Calculul pierderilor de putere în rețelele de distribuție

O nouă abordare euristică pentru reducerea pierderilor in sistemele de distribuție

Rezumat

Această lucrare prezintă o nouă abordare de rezolvare a problemei reconfigurării printr- o operație de comutație pentru a reduce pierderea de putere a sistemelor de distribuție. Prin folosirea tehnicii euristice propuse, pe baza direcției fluxurilor de putere pe ramură, este obţinută o configuraţie mai bună a reţelei. Acest algoritm de reconfigurare începe cu o topologie radială prin deschiderea tuturor întrerupătoarelor. La fiecare pas, după ce un comutator normal deschis este închis, procedura euristică stabilește opţiunile de comutaţie reducând semnificativ (în majoritatea cazurilor), numărul de ramuri candidate care urmează să fie deschise într-o buclă. În cele din urmă, alegerea celei mai eficiente opțiuni de comutație pentru minimizarea pierderilor se obține din calcularea unor fluxuri de putere. Procedura este ilustrată pe un exemplu simplu și multe sisteme de testare folosite de alți autori sunt incluse pentru a demonstra eficiența metodei propuse. Rezultatele obținute sunt satisfăcătoare și arată că metoda este foarte eficientă, în ciuda simplității sale.

1. Introducere

În sistemele de distribuție, comutatoarele sunt utilizate atât pentru protecție, pentru a izola un defect cât și pentru managementul configurației, pentru a reconfigura rețeaua. Reconfigurarea rețelei poate fi orientată spre obiective diferite. În condiții normale de funcționare, rețeaua este reconfigurată pentru a reduce pierderile sistemului și / sau pentru a echilibra sarcina în cablurile de alimentare. Cât timp sistemele de distribuție sunt ochiuri din punct de vedere structural, ele sunt în mod normal exploatate ca rețele radiale, cu toate acestea, schimbarea stării comutatoarelor rețelei schimbă configurația în timpul funcționării.

Așa cum cerințele consumatorilor variază în timp, fiecare tip de sarcină are un profil de timp diferit și fiecare alimentator servește un set diferit de sarcini, apoi tiparul sarcinii pe fiecare alimentator variază în mod constant, și cu o variație diferită pe fiecare alimentator. Schimbarea condițiilor de operare poate fi folosită pentru a minimiza, sau cel puțin pentru a reduce pierderile sistemului prin reconfigurarea sistemului la anumite interval de timp.

Acest lucru nu numai că ar îmbunătăți condițiile de funcționare a sistemului, dar ar fi de asemenea utilizate în studiile de planificare, serviciu de restaurare și automatizarea distribuției atunci când comutatoarele telecomandate sunt utilizate.

Natura combinatorie a problemei neliniare și discrete, cu un număr mare de variabile întregi și continue, i- a condus pe cercetatori sa exploreze tehnicile soluţiei euristice , deoarece acestea pot fi implementate cu ușurință. De asemenea, ele sunt potrivite pentru aplicații în timp real. Dacă se intenționează stabilirea unei soluții optime, se poate folosi o metodă de optimizare discretă. Totuși, timpul de calcul este prea mare ,deci, nu este practică. Pe de altă parte, metodele bazate pe tehnicile euristice permit găsirea unei soluții viabile cu o cerință limitată a timpului de calcul, astfel încât acestea sunt mai adecvate pentru utilizarea în procesele on-line. Deși, tehnicile euristice sunt mai simple și mai rapide, în general, aceste metode conduc la o îmbunatăţire locală și nu garantează o îmbunatăţire globală.

Merlin și Back [1] au introdus conceptul de reconfigurare a sistemului de distribuție pentru reducerea pierderilor sistemului. Mai târziu, au fost propuse mai multe tehnici de reconfigurare pentru reducerea pierderilor de putere, care pot fi grupate în diferite categorii: combinaţie de tehnici euristice şi optimizare [2-5], doar tehnici euristice [6-8] și, în final, tehnici bazate pe inteligență artificială [9,10].

Spre deosebire de Merlin și Back, Civanlar și alții. [6] au fost primii care au sugerat un algoritm pur euristic, bazat pe o centrală, folosind o formulă simplă pentru a determina dacă o anumită operație de comutare ar putea crește sau reduce pierderile din sistem.

O altă metodă a fost propusă de către Baran și Wu [7] pentru a identifica ramurile ce urmează a fi schimbate utilizând o abordare euristică, care caută sistematic prin reţelele arborescente topologice corespunzatoare

Bazate pe metodele descrise mai sus, mai multe lucrări îmbunătățite au fost sugerate [11-14], care folosesc fie schimbul ramurei [11,12] fie deschiderea comutatorului secvențial [13,14]. Cu toate acestea, McDermott și alții. [8] au propus un algoritm euristic constructiv care începe cu toate comutatoarele manevrabile deschise, și la fiecare pas un comutator este închis.

Lucrări recente privind reconfigurarea sistemelor de distribuție pentru minimizarea pierderilor, folosind algoritmi euristici sunt descrise în [15,16]. Euristica este aplicată în cele mai multe cazuri, pentru a reduce numărul opțiunilor de comutare luate în considerare. Chiar și așa, formulele pierderilor aproximative, costurile liniarizate, și alte ipoteze simplificatoare sunt de obicei folosite pentru a evita soluţia repetitivă a fluxurilor de încărcare a sistemului.