پخش بار سری زمانی

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
پایان نامهی کارشناسی ارشد
در رشتهی مهندسی برق- قدرت
پخش بار سری زمانی
به کوشش
مرتضی خورشیدسوار
استاد راهنما
دکتر حیدر صامت
اسفند ماه 1392
centercenter

به نام خدا
اظهارنامه
اینجانب مرتضی خورشیدسوار (905703) دانشجوی رشتهی مهندسی برق گرایش قدرت دانشکدهی مهندسی برق و کامپیوتر اظهار میکنم که این پایاننامه حاصل پژوهش خودم بوده و در جاهایی که از منابع دیگران استفاده کرده ام، نشانی دقیق و مشخصات کامل آن را نوشته ام. همچنین اظهار میکنم که تحقیق و موضوع پایان نامهام تکراری نیست و تعهد می نمایم که بدون مجوز دانشگاه دستاوردهای آن را منتشر ننموده و یا در اختیار غیر قرار ندهم. کلیه حقوق این اثر مطابق با آیین نامه مالکیت فکری و معنوی متعلق به دانشگاه شیراز است.
نام و نام خانوادگی: مرتضی خورشیدسوار
تاریخ و امضا 20/11/1392

به نام خدا
پخش بار سری زمانی
به کوشش
مرتضی خورشیدسوار
پایاننامه
ارائه شده به تحصیلات تکمیلی دانشگاه شیراز به عنوان بخشی
از فعالیتهای تحصیلی لازم برای اخذ درجه کارشناسی ارشد
در رشتهی:
مهندسی برق-قدرت
از دانشگاه شیراز
شیراز
جمهوری اسلامی ایران
ارزیابی کمیته پایاننامه، با درجه: عالی
دکتر حیدر صامت، استادیار بخش قدرت و کنترل (استاد راهنما) ……………………………………………………………………
دکتر محمد محمدی، استادیار بخش قدرت و کنترل (استاد مشاور) …………………………………………………………………
دکتر علیرضا سیفی، دانشیار بخش قدرت و کنترل (داور متخصص داخلی) ……………………………………………………
اسفند ماه 92
تقدیم به:
پدرم، مادرم و خواهرانم

سپاسگزاری
اکنون که این رساله به پایان رسیده است بر خود فرض میدانم از استاد ارجمند جناب آقای دکتر حیدر صامت که در تمامی مراحل انجام این کار مرا پشتیبانی نمودند و برای از میان برداشتن موانع و مشکلات مرا یاری نمودند و از راهنماییهای علمی ایشان در این کار سود بردم سپاسگزاری نمایم.
از استاد محترم مشاور، جناب آقای دکتر محمدی به خاطر تمام زحمات و توجهات خردمندانه شان کمال تشکر را دارم.
از تمامی اساتید دانشگاه شیراز به ویژه اساتید دانشکده برق و کامپیوتر که در دوره کارشناسی و کارشناسی ارشد در خدمت این عزیزان به کسب دانش پرداختم بسیار سپاسگزاری می نمایم و پیشرفت روز افزون این عزیزان را در سایه پیشرفت ایران عزیز از خدای بزرگ خواستارم.
مطمئنا بر خود واجب می دانم از پدر و مادرم که زحمات زیادی را متحمل شده اند تا بنده به این مرتبه ی علمی و انسانی برسم تشکر ویژه نمایم.
در انتها بر خود لازم می دانم از زحمات و کمک های بی دریغ خواهرانم تشکر نمایم.

