بررسي تاثير كاهش محافظه‌كارانه ولتاژ بر برنامه‌ريزي بهره‌برداري بهينه شبكه‌ توزيع هوشمند در حضور خودروهاي الكتريكي

Exploring the Effect of Conservative Voltage Reduction on Optimal Operation Scheduling of Smart Distribution Grids Considering the Presence of Electric Vehicles

در شبكه‌هاي توزيع شعاعي، به‌منظور تامين ولتاژ با كيفيت به مشتركين انتهايي در محدوده مجاز بهره‌برداري، دامنه ولتاژ در محل پست توزيع و گره‌هاي ابتدايي فيدر در مقادير بالاتري از مقدار نامي تنظيم مي‌گردد. با توجه به اينكه مقدار توان اكتيو و راكتيو مصرفي بارها وابسته به ولتاژ گره مربوطه است، اين موضوع در گره‌هاي ابتدايي فيدرهاي شعاعي كه با افزايش ولتاژ بهره‌برداري از مقدار نامي شبكه مواجه مي‌شوند، منجر به افزايش توان مصرفي مشتركين و هزينه بهره‌برداري مي‌گردد. بر اين اساس، اين مقاله به ارايه يك سيستم مديريت توزيع مبتني بر كاهش محافظه‌كارانه ولتاژ به‌منظور بهره‌برداري بهينه شبكه و كاهش توان مصرفي بارها مي‌پردازد. در روش ارايه‌شده، به‌منظور بررسي تاثير كاهش محافظه‌كارانه ولتاژ، مدل واقعي بارها در نظر گرفته مي‌شود. مدل ارايه‌شده برنامه‌ريزي همزمان توان اكتيو و راكتيو اينورتر تجميع‌كننده خودروي الكتريكي را مد نظر قرار داده و با كنترل ولتاژ/توان راكتيو توزيع‌شده، به‌دنبال كنترل موثر ولتاژ در طول فيدر است. از اين طريق، دامنه ولتاژ در گره‌هاي ابتدايي كاهش يافته و در نتيجه، توان مصرفي اين گره‌ها و هزينه بهره‌برداري شبكه كاهش مي‌يابد. همچنين، بهبود در شاخص‌هاي فني بهره‌برداري از شبكه نيز مدنظر قرار دارد. بدين منظور، تلفات توان در فيدرهاي توزيع نيز مورد توجه قرار گرفته و با توسعه مدلي چندهدفه بهره‌برداري بهينه شبكه حاصل مي‌گردد. روش ارايه‌‌شده بر روي يك شبكه توزيع نمونه شبيه‌سازي شده و نتايج به‌دست‌آمده مورد تحليل قرار گرفته‌اند.

To provide the required service quality to the consumers connected to the ending buses of radial distribution feeders, the voltage magnitude is set at higher values at the substation point and, hence, at the buses located within the beginning feeder sections. The active and reactive powers are in touch with voltage magnitude at the corresponding buses. Accordingly, the voltage increase stimulates increased active and reactive powers consumption at the beginning buses along with increased operation cost. To mitigate these issues and ameliorate the operation scheduling of the network, this article aims at developing a distribution management system based on conservative voltage reduction (CVR). In this process, a suitable voltage-dependent load model (referred to as the zip model) is deployed to tailor the effect of CVR consideration. The proposed model not only undertakes the active power charging/discharging processes of electric vehicles (EVs) interfacing inverters but also makes suitable decisions in regard to their reactive power schedules, simultaneously. A distributed Volt/VAr control mechanism is, then, developed along the distribution feeder to improve the voltage profile. Seemingly, the voltage magnitude is lessened at the beginning buses and, hence, the active and reactive powers are not increased in vain. Besides the economic metrics, technical enhancements are of significance, too. To this end, active power losses in distribution feeders are also underlined and the established model is extended to a multi-objective approach. The proposed model is evaluated on a low voltage distribution test system and the obtained results are discussed in depth.