خازن‌گذاري بهينه در شبكه توزيع داراي اغتشاش هارمونيكي براي تنطيم ولتاژ و كاهش تلفات با استفاده از PSO

Optimal capacitor placement in harmonic distribution systems for voltage regulation and loss reduction with PSO

چكيده:با افزايش بارهاي غير خطي در سيستم‌هاي توزيع لزوم لحاظ كردن هارمونيك‌ها در مسيله خازن‌گذاري بهينه احساس مي‌شود تا تضمين شود كه حل بهينه منجر به افزايش اعوجاج هارمونيكي يا رخداد تشديد نمي‌شود. لذا در اين مقاله جايابي و تنظيم بهينه خازن‌هاي موازي در شبكه توزيع داراي اغتشاش هارمونيكي صورت گرفته است. هدف از بهينه‌سازي، كاهش تلفات، ضمن ارضاي قيود عملي و كيفيت توان مي‌باشد. بنابراين تابع هدفي كه بايد مينيمم شود، شامل هزينه تلفات توان اكتيو و هزينه نصب خازن‌ها به‌انضمام ترم‌هاي جريمه مي‌باشد. باس‌هاي كانديدا براي نصب خازن از طريق آناليز حساسيت براي افزايش سرعت همگرايي و افزايش كيفيت بهينه‌سازي تعيين شده است. تخمين اين باس‌هايحساس عمدتا منجر به كاهش فضاي جستجو براي مسيله بهينه‌سازي مي‌شود. بهينه‌سازي با استفاده از الگوريتم PSO گسسته، انجام شده است. حداكثرتوان راكتيو خازني نصب شده و مقادير ولتاژ موثر و كل اعوجاج هارمونيكي ولتاژ باس‌ها طبق استاندارد IEEE-519 محدود گرديده است. الگوريتم مورد نظر در دو شبكه توزيع آزمايشي 9 باسه و 13 باسه اجرا گرديده و نتايج رضايت‌بخشي را در پي داشته است.

Abstract: The nonlinear portion of the electrical loads has increased significantly in recent years. Harmonic currents injected by these loads into the distribution systems should be considered when solving the capacitor placement problem in order to assure that the optimal solution does not result in excessive harmonic distortion or resonant conditions. This paper presents a binary-PSO approach for placement of the capacitors in a harmonics-polluted distribution system. The binary- PSO is integrated with a harmonic power flow algorithm. In this problem objective function is the total cost of the system power losses, cost of the capacitors placement and additional penalty terms.Constraints in this optimization procedure are the rms voltage and the voltage total harmonic distortion (THDv), as well as available capacitor units to be placed at each bus. Sensitivity analysis is used to find the candidate buses for capacitor locations. Proposed methods are tested on the 9 and 13 buses harmonic distribution systems. Numerical results show that the proposed method advantageous results for the capacitor placement problem.