مقاله قرار دهی بهینه خازن در ترانسفورمرهای توزیع جهت کاهش اتلاف توان در سیستم های توزیع شعاعی (2013 آی تریپل ای)

فهرست نمادها

1. مقدمه

2. محاسبه مستقیم اتلاف توان در شبکه‌های شعاعی

3. تحلیل NPV

4. رابطه نویسی برای مدل و حل

5. کنترل کاری ردیف‌های خازنی

قانون کنترل کاری

6. نتایج شبیه‌سازی

7. نتیجه‌گیری

Deploying shunt capacitor banks in distribution systems can effectively reduce the power loss and provide additional benefits for system operation. In practice, the power loss on distribution transformers can account for a considerable portion of the overall loss. This paper proposes a method for optimal placement of capacitor banks to the distribution transformers to reduce power loss. The capacitor bank locations are considered at the low-side of transformers. The net present value (NPV) criterion is adopted to evaluate the cost benefit of the capacitor installation project. First, an explicit formula for directly calculating the power loss of radial distribution systems is derived. Then, the optimal capacitor bank placement is formulated as a mixed-integer programming (MIP) model maximizing the NPV of the project subject to certain constraints. The model is suitable for being solved by commercial MIP packages, and the operational control of the capacitor banks to maximize the power loss reduction can be simply achieved by local automatic switching according to VAR measurements. The proposed method has been practically applied in the Macau distribution system, and the simulation results show that the proposed method is computationally efficient, and a considerable positive NPV can be obtained from the optimal capacitor bank placement.

استفاده از ردیف‌های موازی (شنت) خازن در سیستم‌های توزیع می‌تواند به‌خوبی سبب کاهش اتلاف توان بوده و مزایایی دیگر را برای کار سیستم به همراه آورد. در عمل، اتلاف توان در ترانسفورمر های توزیع، عامل قسمت عظیمی از اتلاف کلی است. این مقاله روشی برای قراردهی بهینه ردیف‌های خازنی در ترانسفورمر‌های توزیع ارائه می‌دهد که موجب اتلاف توان می‌شود. مکان ردیف‌های خازنی در سمت پایین ترانسفورمر‌ها فرض می‌شود. معیار مقدار خالص فعلی (NPV) برای ارزیابی سود هزینه پروژه نصب خازن به کار می‌رود. در ابتدا رابطه منحصربه‌فردی مستقیماً با محاسبه اتلاف توان در سیستم شعاعی به دست می‌آید. سپس رابطه‌ای به‌صورت مدل برنامه‌نویسی اعداد صحیح مخلوط (MIP) با هدف حداکثر کردن NPV پروژه در معرض محدوده‌ای خاص برای قرار دهی بهینه ردیف خازنی حاصل می‌شود. این مدل برای حل توسط بسته‌های MIP تجاری و کنترل کاری ردیف‌های خازنی جهت حداکثر سازی اتلاف توان در کلید زنی خودکار به‌وسیله سنجش‌های VAR مناسب است. روش ارائه‌شده عملاً در سیستم توزیع ماکاو به کار رفاه و نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهند که روش ارائه‌شده به لحاظ محاسباتی کارساز بوده و می‌توان به NPV قابل‌ملاحظه و مثبتی از قرار دهی بهینه ردیف‌های خازن دست‌یافت.