چکیده
پخش بار سری زمانی
به کوشش
مرتضی خورشیدسوار
در این تحقیق به کاربرد مدلهای سری زمانی در سیستم قدرت پرداخته شده است. سریهای زمانی برای مدلسازی پارامترهای مختلف شبکه قدرت و در کاربردهای متنوع به کار گرفته میشود. این مدلها قادرند همبستگی زمانی متغیرهای شبکه قدرت را در نظر بگیرند. با توجه به مدلسازی بارها و تولیدات سیستم قدرت به صورت مدل سری زمانی، روش پخش باری بر اساس مدلهای سری زمانی پیشنهاد شده است. در روش پیشنهادی از مدلهای سری زمانی به صورت مستقیم در حل مسئله پخش بار، برای یافتن متغیرهای حالت شبکه استفاده میشود. خروجی این روش مدلهای سری زمانی چند متغیره برای مجهولات شبکه است.
در ادامه از پخش بار سری زمانی معرفی شده در این پایاننامه در مسئله تجدید ساختار شبکههای توزیع و برای یافتن بهترین ساختار شبکه با هدف کمینه کردن تلفات در سیستم قدرت استفاده میشود.
در انتها نیز از مدلهای سری زمانی معرفی شده در سالهای اخیر جهت شبیه سازی پارامترهای گسسته در سیستم قدرت استفاده شده است. سریهای زمانی مرسوم ARMA جهت مدلسازی دادههای پیوسته کاربرد دارند. متغیرهایی چون توان خروجی واحدهای تولید پراکنده CHP و وضعیت بانکهای خازنی در سیستم قدرت ماهیت گسسته دارند. این مدلها میتوانند برخی توابع توزیع گسسته را برای متغیرهای مختلف در نظر بگیرند.
کلمات کلیدی: پخش بار، سریهای زمانی، متغیرهای همبسته، تجدید ساختار شبکههای توزیع، مدلسازی پارامترهای گسسته
فهرست مطالب
عنوان صفحه
TOC o “1-3” h z u فصل اول: مقدمه1-1- اهمیت مسئله PAGEREF _Toc380431157 h 21-2- پخش بار احتمالی PAGEREF _Toc380431158 h 31-3- مروری بر کارهای انجام شده PAGEREF _Toc380431159 h 121-4- اهداف پایان نامه PAGEREF _Toc380431160 h 241-5- ساختار پایان نامه PAGEREF _Toc380431161 h 25فصل دوم: سری های زمانی2-1- مقدمه PAGEREF _Toc380431163 h 272-2- مدلهای ARMA PAGEREF _Toc380431164 h 272-2-1- فرآیندهای ایستا و ناایستا PAGEREF _Toc380431165 h 272-2-2- فرآیندهای میانگین متحرک (MA) PAGEREF _Toc380431166 h 292-2-3- فرآیندهای خودبازگشتی (AR) PAGEREF _Toc380431167 h 292-2-4- فرآیندهایARMA PAGEREF _Toc380431168 h 302-2-5- فرآیندهای ARIMA PAGEREF _Toc380431169 h 302-2-6- فرآیندهای SARIMA PAGEREF _Toc380431170 h 312-2-7- فرآیندهای Multivariate ARMA PAGEREF _Toc380431171 h 312-3- ویژگی مدل سریهای زمانی PAGEREF _Toc380431172 h 322-3-1- توابع خود همبستگی و خود همبستگی جزیی PAGEREF _Toc380431173 h 322-3-2- تعیین ایستایی وناایستایی سری های زمانی با استفاده از تابع ACF PAGEREF _Toc380431174 h 352-3-3- شناسایی الگو با استفاده از توابع ACF و PACF PAGEREF _Toc380431175 h 362-3-4- شرط ایستایی و وارون پذیری با توجه به ضرایب مدل PAGEREF _Toc380431176 h 372-3-5- آ‍زمونهای تشخیص الگو PAGEREF _Toc380431177 h 38فصل سوم: پخش بار سری زمانی3-1- مقدمه PAGEREF _Toc380431179 h 403-2- پخش بار احتمالی PAGEREF _Toc380431180 h 413-3- معرفی روش پخش بار فرمولاسیون4 PAGEREF _Toc380431181 h 433-4- فرمول بندی روش پیشنهادی PAGEREF _Toc380431182 h 473-5- شبیه سازی شبکه مورد مطالعه PAGEREF _Toc380431183 h 513-5-1- مدلسازی سری زمانی توان خروجی توربین بادی PAGEREF _Toc380431184 h 523-5-2- مدلسازی توان اکتیو و راکتیو تزریقی PAGEREF _Toc380431185 h 553-5-3- نتایج شبیه سازی PAGEREF _Toc380431186 h 56فصل چهارم: استفاده از پخش بار سری زمانی برای تغییر ساختار شبکه با هدف مینیمم کردن تلفات4-1- مقدمه PAGEREF _Toc380431188 h 674-2- مسئله بازآرایی شبکه در سیستم های قدرت PAGEREF _Toc380431189 h 684-3- معرفی الگوریتم BPSO PAGEREF _Toc380431190 h 704-4- استفاده از مدل های سری زمانی در بازآرایی شبکه PAGEREF _Toc380431191 h 714-5- نتایج شبیه سازی PAGEREF _Toc380431192 h 734-5-1- شبکه مورد مطالعه PAGEREF _Toc380431193 h 734-5-2- نتایج PAGEREF _Toc380431194 h 744-5-3- بررسی درستی روش پیشنهادی PAGEREF _Toc380431195 h 77فصل پنجم: استفاده از سری زمانی DAR برای مدلسازی پارامترهای گسسته در سیستم قدرت5-1- مقدمه PAGEREF _Toc380431197 h 835-2- متغیرهای گسسته در سیستم قدرت PAGEREF _Toc380431198 h 845-2-1- مدلسازی تپ ترانس PAGEREF _Toc380431199 h 845-2-2- مدلسازی واحدهای تولید پراکنده CHP PAGEREF _Toc380431200 h 855-3- فرآیندهای خودبازگشتی گسسته (DAR) PAGEREF _Toc380431201 h 875-3-1- معرفی مدل PAGEREF _Toc380431202 h 875-3-2- انتخاب درجه مدل PAGEREF _Toc380431203 h 885-3-3- بررسی درستنمائی مدل انتخاب شده PAGEREF _Toc380431204 h 905-3-4- تخمین پارامترهای مجهول در مدل PAGEREF _Toc380431205 h 925-4- نتایج شبیه سازی PAGEREF _Toc380431206 h 93فصل ششم: نتیجه گیری و پیشنهادات6-1- نتیجه گیری PAGEREF _Toc380431208 h 996-2- پیشنهادات PAGEREF _Toc380431209 h 100ضمیمه7-1- اطلاعات شبکه 14 باسه IEEE PAGEREF _Toc380431211 h 1027-2- اطلاعات شبکه 69 باسه PAGEREF _Toc380431212 h 104منابع و مآخذ PAGEREF _Toc380431213 h 108
فهرست جدولها
عنوان و شماره صفحه
TOC h z c “جدول” جدول ‏11: مقایسه کیفی روشهای مختلف تخمین نقطه ای ]25[ PAGEREF _Toc381097658 h 9جدول ‏31: ضرائب مجهول و واریانس نویز تصادفی مدل سری زمانی توان خروجی توربین بادی PAGEREF _Toc381097659 h 54جدول ‏32: واریانس مولفه نویز تصادفی برای توان های تزریقی ورودی PAGEREF _Toc381097660 h 55جدول ‏33: ثوابت و واریانس مولفه نویز تصادفی مدل های سری زمانی خروجی PAGEREF _Toc381097661 h 57جدول ‏34: ماتریس ضرایب AR در مدل سری زمانی چند متغیره خروجی PAGEREF _Toc381097662 h 57جدول ‏35: ماتریس ضرایبMA برای مدل سری زمانی چند متغیره خروجی و تاخیر زمانی درجه اول PAGEREF _Toc381097663 h 58جدول ‏36: ماتریس ضرایبMA برای مدل سری زمانی چند متغیره خروجی و تاخیر زمانی درجه دوازدهم PAGEREF _Toc381097664 h 59جدول ‏41: وضعیت سوئیچ های شبکه در حالت های مختلف PAGEREF _Toc381097665 h 74جدول ‏42: مقایسه وضعیت سوئیچ های شبکه در حالت های مختلف PAGEREF _Toc381097666 h 78جدول ‏43: مقایسه زمان اجرای روش ها پخش بار در مسئله تجدید ساختار شبکه قدرت PAGEREF _Toc381097667 h 81جدول ‏51: احتمال وقوع تولید در هر کدام از سطوح مشخص شده PAGEREF _Toc381097668 h 94جدول ‏52: نتایج مربوط به ضرایب مجهول مدل و شاخص بایاس تصحیح شده AIC PAGEREF _Toc381097669 h 95جدول ‏53: ثوابت انتخاب شده برای روش پارامتری بوتس تراپ PAGEREF _Toc381097670 h 95جدول ‏54: نتایج حدود خطای مجاز و مقدار شاخص Tn تجربی به دست آمده از داده ها PAGEREF _Toc381097671 h 96جدول ‏55: تابع چگالی برای داده های شبیه سازی شده از مدل اولیه PAGEREF _Toc381097672 h 96جدول ‏56: ضرایب مدل سری زمانی برای داده های شبیه سازی شده از مدل اولیه PAGEREF _Toc381097673 h 96جدول ‏57: تابع چگالی برای داده های شبیه سازی شده از مدل اولیه PAGEREF _Toc381097674 h 97جدول ‏58: ضرایب مدل سری زمانی برای داده های شبیه سازی شده از مدل اولیه PAGEREF _Toc381097675 h 97جدول ‏71: داده های مربوط به شبکه 14 شینه PAGEREF _Toc381097676 h 102جدول ‏72: داده های مربوط به خطوط شبکه 14 شینه PAGEREF _Toc381097677 h 102جدول ‏73: اطلاعات مربوط به بارها و خطوط در شبکه 69 باسه PAGEREF _Toc381097678 h 104

