یک طرح بهینه جهت هماهنگی بازیابی بار و کاهش زاویه فاز ایستا با استفاده از الگوریتم TLBO

فناوری های نوین مهندسی برق در سیستم انرژی سبز

مقاله 8، دوره 1، شماره 1، خرداد 1401، صفحه 114-127   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.30486/teeges.2022.1958401.1008

نویسندگان

هادی حسین پور¹؛ محمد رضا اسماعیلی^{* 2}؛ امین خدابخشیان¹

¹دانشکده مهندسی برق، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران

²شرکت برق منطقه‌ای اصفهان، اصفهان، ایران

چکیده

علیرغم وجود کلیه تجهیزات کنترلی و حفاظتی در یک سیستم قدرت، احتمال وقوع یک خاموشی امری اجتناب ناپذیر است. بنابراین، فرآیند بازیابی یکی از مهمترین دغدغه‌های بهره برداران سیستم است تا بتوانند در کمترین زمان ممکن خسارات ناشی از آن را کاهش دهند. در فرآیند بازیابی موازی ابتدا جزایر مورد نظر تشکیل شده و سپس بار هر جزیره به طور جداگانه و بصورت همزمان بازیابی می‌شود. در مرحله بعد، جزایر تشکیل شده با رعایت حداقل مقدار زاویه فاز ایستا با یکدیگر سنکرون شوند. برای انجام این کار، یک طرح چند هدفه بهینه در این مقاله تعریف شده است تا مسائل بازیابی بار و کاهش SPA را به طور هماهنگ بهینه سازی نماید. توابع هدف مدل پیشنهادی شامل به حداقل رساندن زاویه فاز ایستا و به حداقل رساندن انرژی تامین نشده است که با در نظر گرفتن محدودیت‌های مورد نظر بهینه می‌شوند. در این راستا از الگوریتم بهینه سازی آموزش و یادگیری (TLBO) به عنوان تکنیک پیشنهادی استفاده شده و با برخی از الگوریتم‌های هوشمند مقایسه شده است. شبیه‌سازی‌ها با ایجاد ارتباط بین دو نرم‌افزار MATLAB و DIGSILENT انجام می‌شود. نتایج به‌دست ‌آمده نشان‌دهنده کارایی مدل پیشنهادی برای دستیابی به اهداف ذکر شده است.

