخش بار قطعی میتوان متوسط و واریانس متغیرهای شبکه را محاسبه نمود. مزایای استفاده از این روش به صورت زیر است:
دقت نتایج در این روش بالاتر یا همسان با روش خطیسازی معادلات پخش بار توسط سری تیلور تا جمله دوم است،
این روش نیازی به مشتق گیری ندارد،
افزایش متغیرهای تصادفی در این مسئله، محدودیتی برای این روش ایجاد نمیکند.
در ]۲۷[ روشی جدید برای در نظر گرفتن شبکه پایین دستی در مطالعات پخش بار ارائه شده است، همچنین برای کاهش خطای ناشی از خطیسازی، ایدههایی ارائه نموده است. فرضیات استقلال پارامترهای شبکه از هم و ثابت بودن توپولوژی شبکه در این مرجع در نظر گرفته شده است. در این الگوریتم از یک نگاشت خطی بین جریانهای تزریقی و جریان خطوط استفاده شده است. این روش PDF اندازه جریان را از PDF توانهای تزریقی حساب می کند. در این روش بر خلاف روشهای دیگر، شبکه را در نقاط خاصی بسط نمیدهد، بنابراین در یک بازه وسیعتر از تغییرات مقادیر ورودی، پاسخها معتبر خواهد بود.
در ]۲۸[ الگوریتم PLF بر اساس کومولنت توابع توزیع متغیرهای تصادفی و بسط کورنیش-فیشر[۳۶] که برای توابع توزیع غیرگوسی مناسب است، میباشد. در این مقاله با نگاه به بررسی مبحث امنیت شبکه، همانند اضافهبار شدن خطوط انتقال، از پخش بار DC به عنوان یک تقریب مناسب استفاده می کند. در این روش ابتدا یک پخش بار DC قطعی برای شبکه، با در نظر گرفتن مقادیر متوسط توان تزریقی توربینهای بادی انجام میدهد. سپس ممانها و کومولنتهای توانهای تزریقی به شبکه را محاسبه می کند. با بهره گرفتن از روابط خطیسازی شده پخش بار، برای یافتن کومولنت متغیرهای تصادفی توانهای عبوری از خطوط استفاده می شود. در انتها با بهره گرفتن از بسط کورنیش-فیشر، CDF توانهای عبوری از خطوط را محاسبه می کند.
در ]۲۹[ از تکنیک تخمین نقطهای برای برآورد عدم قطعیتی که می تواند شرایط حالت دائم یک شبکه قدرت سه فاز نامتعادل را تحت تاثیر قرار دهد، استفاده می شود. چون در روشهای تقریبی، با در نظر گرفتن ارتباط بین متغیرها، میزان خطا در خروجی به شدت افزایش مییابد، این مرجع با بهره گرفتن از روشهایی، این سری از متغیرهای وابسته را به یک سری متغیرهای مستقل تبدیل نموده و سپس در معادلات از آنها استفاده کرده است. در این مقاله طرحهای مختلف تخمین نقطهای (۲m، ۲m+1 و ۴m+1) مورد بررسی قرار گرفته است. در این مرجع هر دو متغیرهای مستقل و غیر مستقل در نظر گرفته شده، و دقت روش با اعمال به شبکه ۱۴ شینه IEEE بررسی و با روش مونت کارلو نیز مقایسه شده است. نتیجه این که طرح ۲m+1 با حذف ارتباط بین متغیرها می تواند پاسخ مناسبتری نسبت به سایر طرحها ارائه دهد.
در ]۳۰[ سعی بر مدل نمودن ارتباط بین منابع تولید پراکنده شده است. استفاده از توربینهای بادی عدم قطعیت بالایی را به شبکه قدرت تحمیل می کند. مشکلات مربوط به اضافه شدن توربینهای بادی به شبکه و عدم قطعیت بالای تولید، تابع توزیع غیرگوسی آنها و ارتباط بین مزارع بادی از جمله مسائلی است که باید در شبیهسازیها مدل شود. این مقاله با بهره گرفتن از خواص ممانهای آماری و بسط سری کورنیش-فیشر سعی در حل این مسئله دارد. استفاده از کومولنت متغیرهای تصادفی برای شبکه های بزرگ، بار محاسباتی کمتری دارد و میتوان تاثیر وابستگی بین متغیرها را نیز در آن در نظر گرفت. استفاده از بسط گرام-چارلیر برای متغیرهای غیرگوسی مشکلات همگرایی دارد و روشهای دیگر همچون بسط کورنیش-فیشر بدون افزایش بار محاسباتی می تواند نتایج بهتری ارائه دهد. در این مرجع ترکیبی از روشهای مختلف برای رسیدن به بالاترین دقت و کمترین بار محاسباتی پیشنهاد شده است. ابتدا با بهره گرفتن از روش تخمین نقطهای، متوسط متغیرهای حالت شبکه محاسبه می شود، سپس با بهره گرفتن از تقریب خطی معادلات پخش بار، ممانهای با درجه بالاتر را در نظر میگیرد تا ارتباط بین متغیرها را نیز لحاظ کرده باشد. در انتها از سری کورنیش-فیشر برای یافتن CDF متغیرهای شبکه قدرت استفاده می شود.
