1- معرفی:

كمپانیهای مدرن الكتریكی با مسایلی همانند رشد بار پایدار كه با محدودیت منابع سرمایه گذاری همراه است ، روبرو هستند یك روش برای افزایش ظرفیت انتقال سرمایه گذاری در منابع راكتیو می باشد كه در شبكه های انتقال و توزیع استفاده می گردد، همراه با قرار دادن حمایت راكتیو اهداف متعددی می تواند انتخاب گردد، اهداف طراحی شده در شبكه های انتقال موجب بهینه سازی، تلفات توزیع، ضریب قدرت فیدرهای توزیع و سطح ولتاژ می گردند. توان راكتیو در شبكه های انتقال اغلب نشان دهنده تلفات انتقال، ظرفیت انتقال و پایداری ولتاژ است كه به عنوان اساسی ترین مسائل مطرح می باشند.

الگوریتمهای گوناگونی برای حل مشكل مكانیابی خازن در شبكه های انتقال یا در فیدرهای توزیع برای بهینه سازی یكی از موارد بالا پیشنهاد شده است. به این نوع مسائل اغلب به عنوان مسائل بهینه سازی تك بعدی اشاره می گردد، در سالهای اخیر، در برخی كاربردهای مهندسی مسائل بهینه سازی چند بعدی مطرح گردیده است. مسائل متنوعی نیاز به بهینه سازی دارند. بهینه سازی همزمان منابع راكتیو در سیستم توزیع و انتقال گامی دیگر در حل این مسائل می باشد. تنها الگوریتم های معدودی برای بهینه سازی همزمان منابع راكتیو در شبكه های توزیع و انتقال پیشنهاد شده است، این مقاله مسائل متعددی را عنوان می كند كه نیاز به حل شدن دارد، از قبیل بررسی مدل انتقالی متناسب با مدل توزیع، طراحی سیستمی مشترك متناسب برای بهینه سازی و گسترش همزمان متدلوژی (بهینه سازی چندمنظوره كه بر مبنای ساختار راه حلی كه توسط pareto پیشنهاد گردیده و بر مبنای الگوریتمهایی است كه بر اساس سیستمهای مصرفی می باشند .

2 . مفهوم بهینه سازی چندمنظوره:

در بسیاری از مسائل كه در عمل با آن روبرو هستیم، معیارهایی برای بهینه سازی همزمان بایستی تعریف گردند، بعلاوه بررسی آنها بصورت یك سیستم تنها توصیه نمی گردد، در حالیكه ممكن است چنین پیش آید كه یك راه حل تمامی مسائل را بهینه كند، سناریوهای مشابهی در صورت بهینه بودن راه حل بوجود خواهد آمد، برتری راه حل با توجه به دیگر ملاكها بهینه بودن آنرا به همراه خواهد داشت، بهینه سازی چند منظوره نیاز به آن دارد كه مفهوم بهینه سازی pareto را بدانیم. راه حل را بهینه سازی pareto می نامند، با این روش بدون تغییر در یك موضوع می توان بهینه سازی بوجود آورد، تمام راه حلهایی كه فرضیه بهینه سازی pareto را بوجود می آورند غیر مختص می باشند. مفاهیم فرضیه بهینه سازی pareto و راه حلهای مختص و غیرمختص در نمودار 1 نشان داده شده است. راه حلهای ممكن برای مینیمم سازی در نمودار( F2,F1) ارائه شده است. راه حلهایی كه با مثلث نشان داده شده است به عنوان روشهای غیراختصاصی معرفی می گردد و از فرضیه بهینه سازی paretoاستفاده كرده اند و آنهایی كه با دایره مشخص شده اند، به عنوان راه حلهای مختص اتلاق می گردند.

راه حل x مختص است اگر راه حلی مانند y موجود باشد. داریم:

 

اگر راه حل بوسیله راه حلهای دیگر مختص نشده باشد، آن را یك جواب غیرمختص می نامیم. اگر عملگر مختص «~» باشد داریم:

 

 

3 . مدل تست:

هر تلاشی برای حل بهینه سازی ولت-راكتیو چند منظوره برای تمام سیستم قدرت بستگی به اندازه سیستم و پیچیدگی راه حل بكار برده شده دارد. به همین منظور پیشنهاد شده كه مدل انتقال از مدل توزیع جدا باشد. سیستم انتقال و هر یك از فیدرهای توزیع می توانند جداگانه بررسی گردند، فرضیه بهینه سازی pareto و راه حلهای آن برای هر تغذیه كننده توزیع و هر سیستم انتقالی مناسب است. این راه حلها اطلاعات ورودی لازم برای الگوریتم های طراحی شده ارائه می كنند. طراحی الگوریتم مشتركی كه قادر به یافتن راه حلی برای بهینه سازی به طور كلی باشد هدف اصلی این تحقیق می باشد. این الگوریتم بایستی با تكیه بر بهینه سازی pareto قادر به جوابگویی به مسائل فوق بوده در حالیكه هر دو سیستم انتقال و تغذیه كننده های توزیع را نیز در نظر بگیرد، مدلهایی برای سیستمهای انتقال و توزیع در نمودارهای 2و3 به عنوان یك مثال آموزشی برای الگوریتهای پیشنهاد شده استفاده می گردد، مدل انتقال از سیستم TEEE 5-bus گرفته شده با این تفاوت كه ژنراتور به باس شماره 3 متصل گردیده ، این تغییر ارائه دهنده دو امكان ممكن برای قرار دادن خازن در سیستم انتقال است(باس1و3) مدل فیدر توزیع از IEEE13-node گرفته شده است. این فیدر بسیار كوچك است ، اما نسبتاً بار زیادی دارد كه احتمالات متنوعی را برای جاگذاری خازنها مهیا می سازد. اصلاحات زیر بر روی تغذیه كننده اصلی لحاظ گردیده اند: سوییچ موجود و ترانسفورماتور ولتاژ پایین از مدل حذف گشته اند، بار توزیع شده در نظر گرفته نشده و همه بارها بالانس می باشند، جدول 1 اطلاعات ضروری تغذیه كننده را خلاصه كرده است.

برای اتصال مدلهای تغذیه كننده توزیع با شبكه انتقال بارهای تغذیه كننده دو برابر شده و این چنین تصویر می گردد كه 10 تغذیه كننده یكسان به هر یك از باسهای سیستم انتقال اتصال یافته اند. مجموع تغذیه كننده هایی كه بر روی هر باس انتقال وجود دارد، نشان دهنده مدلی برای سیستم توزیع می باشد

الگوریتم بهینه سازی:

روش كلی حل مسئله ولت –راكتیو چند بعدی نیازمند تقسیم منابع راكتیو بین سیستم انتقال و توزیع می باشد، لیست موارد بهینه سازی ممكن است شامل تلفات توزیع، ضریب قدرت فیدر توزیع- سطح ولتاژ، تلفات انتقال، ظرفیت انتقال و پایداری ولتاژ و سایر موارد دیگر باشد. چنین پیشنهاد می كنیم كه مدل سیستم قدرت به دو بخش جداگانه سیستمهای توزیع و انتقال تقسیم شود این سیستمها جداگانه بایستی بررسی گردند، مجموعه ای از راه حلها برای جاگذاری خازن در هر یك از این سیستم ها یافت می گردد، این راه حل ها بعد بایستی با الگوریتمی كه بطور مشترك برای هر دو طراحی شده تركیب گردند.