فهرست شکلها
عنوان صفحه
TOC h z c “شکل” شکل ‏21: ضرائب خودهمبستگی برای مدل PAGEREF _Toc380431223 h 33شکل ‏22: ضرائب خودهمبستگی برای مدل PAGEREF _Toc380431224 h 33شکل ‏23: ضرائب خودهمبستگی برای مدل PAGEREF _Toc380431225 h 34شکل ‏24: ضرائب خودهمبستگی برای مدل PAGEREF _Toc380431226 h 34شکل ‏25: کاهش مولفه ها به صورت کند PAGEREF _Toc380431227 h 35شکل ‏26: کاهش مولفه ها به صورت نمائی سریع PAGEREF _Toc380431228 h 36شکل ‏27: کاهش ناگهانی مولفه ها PAGEREF _Toc380431229 h 36شکل ‏31: نمایش یک پخش بار قطعی در سیستم با ورودی های مشخص ]1[ PAGEREF _Toc380431230 h 42شکل ‏32: نمایش یک پخش بار سری زمانی با ورودی های مدل سری زمانی ]1[ PAGEREF _Toc380431231 h 43شکل ‏33: نمایش ضرائب خودهمبستگی توان خروجی مزرعه بادی PAGEREF _Toc380431232 h 53شکل ‏34: نمایش ضرائب خودهمبستگی جزئی توان خروجی مزرعه بادی PAGEREF _Toc380431233 h 54شکل ‏35: سری زمانی مربوط به زاویه باس شماره 3 با استفاده از برابری مقادیر نویز تصادفی PAGEREF _Toc380431234 h 61شکل ‏36: سری زمانی مربوط به زاویه باس شماره 6 با استفاده از برابری مقادیر نویز تصادفی PAGEREF _Toc380431235 h 61شکل ‏37: سری زمانی مربوط به دامنه ولتاژ باس شماره 10 با استفاده از برابری مقادیر نویز تصادفی PAGEREF _Toc380431236 h 62شکل ‏38: سری زمانی مربوط به دامنه ولتاژ باس شماره 13 با استفاده از برابری مقادیر نویز تصادفی PAGEREF _Toc380431237 h 62شکل ‏313: تابع توزیع احتمالی زاویه باس شماره 3 PAGEREF _Toc380431238 h 63شکل ‏314: تابع توزیع احتمالی زاویه باس شماره 6 PAGEREF _Toc380431239 h 63شکل ‏315: تابع توزیع احتمالی دامنه ولتاژ باس شماره 10 PAGEREF _Toc380431240 h 64شکل ‏316: تابع توزیع احتمالی دامنه ولتاژ باس شماره 13 PAGEREF _Toc380431241 h 64شکل ‏41: نمایش وضعیت تولید واحدهای CHP در 6 گروه به صورت ساعتی ]54[ PAGEREF _Toc380431242 h 94شکل ‏42: تابع توزیع شاخص Tn برای آزمون درستنمایی مدل انتخاب شده PAGEREF _Toc380431243 h 95شکل ‏71: نمایش تک خطی شبکه 14 باسه استاندارد IEEE PAGEREF _Toc380431244 h 103شکل ‏72: شبکه 69 باسه ]52[ PAGEREF _Toc380431245 h 107