در ]۳۱[ برای بررسی عملکرد منابع تولید پراکنده فوتوولتائیک در شبکه های توزیع بزرگ، روش تحلیلی بر مبنای کومولنت متغیرهای تصادفی و بسط کورنیش-فیشر پیشنهاد شده است. مدل تابع توزیع برای PV در این تحقیق، مزیتهایی را نسبت به مدلهای پیشین ارائه میدهد. به دلیل امکان عدم همگرایی روش نیوتون رافسون، در این بررسی از روشی بهبود یافته بر مبنای ]۳۲[ در شبکه های توزیع شعاعی استفاده شده است. ارتباط بین متغیرهای تصادفی با گسترش کومولنت آنها میسر شده است. در این مرجع برای مدل نمودن ارتباط بین متغیرها، از تولید اعداد تصادفی بر اساس توابع توزیع چند متغیره استفاده می کند. از اعداد تصادفی تولیدی برای یافتن ممانها (کومولنتها) و تقاطع ممان[۳۷] های متغیرهای تصادفی ورودی استفاده می شود. مزیت استفاده از کومولنتها به جای ممانهای متغیرهای تصادفی به دلایل زیر است:
در متغیرهای تصادفی مستقل، کومولنت جمع متغیرها برابر با جمع کومولنت هر یک از متغیرها است،
برای متغیرهای مستقل، تمامی کومولنتهای متقاطع صفر هستند اما تمامی ممانهای متقاطع صفر نخواهند بود،
بسط کورنیش-فیشر توسط کومولنتها بهتر نمایش داده می شود.
در این مرجع ابتدا کومولنتها و کومولنتهای متقاطع، برای متغیرهای تصادفی مستقل و وابسته خروجی محاسبه شده، سپس با بهره گرفتن از بسط کورنیش-فیشر، CDF متغیرهای خروجی را یافته است. با اعمال این تکنیک به شبکه مورد مطالعه و استفاده از شاخصی که در این مرجع معرفی می شود، نتیجه گیری می کند که این روش نتایج بهتری نسبت به روش مونت کارلو ارائه میدهد.
در ]۳۳[ به جای فرض وابستگی کامل یا استقلال متغیرها از هم، از روش Partial Correlation برای ارتباط بین بارها و ژنراتورها استفاده شده است. روش Partial Correlation بار را به صورت یک مقدار متوسط در نظر میگیرد که در بازههایی با هم افزایش و یا کاهش مییابند، که این مورد با تغییرات کوچک و مستقل حول مقدار متوسط مدل می شود. این تغییرات کوچک می تواند با یک توزیع نرمال مدل شود.
در ]۳۴[ برای مدل نمودن ارتباط بین توانهای اکتیو و راکتیو بارهایی که در باسهای مختلف شبکه قرار دارند، از ارتباط خطی استفاده شده است. در این مرجع، تولید به دو بخش تولیدات وابسته و تولیدات مستقل تقسیم می شود. تولیدات مستقل به تغذیه بارهای دائمی می پردازد، پس مستقل از تغییرات بار خواهد بود. اما بخش دوم به تغذیه بارهای موقتی و پیک بار می پردازد. تولیدات مستقل می تواند توسط یک متغیر تصادفی باینری مدل شود، اما برای رابطه تولیدات وابسته با بارهای سیستم از یک تابع اقتصادی که بر اساس شاخص های اقتصادی است استفاده می شود.
