تحصيلات تکميلي

نام و نام خانوادگي : فريبرز حقيقت دارفشاركي

دانشکده : فني و مهندسي

استاد راهنما : دکتر بهزاد ميرزائيان

تاريخ دفاع : 17/7/87

رشته و گرايش : مهندسي برق- قدرت

استاد مشاور : دکتر آرش کيومرثي

مكانيابي بهينه نصب تجهيزات اندازه‌گيري در تخمين استاتيكي حالت هارمونيكي در شبكه‌هاي قدرت با استفاده از الگوريتم ژنتيك

چکيده

امروزه اهميت تخمين حالت هارمونيكي در شبكه هاي قدرت بدليل كاربرد آن در ارزيابي كيفيت توان كاملاً مشخص گرديده است. همچنين استانداردهايي وضع شده كه ضمن آن كه توليد كننده انرژي الكتريكي را موظف به توليد ولتاژهاي نزديك به سينوسي خالص مي‌نمايد، مصرف كننده را نيز ملزم به محدود ساختن محتواي هارمونيكي بارهاي خود مي‌سازد. از طرفي، انجام اندازه‌گيري مستقيم در تمامي نقاط شبكه قدرت، براي ارزيابي ميزان آلودگي‌هاي هارمونيكي آن، بدليل وسعت شبكه‌هاي قدرت در عمل امكان‌پذير نيست. از سوي ديگر، تغييرات دوره‌اي در توپولوژي شبكه قدرت و افزوده شدن بارهاي جديد در فواصل زماني معين به آن، نياز توليد كننده انرژي الكتريكي را به داشتن اطلاعات به‌روز در مورد ميزان آلودگي‌هاي هارمونيكي در نقاط مختلف شبكه قدرت، توجيه مي‌كند. از اين‌رو، مسأله تخمين حالت هارمونيكي در چند سال اخير بدليل گسترش روزافزون استفاده از بارهاي غيرخطي و در نتيجه آن، افزايش منابع توليد هارمونيك در شبكه‌هاي قدرت از سوي بسياري از محققين مورد توجه قرار گرفته است. در علوم مهندسي، همواره دستيابي به روش هايي كه ضمن افزايش دقت محاسبات به كاهش هزينه‌ها منجر شود، مدنظر بوده است. مسأله تخمين حالت هارمونيكي نيز از اين قاعده مستثني نيست. اما دقت تخمين، نسبت مستقيمي با تعداد وسايل اندازه‌گيري نصب شده در شبكه دارد و دستگاه‌هاي مذكور، غالباً بسيار گران و پر هزينه هستند. بنابراين، مسأله بهينه‌سازي در تخمين حالت هارمونيكي، مسأله‌اي پيچيده و مستلزم درنظر گرفتن قيود متضاد و مخالف با يكديگر است. علاوه بر آن، مكانيابي بهينه نصب تجهيزات اندازه‌گيري در تخمين حالت هارمونيكي كاملاً به معيار و روش محاسبه تخمين حالت توسط تخمين‌زن حالت هارمونيكي بستگي دارد.

در اين تحقيق، پس از بررسي روش‌هاي مختلفي كه تاكنون جهت مكانيابي بهنيه نصب تجهيزات اندازه‌گيري در تخمين حالت هارمونيكي در شبكه‌هاي قدرت بكار گرفته شده‌‌اند، يك روش كاملاً عملي جهت انجام تخمين حالت هارمونيكي در شبكه‌هاي انتقال قدرت با معيار حداقل مربعات وزن‌دار انتخاب شده است. پس از آن روشي براي مكانيابي بهينه نصب تجهيزات اندازه‌گيري در انجام تخمين حالت هارمونيكي در شبكه‌هاي قدرت با استفاده از تخمين‌زن حداقل مربعات، پيشنهاد شده است. روش مكانيابي پيشنهادي، با استفاده از الگوريتم ژنتيك مكان‌هاي نصب تجهيزات اندازه‌گيري را بگونه‌اي تعيين مي‌كند كه انجام تخمين با درنظر گرفتن دو فاكتور دقت و هزينه بطور همزمان بهينه شود.

در پايان، براي نشان دادن ميزان كارآيي روش پيشنهادي در اين پايان‌نامه، مقايسه‌اي ميان نتايج حاصل از تخمين برمبناي مكانيابي نصب تجهيزات اندازه‌گيري با استفاده از روش مذكور و نتايج حاصل از تخمين برمبناي مكانيابي نصب تجهيزات اندازه‌گيري با استفاده از الگوريتم حذف ترتيبي، انجام شده است. شايان ذكر است كه روش مكانيابي بهينه نصب تجهيزات اندازه‌گيري با استفاده از الگوريتم حذف ترتيبي، بعنوان يك روش شناخته شده بطور عملي در مكانيابي بهينه نصب تجهيزات انداره‌گيري در تخمين حالت هارمونيكي در شبكه‌هاي انتقال قدرت مورد استفاده قرار مي‌گيرد. نتايج شبيه‌سازي روي شبكه استاندارد 30- باس IEEE، بهبود قابل توجهي در دقت تخمين را بدون افزايش هزينه انجام اندازه‌گيري‌هاي هارمونيكي، در صورت استفاده از روش پيشنهاد شده در اين پايان‌نامه نشان مي‌دهد.

واژه هاي کليدي: حالت هارمونيكي، هارمونيك‌هاي شبكه قدرت، تخمين حالت استاتيكي، ارزيابي كيفيت سيستم قدرت