Un algoritm genetic de îmbunătățire a puterii reactive

1. Rezumat

Algoritmii genetici sunt tehnici adaptive de căutare euristică, bazate pe principiile geneticii şi ale selecţiei naturale, enunţate de Darwin (supravieţuieşte cel mai bine adaptat).

Un algoritm genetic este un model informatic care emulează modelul biologic evoluţionist pentru a rezolva probleme de optimizare ori căutare. Acesta cuprinde un set de elemente individuale reprezentate sub forma unor şiruri binare (populaţia) şi un set de operatori de natură biologică definiţi asupra populaţiei. Cu ajutorul operatorilor, algoritmii genetici manipulează cele mai promiţătoare şiruri, evaluate conform unei funcţii obiectiv, căutând soluţii mai bune.

Ca şi aplicaţii practice, algoritmii genetici sunt cel mai adesea utilizaţi în rezolvarea problemelor de optimizare, planificare ori căutare.

a) Trasaturile unui algoritm genetic

• Inspiraţi din principiul selecţiei naturale (C. Darwin)

• Sunt algoritmi probabilistici

• Lucreaza cu o populaţie de indivizi (soluţii potenţiale ale problemei)

• Algoritmul simuleaza un proces de evoluţie: la fiecare generaţie, soluţiile bune se reproduc, iar cele relativ slabe nu supravieţuiesc

b) Termeni folosiţi de un algoritm genetic

• Individ (genotip, cromozom, string) al unei populaţii

• Cromozomul e compus din gene (trăsături, caractere)

• Genele se găsesc în cromozom pe anumite poziţii (loci)

• Alelele reprezintă valorile trăsăturii

• Genotipul este o soluţie potenţială a problemei, iar fenotipul valoarea acestuia

c) Componentele unui algoritm genetic

Ca o problemă să fi rezolvată cu ajutorul unui algoritm genetic, trebuiesc definite:

• reprezentarea soluţiilor problemei

• o metodă de a genera populaţia iniţială

• funcţia de evaluare

• operatorii genetici

• valorile parametrilor algoritmului genetic

• criteriul de oprire

În această lucrare, a fost dezvoltat un algoritm genetic pentru a determina dimensiunea optimă a condensatorului instalat în reţeaua de distribuţie pentru reducerea pierderilor maxime de linie. Condensatorii care cresc tensiunea de linie peste limitele legale nu se consideră optimi. Acest nou concept a fost testat şi verificat pe baza unui sistem de studiu la TNB Malaezia.

2. Introducere

Este bine cunoscut faptul că, condensatorii de compensare sunt cele mai economice surse pentru a satisface cerinţele de reactiv de putere dintr-un sistem. Alte surse de putere reactivă, cum ar fi generatoarele sincrone de la staţii de putere sunt, de asemenea, capabile să producă puterii reactive la un cost relativ scăzut, dar pe cheltuiala capacităţii lor de a produce energie activă. Presupunând că putere reactivă este furnizată numai de către centrală, fiecare componentă din sistem de la linii la reţeaua de distribuţie, trebuie crescute în dimensiune pentru a satisface atât fluxul de putere activă cat şi reactivă de la sursă până la consumatori.

Condensatoarele pot atenua aceste condiţii, prin scăderea de putere reactivă a cererii tot drumul înapoi spre generatoare. Ca rezultat, fluxurile de putere din reţea sunt reduse în liniile de distribuţie, substaţii transformatoare şi, de asemenea, în reţelele de transmitere, astfel, pierderile de energie sunt reduse. Este important de reţinut că beneficiile dorite din instalarea acestor condensatori depind în mare masură de poziţionare şi calibrarea corectă a condensatorilor în sistem .

Introducerea punţilor de derivaţie în reţeaua de distribuţie rezolvă problemele de plasament şi calibrare a condensatorului sau de introducere a puterii reactive de compensare pentru reţea. Problema generală a plasamentului condensatorului cuprinde determinarea locaţiei şi dimensiunii optime a condensatorului, astfel încât pierderile de putere şi de reţea sunt minimizate, luând în considerare preţul condensatorului.

Alt obiectiv al puterii reactive de compensaţie dintr-o reţea de distribuţie este libertatea de utilizare a sistemului de capacitate (kVA). O bună funcţionare şi un bun control a puterii reactive injectate este deasemenea important pentru menţinerea reţelei de tensiune în condiţii normale şi de funcţionare.

Cercetări privind metodologiile legate de plasamentul şi dimensionarera condensatoarelor au crescut rapid, şi s-au dezvoltat mulţi algoritmi pentru a identifica configuraţia optimă a condensatorului. În general cel mai bun plasament pentru condensator poate fi determinat prin optimizarea reducerii pierderilor de putere şi prin reglementarea tensiunii. Procesul de a determina dimensionarea optimă a condensatorilor nu a fost tratată în detaliu. Cele mai multe dintre tehnicile existente consideră un condensator de dimensiune standard, un condensator care este proiectat în mai multe etape din condensatore de dimensiuni mai mici, integrate.

3. O noua metodologie de rezolvare a problemei dimensionarii condensatorului

Lucrarea propune utilizarea algoritmului genetic pentru calibrarera condensatoarelor compensatoare. Obiectivul principal este de a stabili dimensiunile optime ale condensatorului ce trebuie să fie instalat în reţeaua de distribuţie pentru îmbunătăţirea proceselor de compensare de putere reactivă.