در ]۳۵[ با توجه به نقش مهم منابع پراکنده با محرک غیرقابل کنترل در آینده سیستمهای قدرت، روشی برای مدل نمودن این تولیدات پراکنده در سیستم قدرت پیشنهاد شده است. این روش براساس تفکیک بین رفتار تابع توزیع تولید در هر توربین بادی به صورت تکی، از تاثیر متقابل توربینهای بادی یک مزرعه بر هم استوار است. ابتدا از روش Stochastic Bound Methodology برای تقسیم بندی تولیدات شبکه به دو گروه، بخشی که وابستگی زیادی بین آنها وجود دارد و گروهی که وابستگی کمتری به هم دارند استفاده می شود. سپس با بهره گرفتن از روشهای نمونه برداری برای این دو دستهبندی اعداد تصادفی تولید می شود.
در ]۳۶[ روشی برای محاسبه تغییرات سرعت بار در یک مزرعه بادی ارائه شده است. تابع توزیع باد در مطالعات بلند مدت به صورت ویبول[۳۸] در نظر گرفته می شود اما در مطالعات کوتاه مدت انتخاب تابع توزیع مناسب برای باد، در حال بررسی و تحقیق است. تغییرات سرعت باد در این مرجع، با بهره گرفتن از تابع توزیع ویبول در مبحث متغیرهای تصادفی و توابع Auto Correlation و Cross Correlation در مبحث سریهای زمانی، برای متغیر باد مدل شده است. چون از دو تابع Auto Correlation و Cross Correlation به طور همزمان استفاده شده، از مدل [۳۹]VAR در حوزه سریهای زمانی استفاده می شود. در نهایت با اعمال یک تابع غیرخطی به نمونههای سرعت باد که وابستگی بین آنها نیز در نظر گرفته شده، توان خروجی توربینهای بادی محاسبه می شود. چون پدیده باد در حوزه زمان می تواند دچار سکون و یا جریان شود، این ویژگی می تواند توسط توابع Auto Correlation در سریهای زمانی پوشش داده شود. همچنین سرعت باد در مکانهای مختلف یک مزرعه بادی بسته به فاصله آنها از هم می تواند وابستگی بالا و یا کمی داشته باشد، که این ویژگی نیز با بهره گرفتن از توابع Cross Correlation سریهای زمانی مدل می شود.
در ]۳۷[ در حل معادلات پخشبار ارتباط بین WF ها، بار و تولید در نظر گرفته شده است. ورودیهای مسئله در این جا ماتریس ضرایب ارتباط متغیرها و PDF هر یک از متغیرهای ورودی است. در این روش ابتدا N نمونه برای هر یک از متغیرهای ورودی تولید می شود و سپس با در نظر گرفتن ماتریس ضرایب ارتباط متغیرها، از روش Spearman Rank Correlation برای ارتباط بین این N نمونه استفاده شده است. در انتها از پخش بار DC بر مبنای روش مونت کارلو برای یافتن نتایج استفاده می کند.
در ]۳۸[ از سریهای زمانی برای پیش بینی کوتاه مدت بار استفاده شده است، که توانسته تجارب اپراتورهای ماهر را مدل نماید. این روش بارهای ساعتی را در طول روزهای هفته و همچنین آخر هفته و روزهای تعطیل به خوبی مدل می کند. در این مرجع نشان داده می شود که نتایج به دست آمده از این روش دقت بالاتری نسبت به روشهای مرسوم [۴۰]ANN و باکس-جنکینز[۴۱] دارد. علاوه بر پیش بینیهای ساعتی، پیش بینی پیک بار مسئله مهمی در شبکه قدرت است. این روش به خوبی می تواند پیک بار روزانه را پیش بینی نماید. در این مرجع از مدل ARIMA استفاده شده است. ضرایب مدل ARIMA با مینیمم کردن مولفه نویز مدل و استفاده از داده های گذشته سیستم محاسبه می شود، سپس با بهره گرفتن از این مدل به پیش بینی بار می پردازد.
در ]۳۹[ روشی برای ارزیابی میزان تولید مناسب، بر اساس ترکیب روشهای Fuzzy Neural Network و سریهای زمانی ارائه شده است. در این مقاله ابتدا از سری زمانی ARMA در حوزه زمانی به عنوان Spectrum Analyzer استفاده می شود تا شایستگی بردارهای ویژگی را مشخص کند. سپس از [۴۲]FNN جهت آموزش و پیش بینی شاخص بسندگی در بازههای زمانی بعدی استفاده می شود.
فرم در حال بارگذاری ...
[جمعه 1401-04-17] [ 10:51:00 ب.ظ ]
|