Επαναδιαμόρφωση Ηλεκτρικών Δικτύων Διανομής Μέσω Διακοπτών Με Γενετικό Αλγόριθμο

Abstract

Τα Δίκτυα Διανομής (ΔΔ) ηλεκτρικής ενέργειας αποτελούν τις συνιστώσες των Συστημάτων Ηλεκτρικής Ενέργειας με τη μεγαλύτερη πολυπλοκότητα. Τα ΔΔ είναι συνέχεια του Δικτύου Μεταφοράς προς την κατεύθυνση της κατανάλωσης και περιλαμβάνουν ένα σύνολο από εναέριες και υπόγειες γραμμές, καθώς και τους υποσταθμούς υποβιβασμού τάσης. Στην παρούσα Διπλωματική Εργασία εξετάζεται κυρίως η επαναδιαμόρφωση βροχοειδών, ατρακτοειδών, ή συνδυασμό των δύο, υπόγειων καλωδιακών ΔΔ μέσης τάσης, όσον αφορά των ανασχηματισμό των ακτινικών δικτύων λειτουργίας τους, μέσω χειρισμών των διακοπτών, υπό κανονικές συνθήκες. Ο ανασχηματισμός αυτός συμβάλει στην ελαχιστοποίηση των ωμικών απωλειών, οι οποίες εξαρτώνται από το μέγεθος των φορτίων. Οι τιμές των φορτίων που λαμβάνονται στους υπολογισμούς μπορεί να είναι μηνιαίες προβλέψεις των φορτίων αιχμής. Το πρόβλημα της Επαναδιαμόρφωσης ΔΔ μέσω Διακοπτών ανήκει στην κατηγορία προβλημάτων βελτιστοποίησης, ακέραιου, γραμμικού ή μη γραμμικού προγραμματισμού. Το πρόβλημα αυτό επιλύεται στην εργασία αυτή με τη βοήθεια Γενετικού Αλγορίθμου (ΓΑ). Ειδικότερα, όλα τα εφικτά και μη, ακτινικά δίκτυα λειτουργίας περιγράφονται από δυαδικές συμβολοσειρές τις οποίες καλείται ο ΓΑ να επεξεργαστεί και να αξιολογήσει. Ο υπολογισμός των ωμικών απωλειών ενός ακτινικού δικτύου λειτουργίας εξαρτάται από το είδος των φορτίων. Αν πρόκειται για φορτία σταθερής έντασης, τότε ο υπολογισμός αυτός περιλαμβάνει το σχηματισμό του πίνακα πρόσπτωσης, ενώ για φορτία σταθερής ισχύος και σταθερού συντελεστή ισχύος, ο υπολογισμός των ωμικών απωλειών, περιλαμβάνει την επίλυση του προβλήματος ροών φορτίου με τη μέθοδο Newton-Raphson. Το βέλτιστο ακτινικό δίκτυο λειτουργίας, δηλαδή το δίκτυο με τις ελάχιστες ωμικές απώλειες, προκύπτει από το ΓΑ, κατόπιν δοκιμών των παραμέτρων του. Στα πλαίσια της εργασίας αναπτύχθηκε λογισμικό σε περιβάλλον MATLAB για την επίλυση του προβλήματος Επαναδιαμόρφωσης των ΔΔ με ΓΑ.