کلیدواژه‌ها

بازیابی سیستم قدرت؛ زاویه فاز ایستا؛ بازیابی بار؛ انرژی تامین نشده

مراجع

1. X. Zhou, H. Wang, Y. Ma, and Z. Gao, “research on power system restoration based on multi-agent systems,” Chinese Control and Decision Conference (CCDC), pp. 4955–4960, 2018, doi: 10.1109/CCDC.2018.8407989.
2. M. Adibi and L. Fink, “Power system restoration planning,” IEEE Transactions on Power Systems, vol. 9, no.1, pp. 22–28, 1994, doi: 10.1109/59.317561.
3. J. Quirós-Tortós, P. Wall, L. Ding, and V. Terzija, “Determination of sectionalising strategies for parallel power system restoration: A spectral clustering-based methodology,” Electric Power Systems research, vol. 116, pp. 381–390, 2104, doi: 10.1016/j.epsr.2014.07.005.
4. A. A. Mota, L. T. M. Mota, and A. Morelato, “Visualization of power system restoration plans using CPM/PERT graphs,” IEEE Transactions on Power Systems, vol. 22, pp. 1322–1329, 2007, doi: 10.1109/TPWRS.2007.901118.
5. H. Qu, M. Yin, and S. Lin, “Load restoration optimization during last stage of network reconfiguration,” in 2014 China International Conference on Electricity Distribution (CICED), pp. 1075–7079, 2014, doi: 10.1109/CICED.2014.6991870.
6. R. B. Duffey and T. Ha, “The probability and timing of power system restoration,” IEEE Transactions on power Systems, vol. 28, no.i, pp. 3–9, 2012, doi: 10.1109/TPWRS.2012.2203832.
7. V. Vittal, “Consequence and impact of electric utility industry restructuring on transient stability and small-signal stability analysis,” Proceedings of the IEEE, vol. 88, no.2, pp. 196–207, 2000, doi: 10.1109/5.823998.
8. M. Kheradmandi and M. Ehsan, “Dynamic analysis of transmission line connection in restoration of interconnected power systems,” in Canadian Conference on Electrical and Computer Engineering 2004 (IEEE Cat. No. 04CH37513), pp. 1624–1624 2004, doi: 10.1109/CCECE.2004.1349720.
9. M. Adibi, “An Approach to Standing Phase Angle Reduction,” IEEE Transactions on Power Systems, vol. 9, no.1, pp. 470–478, 2000, doi: 10.1109/59.317576.
10. D. Hazarika and A. Sinha, “Standing phase angle reduction for power system restoration," IEEE Proceedings-Generation, Transmission and Distribution,” vol. 145, pp. 82–88, 1998, doi: 10.1049/ip-gtd:19981657.
11. H. Ye and Y. Liu, “A new method for standing phase angle reduction in system restoration by incorporating load pickup as a control means,” International Journal of Electrical Power & Energy Systems, vol. 53, pp. 664–674, 2013, doi: 10.1016/j.ijepes.2013.05.039.
12. A. Ketabi, A. Ranjbar, and R. Feuillet, “New approach to standing phase angle reduction for power system restoration,” European transactions on electrical power, vol. 12, no.4, pp. 301–307, 2002., doi: 10.1002/etep.4450120408.
13. S. Shahidehpour and H. Yamin, “A technique for the standing phase-angle reduction in power system restoration,” Electric Power Components and Systems, vol. 33, no. 3, pp. 377–286, 2004, doi: 10.1080/15325000590474393.
14. M. Kheradmandi and R. Feuillet, “Using voltage control for reducing standing phase angle in power system restoration,” Electric Power Systems research, vol. 146, pp. 9–16, 2017, doi: 10.1016/j.epsr.2017.01.006.
15. E. Acha, C. R. Fuerte-Esquivel, H. Ambriz-Perez, and C. Angeles-Camacho, “FACTS: modelling and simulation in power networks,” John Wiley & Sons, 2004.
16. D. Hazarika and S. Dey, “Investigating the Use of UPFC Device for Reduction of SPA in a Power System," Journal of The Institution of Engineers (India): Series B,” vol. 99, pp. 479–491, 2018, doi: 10.1007/s40031-018-0338-4.
17. D. P. Kothari and I. Nagrath, “Modern power system analysis,” Tata McGraw-Hill Education, 2003.
18. F. Qiu and P. Li, “An integrated approach for power system restoration planning,” Proceedings of the IEEE, vol. 105, no.7, pp. 1234–1252, 2017, doi: 10.1109/JPROC.2017.2696564.
19. A. Khodabakhshian, M. R. Esmaili, R. a. Hooshmand, and P. Siano, “Power system observability enhancement for parallel restoration of subsystems considering renewable energy resources,” International Transactions on Electrical Energy Systems, vol. 30, no. 4, p.p. 1–19 ,2019, doi: 10.1002/2050-7038.12303.
20. M. R. Esmaili, A. Khodabakhshian, R. a. Hooshmand, and P. Siano, “A new coordinated design of sectionalizing scheme and load restoration process considering reliability of transmission system,” International Journal of Electrical Power & Energy Systems, vol. 102, pp. 23–37, 2018, doi: 10.1016/j.ijepes.2018.04.017.
21. G. Lambert-Torres, H. Martins, M. Coutinho, C. Salomon, and F. Vieira, “Particle swarm optimization applied to system restoration,” in 2009 IEEE Bucharest Power Tech, pp. 1–6, 2009, doi: 10.1109/PTC.2009.5282090.
22. R. Yuan, J. Ling, Z. Zhang, Y. Ruan, and Y. Sheng, “A genetic algorithm method for standing phase angle reduction in power system restoration,” IEEE PES General Meeting, pp. 1–6, 2010, doi: 10.1109/PES.2010.5589852.
23. A. M. El-Zonkoly, “Renewable energy sources for complete optimal power system black-start restoration,” IET Generation, Transmission & Distribution, vol. 9, no.6, pp. 531–539, 2014, doi: 10.1049/iet-gtd.2014.0646.