تخمين حالت شبكه هاي توزيع فعال بر اساس الگوريتم هاي فرا ابتكاري در حضور منابع پراكنده

State estimation of active distribution networks based on meta-heuristic algorithms in the distributed resources

تخمين حالت در سيستم هاي توزيع انرژي الكتريكي، ابزاري تحليلي مناسب و دقيق براي تخمين وضعيت سيستم توزيع، براي نظارت و كنترل دقيق توسط سيستم مديريت توزيع است. در سال هاي اخير تخمين پارامترهاي شبكه توزيع براساس اطلاعات كميات بهره برداري، موضوعي است كه با بكارگيري تجهيزات اندازه گيري مورد توجه واقع شده است. زماني كه از منابع توليد پراكنده در سيستم توزيع استفاده شود، تخمين حالت مدل سيستم توزيع با پيچيدگي همراه خواهد بود. به همين دليل نياز به داده هاي دقيق بهره برداري از فيدر توزيع در شرايط مختلف و همچنين استفاده از روش هاي بهينه سازي براي تخمين پارامترهاي مدل است. در اين مقاله، تخمين حالت فعال فيدر توزيع به همراه منابع توليد پراكنده تجديد پذير فتوولتائيك، بادي، آبي و پيل سوختي انجام شده است. تخمين حالت فيدر توزيع به صورت يك مسئله بهينه سازي فرموله شده است كه در آن از يك تابع هدف و محدوديت هاي برابري و نابرابري كه ملاحظات عملي شبكه توزيع زمان واقعي را توصيف مي كند، استفاده شده است. براي حل مسئله بهينه سازي و به حداقل رساندن تابع هدف مدل پيشنهادي، از الگوريتم بهينه سازي نهنگ براي تخمين بار و خروجي منابع انرژي تجديدپذير استفاده شده است. عملكرد روش پيشنهادي بر روي شبكه استاندارد 33 شين IEEE در نرم افزار MATLAB ارزيابي شده است. براي ارزيابي عملكرد الگوريتم هاي بهينه سازي، شاخص هاي MIRE و MIAE محاسبه شده است. نتايج بهينه سازي توسط الگوريتم پيشنهادي WOA با چند روش بهينه سازي ديگر مقايسه شده است. نتايج حاكي از عملكرد بهتر و دقيق الگوريتم بهينه سازي نهنگ نسبت به الگوريتم هاي متداول مورد بررسي است.

State estimation in electrical energy distribution systems is a suitable and accurate analytical tool to estimate the state of the distribution system, for careful monitoring and control by the distribution management system. Recently, the estimation of distribution network parameters based on the information of operating quantities is a subject that has been taken into consideration by using measuring equipment. When distributed production resources are used in the distribution system, the state estimation of the distribution system model will be complicated. For this reason, there is a need for accurate data on the operation of the distribution feeder in different conditions, as well as the use of optimization methods to estimate the parameters of the model. In this article, the estimation of the active state of the distribution feeder along with distributed renewable generation sources of photovoltaic, wind, water and fuel cell has been done. Estimation of the state of the distribution feeder is formulated as an optimization problem in which an objective function and equality and inequality constraints that describe the practical considerations of the real-time distribution network are used. To solve the optimization problem and minimize the objective function of the proposed model, the whale optimization algorithm has been used to estimate the load and output of renewable energy sources. To illustrate the performance of the proposed method, two IEEE standard systems 33-bus and 70-bus, have been used. To evaluate the performance of optimization algorithms, MIRE and MIAE indices have been calculated in MATLAB software. The optimization results by the proposed WOA algorithm have been compared with some other optimization methods. The results indicate a better and more accurate performance of the whale optimization algorithm compared to the common algorithms under investigation.