برنامه‌ريزي توسعه شبكه‌هاي انتقال در يك سيستم قدرت تجديد ساختاريافته با استفاده از الگوريتم تكامل تفاضلي چندهدفه

Transmission Expansion Planning in a Deregulated Power System Using Multiobjective Differential Evolution Algorithm

با افزايش روزافزون مصرف برق و متعاقب آن افزايش توليد، شبكه‌هاي انتقال نيز مي‌بايست همگام با آنها توسعه يابند. اين در حالي است كه هم‌زمان با تجديد ساختار در سيستم قدرت، علاوه بر تشديد تأثير عدم قطعيت‌هاي فعلي، چالش‌ها و عدم قطعيت‌هاي جديد ديگري نيز به شبكه اضافه شده است. بالابودن ريسك سرمايه‌گذاري در پروژه‌هاي كلان صنعت برق و همچنين عدم قطعيت‌هاي موجود در عرصه رقابت سبب شده تا سرمايه‌گذاري در پروژه‌هاي توسعه شبكه‌هاي انتقال فاقد انگيزه‌هاي لازم براي بخش خصوصي باشد. در اين مقاله مدل نسبتاً جامعي براي برنامه‌ريزي توسعه‌ شبكه انتقال با هدف رقابتي‌ماندن بازار و دسترسي آسان مصرف‌كنندگان به انرژي ارزان و قابل اعتماد و همچنين تشويق سرمايه‌گذاران بخش خصوصي ارائه شده است. با توجه به اين كه مسأله مورد نظر در قالب يك مسأله بهينه‌سازي چندهدفه است، براي حل آن از الگوريتم بهينه‌سازي تكامل تفاضلي چندهدفه استفاده شده ‌است. به منظور تسريع در فرايند بهينه‌سازي و جلوگيري از گيرافتادن الگوريتم در بهينه‌هاي محلي، راهكارهاي ابتكاري جديدي نيز به الگوريتم اضافه شده‌اند. نتيجه اعمال اين الگوريتم بر مسأله بهينه‌سازي مورد نظر، منجر به مجموعه‌اي از طرح‌هاي بهينه‌اي خواهد شد كه نشان‌دهنده ناحيه مصالحه بين توابع هدف است. براي انتخاب طرح نهايي از بين چندين طرح بهينه موجود، از روش تصميم‌گيري فازي max-min استفاده شده است. براي ارزيابي عملكرد الگوريتم پيشنهادي، شبيه‌سازي‌هاي متعددي بر روي شبكه 24شينه IEEE انجام مي‌شوند. نتايج شبيه‌سازي‌ها نشان مي‌دهند مدل ارائه‌شده مي‌تواند در حضور عدم قطعيت‌هاي مختلف، علاوه بر كمينه‌كردن هزينه‌هاي سرمايه‌گذاري و كاهش پرشدگي خطوط، خطوط با سطح ريسك مورد قبول و سودآور را شناسايي و براي سرمايه‌گذاري به بخش خصوصي پيشنهاد نمايد.

Transmission lines are widely used for transferring electrical energy from power plants to loads, interconnecting load centers and improving reliability of power systems. Due to recent society developments, the need for electrical energy has increased which in turn requires more investment in constructing additional electrical transmission lines. Power system restructuring and deregulation has increased uncertainties in transmission expansion planning and made investment in electrical transmission lines more complicated and less appealing for private parties. This paper proposes a new approach for transmission line expansion planning in deregulated networks. To do that, a multi objective programming problem which consists of various objective functions such as minimizing capital investment for constructing new transmission lines, minimizing congestion in transmission lines and maximizing the investment from private parties is suggested such that access to competitive, economic and reliable energy market is facilitated. To solve the proposed multi objective optimization problem, the Pareto differential evolution algorithm is used. Applying this algorithm to the proposed multi objective programming problem generates set of optimal plans that shows the best compromise between objective functions. The final plan, among the generated plans, is selected using a max-min fuzzy decision making. The proposed method is applied on the IEEE 24 bus test system and effectiveness of the proposed method is verified