افزایش پایداری ولتاژ سیستم های قدرت با بکارگیری واحدهای pmu با استفاده از شبکه های عصبی

در سال های اخیر مسئله ی پایداری ولتاژ به دلایل زیادی از جمله رشد سریع بار و محدودیت های اقتصادی و زیست محیطی به یکی از مهم ترین نگرانی های بهره برداران سیستم تبدیل شده است. از یک طرف به دلیل مسائل اقتصادی، باید بیشترین استفاده از ظرفیت خطوط انتقال صورت پذیرد؛ و از طرف دیگر با توجه به خطر ناپایداری، باید یک حاشیه ی امنیت مناسب تا نقطه ی ناپایداری وجود داشته باشد. در این پروژه الگوریتمی جهت ارزیابی و بهبود بهنگام پایداری ولتاژ با استفاده از شبکه های عصبی ارائه می شود. به صورت کلی الگوریتم به دو بخش نابهنگام و بهنگام تقسیم می شود. ابتدا ارزیابی پایداری ولتاژ برای حالت های کاری مختلف به صورت نا بهنگام انجام می شود. جهت ارزیابی پایداری از شاخص حد امنیت ولتاژ استفاده شده و نقاط کار بدست آمده با توجه به دستورالعمل wscc به دو دسته ی ایمن و غیر ایمن تقسیم بندی می شوند. سپس با تغییر الگوی تولیدی ژنراتورها و در صورت لزوم حذف بار با استفاده از روش آنالیز حساسیت، حاشیه امنیت ولتاژ نقاط کاری که برچسب غیر ایمن خورده اند به مرز ایمن برگردانده می شوند. در ادامه مقادیر محاسبه شده برای ولتاژ باس ها، جریان خطوط و توان تولیدی ژنراتورها در نقاط کار مختلف به همراه عملیات کنترلی و پیشگیرانه ی لازم جهت برگرداندن حاشیه امنیت ولتاژِ نقاط کار غیر ایمن به مرز ایمن، بانک داده را تشکیل می دهد. سپس شبکه عصبی بر روی بانک داده بدست آمده آموزش داده می شود. با استفاده از شبکه عصبی به عنوان تخمین گر عملیات کنترلی و پیشگیرانه لازم، در واقع این شبکه جایگزین محاسبات سنگین، تکراری و غیر خطی روش آنالیز حساسیت می شود. محاسبه تغییرات لازم با استفاده از روش آنالیز حساسیت فرایندی زمان بر بوده و محاسبه آن به صورت بهنگام در سیستم های قدرت بزرگ امکان پذیر نیست. شبکه عصبی با ایجاد نگاشتی مناسب مابین ورودی ها و خروجی از فرایند تکراری محاسبات سنگین عددی جلوگیری می کند. در مرحله بهنگام با توجه به اطلاعاتی که توسط واحدهای اندازه-گیری فازور بدست می آید، شبکه ی عصبی عملیات کنترلی لازم جهت برگرداندن شبکه به وضعیت مناسب ولتاژی را تخمین می زند. در این راستا فرض می شود که اطلاعات ورودی مورد نیاز شبکه ی عصبی به منظور اجرای الگوریتم مورد نظر با دقت و سرعت لازم توسط واحدهای اندازه گیری فازور ( pmus) در دسترس می باشد. این واحدها با در اختیار قرار دادن هم زمان فازورهای شبکه، رویت-پذیری بهنگام سیستم را امکان پذیر می کنند. در انتها نیز طرح ارائه شده جهت بهبود حاشیه امنیت ولتاژ بر روی شبکه 39 باسه مورد مطالعه قرار می گیرد.