ارائه یک طرح جامع حفاظتی برای خطوط انتقال قدرت در برابر ضربات مستقیم صاعقه با درنظر گرفتن ملاحظات اقتصادی

صاعقه یکی از مهم ترین پدیده های جوی است که هرساله به دلیل برخورد به خطوط انتقال باعث بروز خاموشی در شبکه قدرت می شود. اهمیت عدم قطعی شبکه از دیدگاه شرکت های برق منجر شده است که مطالعات بسیاری پیرامون موضوع صاعقه و اثرات آن بروی شبکه انتقال انجام گیرد؛ اما متأسفانه تاکنون یک طرح جامع حفاظتی در برابر ضربات مستقیم صاعقه برای خطوط انتقال ارائه نشده است. در این پایان نامه برای اولین بار سعی بر آن شده است که با ارائه یک طرح جامع حفاظتی و درعین حال کاربردی، بهترین گزینه های حفاظتی در برابر ضربات صاعقه به بهره بردار ارائه شود. بدین منظور ابتدا با استفاده از روش مونت کارلو پارامترهای اصلی صاعقه تولید شده است، سپس برای اولین بار با طراحی یک مدل الکتروهندسی جامع، مکان دقیق برخورد ضربات غیرعمودی صاعقه بروی خطوط انتقال مشخص شده است. در ادامه با ارائه یک روش جدید، فرآیند مدل سازی منبع جریان صاعقه بهبود یافته است. در این مرحله با استفاده از زبان برنامه نویسی فرترن و تکنیک های مدل سازی، تمامی اجزای شبکه مطابق با استانداردها و مدل های معتبر علمی در محیط نرم افزار atp شبیه¬سازی شده است. سپس با تعریف سناریوهای حفاظتی مختلف و لینک کردن دو نرم افزار atp و matlab با یکدیگر، تنش های ولتاژی و نرخ قطعی شبکه براثر اعمال صاعقه های تولیدی به هرکدام از سناریوهای حفاظتی محاسبه می شود. در مرحله بعد با توجه به شاخص های فنی و اقتصادی مهم از منظر بهره بردار، برای نخستین بار یک تابع چندهدفه بر روی خروجی های شبکه طراحی گردیده است. در این تابع تمامی عوامل تأثیرگذار بر روی شاخص های نرخ قطعی، هزینه و عمر تجهیزات لحاظ شده است. در انتها برای حل مسئله چندهدفه فوق، از الگوریتم nsga-ii به عنوان یکی از کارآمدترین روش ها برای حل مسائل چندهدفه گسسته استفاده شده است. نتایج به دست آمده نشان دهنده این موضوع است که روش کلی استفاده شده در این رساله با ارائه چندین طرح حفاظتی متفاوت و درعین حال برتر به بهره بردار، یک دید کلی از طرح های بهینه را برای وی ایجاد می کند؛ درنتیجه با توجه به اهمیت بیشتر هرکدام از توابع هدف، می تواند بهترین طرح حفاظتی را انتخاب کند.