Abstract
This study investigates the optimal power flow (OPF) problem for distribution networks with the integration of distributed generation (DG). By considering the objectives of minimal line loss, minimal voltage deviation and maximum DG active power output, the proposed OPF formulation is a multi-object optimisation problem. Through normalisation of each objective function, the multi-objective optimisation is transformed to single-objective optimisation. To solve such a nonconvex problem, the trust-region sequential quadratic programming (TRSQP) method is proposed, which iteratively approximates the OPF by a quadratic programming with the trust-region guidance. The TRSQP utilises the sensitivity analysis to approximate all the constraints with linear ones, which will reduce the optimisation scale. Active set method is utilised in TRSQP to solve quadratic programming sub-problem. Numerical tests on IEEE 33-, PG&E 69- and actual 292-, 588-, 1180-bus systems show the applicability of the proposed method, and comparisons with the primal–dual interior point method and sequential linear programming method are provided. The initialisation and convergence condition of the proposed method are also discussed. The computational result indicates that the proposed algorithm for DG control optimisation in distribution system is feasible and effective
چکیده
این مطالعه، مساله ی فلوی توان بهینه(OPF) برای شبکه‌های توزیع با یکپارچه سازی تولید توزیع شده (DG) را بررسی می‌‌کند. با در نظر گرفتن مقاصد تلفات خط مینیمال، انحراف ولتاژ مینیمم و ماکزیمم خروجی توان اکتیو DG ، فرمول بندی OPF ارائه شده یک مساله ی بهینه سازی چند شیئی است. از طریق نرمالیزه سازی هر تابع هدف بهینه سازی چند شیئی تبدیل به بهینه سازی تک شیئی می‌‌شود. برای حل چنین مساله ی غیر محدبی روش برنامه نویسی منطقه اطمینان مرتبه دو متوالی(TRSQP) ارائه شده است. که به تکرار OPF را با برنامه نویسی مرتبه دو، با هدایت منطقه اطمینان، تخمین می‌‌زند. TRSQP از تحلیل حساسیت برای تخمین تمام مقادیر ثابت با مقادیر خطی استفاده می‌‌کند که باعث کاهش مقیاس بهینه سازی خواهد شد. روش مجموعه فعال در TRSQP به منظور حل زیر مساله ی برنامه نویسی مرتبه دو استفاده شده است. تست‌های عددی بر IEEE 33-PG&E69و سیستم‌های باس حقیقی 292-,588-,1180قابلیت اعمال روش ارائه شده را نشان می‌‌دهد و مقایسه ها با روش نقطه مرزی اولیه-دوتایی و روش برنامه نویسی خطی متوالی ارائه شده است. همچنین اجرای اولیه و شرط همگرایی روش ارائه شده نیز مورد بحث قرار گرفته است. نتیجه ی محاسبات نشان می‌‌دهد که الگوریتم ارائه شده برای بهینه سازی کنترل DG در سیستم توزیع میسر و موثر می‌‌باشد.
۱-مقدمه
در سال‌های اخیر، تولید توزیع شده (DG) یک موضوع تحقیق معمول می‌‌باشد که افزایش نگرانی های جهانی برای مسائل صرفه جویی انرژی، افزایش توان انرژی بادی، توان تولید فوتوولتائیک و سایر تکنولوژی‌های انرژی تجدید پذیر را سبب شده است. پس از اتصال DG به یک شبکه توزیع، ساختار شبکه ی توزیع، عملکرد و مود کنترل به شدت تغییر خواهد کرد و اتوماسیون سیستم توزیع و مدیریت نیاز‌ها بایستی هماهنگی بین DG و کنترل شبکه ی توزیع را در نظر گیرد. کنترل سیستم توزیع و مدیریت پیچیده تر خواهد شد.
نسبت در حال افزایش DG در یک سیستم توان به طور بارزی بر برنامه ریزی، عملکرد و کنترل یک شبکه توزیع شده اثر خواهد داشت. جهت فلوی توان و توزیع جریان اتصال کوتاه در شبکه ی توزیع موجود به طور بارزی تحت تاثیر قرار خواهد گرفت. از آن جایی که شبکه ی توزیع معمول یک سیستم شعاعی است، جمع آوری اطلاعات و برنامه نویسی آن آسان است. نفوذ DG ، عملکرد‌ها و برنامه ریزی را پیچیده خواهد کرد. با توسعه ی بیشتر DG در یک سیستم توزیع توان، ظرفیت نفوذ DG و اثر واقعی آن بر عملکرد‌ها و برنامه نویسی، مسائل مهمی خواهد شد....