فصل اول
مقدمه
مقدمهاهمیت مسئلهاولین و اصلیترین قدم در بهرهبرداری، برنامهریزی و طراحی سیستمهای قدرت داشتن اطلاعات کافی از شرایط شبکه قدرت، شامل توانهای عبوری از خطوط و ولتاژ باسها در حالت دائمی است. داشتن چنین اطلاعاتی نیازمند انجام پخش بار در شبکه قدرت است. ضرورت انجام مطالعات پخش بار از دیر باز مورد توجه محققین بوده است، به طوری که همه ساله روشها و الگوهای جدیدی جهت بهبود روشهای موجود پخش بار ارائه میگردد. روشهای مختلف پخش بار به صورت گستردهای برای مطالعات برنامهریزی و بهرهبرداری در شبکه قدرت استفاده میشود.
ابزار پخش بار با پاسخ به ورودیهای توان تزریقی ژنراتور، بار و توپولوژی شبکه، متغیرهای حالت شبکه و توانهای عبوری از خطوط را در خروجی محاسبه میکند. در پخش بار قطعی سیستم قدرت، مقادیر توانهای تولیدی ژنراتورها و مصارف بارهای سیستم و همچنین توپولوژی شبکه به صورت کاملا مشخص در نظر گرفته میشوند. بنابراین این روش نمیتواند عدم قطعیت موجود در بار سیستم، نرخ خروج ژنراتورها از مدار و

این نوشته در پایان نامه ها ارسال شده است. افزودن پیوند یکتا به علاقه‌مندی‌ها.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *