برنامه‌ريزي و بهره‌برداري منابع اكتيو و راكتيو مقيد به امنيت ولتاژ در شبكۀ توزيع هوشمند قابل بازآرايي

Planning and Operation of the Active and Reactive sources Constrained to Voltage Security in the Reconfigurable Smart Distribution Network

در اين مقاله، برنامه‌ريزي و بهره‌برداري منابع اكتيو و راكتيو در شبكۀ توزيع هوشمند (SDN) داراي قابليت بازآرايي سيستم و طرح پاسخ‌گويي بار (DRP) با در نظر گرفتن امنيت ولتاژ ارائه مي‌شود. ازاين‌رو طرح مذكور به‌منظور مدل‌سازي همزمان شاخص‌هاي اقتصادي، بهره‌برداري و امنيت SDN يك مسئلۀ سه‌هدفه بيان مي‌كند كه توابع هدف آن به‌ترتيب كمينه‌سازي هزينۀ ساليانۀ برنامه‌ريزي منابع و بهره‌برداري شبكه و منابع، كمينه‌سازي تابع انحرافات ولتاژ، و بيشينه‌سازي شاخص امنيت ولتاژ را در نظر مي‌گيرد. قيود مسئله شامل معادلات پخش توان بهينه AC و بازآرايي شبكه، مدل بهره‌برداري و برنامه‌ريزي منابع اكتيو و راكتيو، فرمول‌بندي طرح پاسخ‌گويي بار، و محدوديت‌ امنيت ولتاژ شبكه است. در ادامه، مسئلۀ چندهدفۀ پيشنهادي توسط تكنيك بهينه‌سازي پارتو مبني بر روش مجموع توابع وزندار به يك مسئلۀ يكپارچه تك‌هدفه تبديل مي‌شود. سپس حل‌كنندۀ تركيبي بهينه‌سازي دستۀ ميگوها (KHO) و الگوريتم جست‌وجوي كلاغ (CSA) جهت دستيابي به راه‌حل بهينۀ مطمئن با انحراف‌معيار پايين در پاسخ‌دهي استفاده مي‌شود. در نهايت، طرح پيشنهادي بر روي SDN شعاعي 69 باسه اعمال مي‌شود و سپس نتايج عددي به‌دست‌آمده تأييدكنندۀ قابليت اين طرح در بهبود وضعيت اقتصادي، بهره‌برداري و امنيت SDN است.

In this paper, the planning and operation of the active and reactive sources in the smart distribution network (SDN), including reconfigurable capability and demand-response programming (DRP), considering the voltage security, are presented. Hence, the scheme to consider simultaneous modeling of the economic, of operation, and of security of SDN is expressed as a three-objective optimization problem, objective functions of which minimize the annual costs of the source planning and the operation, minimize the voltage deviation function, and maximize the voltage security index. Problem constraints include AC optimal power flow and network reconfiguration equations, operation and planning model of active and reactive sources, DRP formulation, and voltage security limit. In the following, the proposed multi-objective problem converts into a single-objective formulation using Pareto optimization technique based on weighted function summation method. Then, the hybrid solver of the Krill Herd Optimization (KHO) and Crow Search Algorithm (CSA) are used to achieve the reliable optimal solution, including that of low standard deviation. Finally, the proposed scheme is implemented on a 69-bus radial SDN, and, thus, the obtained numerical results confirm the capability of this scheme in the improvement of the economic, operation and security situation of the SDN.