Επέκταση Δικτύου Διανομής Με Χρήση Γενετικού Αλγόριθμου Μέσω Της Βέλτιστης Τοποθέτησης Υποσταθμού Υτ

Abstract

Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας αποτελεί ο σχεδιασμός της επέκτασης ενός δικτύου διανομής, λόγω της αύξησης της ζήτησης φορτίου. Η επέκταση του δικτύου έγινε μέσω της εγκατάστασης νέου Υποσταθμού ΥΤ, με χρήση Γενετικού Αλγόριθμου. Για την διαδικασία της βελτιστοποίησης με χρήση του Γενετικού Αλγόριθμου, χρησιμοποιήθηκε το Optimization Tool της Matlab R2011a και για την επίλυση ροών φορτίου των εκάστοτε δικτύων χρησιμοποιήθηκε το λογισμικό Matpower (έκδοση 4.1), ένα λογισμικό του Matlab για την επίλυση ροών φορτίου και βέλτιστων ροών φορτίου.Αρχικά, το δίκτυο διανομής που χρησιμοποιήθηκε, κωδικοποιήθηκε κατάλληλα για να είναι δυνατή η επεξεργασία του από τον Γενετικό Αλγόριθμο. Στη συνέχεια, υλοποιήθηκε η προς ελαχιστοποίηση αντικειμενική συνάρτηση και λόγω της αδυναμίας των προϋπαρχόντων επιλογών της Matlab, να ανταποκριθούν στις απαιτήσεις του προβλήματος, σχεδιάστηκαν και υλοποιήθηκαν κατάλληλες συναρτήσεις για τις λειτουργίες Mutation και Crossover του Γενετικού Αλγόριθμου. Ακολούθησε η διαδικασία της βελτιστοποίησης, η οποία υπέδειξε την βέλτιστη λύση για την τοποθέτηση του νέου Υποσταθμού ΥΤ και τη σύνδεσή του με το εξεταζόμενο δίκτυο διανομής. Η λύσης αυτή αποτελεί το ολικό βέλτιστο (ελάχιστο) του προβλήματος, κάτι που εξακριβώθηκε με την υλοποίηση ενός απλού και αρκετά αργού ευρετικού αλγόριθμου, ο οποίος εξέτασε όλες τις πιθανές λύσεις και επέστρεψε τις βέλτιστες. Στη συνέχεια, μετά την εύρεση της θέσης εγκατάστασης του νέου Υποσταθμού ΥΤ, χρησιμοποιήθηκε το λογισμικό Matpower 4.1 στο περιβάλλον της Matlab, για την προσομοίωση του δικτύου διανομής και την επίλυση ροών φορτίου για δύο πιθανά σενάρια.Το πρώτο σενάριο αφορούσε την ύπαρξη ενός δικτύου διανομής χωρίς διεσπαρμένη παραγωγή, με έναν εγκατεστημένο Υποσταθμό ΥΤ. Το δεύτερο σενάριο αφορούσε την ύπαρξη του ίδιου δικτύου διανομής με τον αρχικά εγκατεστημένο Υποσταθμό ΥΤ, αυτή τη φορά με διεσπαρμένη παραγωγή σε όλη την έκταση του δικτύου. Για τα δύο αυτά σενάρια έγινε η υπόθεση αύξησης φορτίου σε τέτοια επίπεδα , που το υπάρχον δίκτυο αδυνατούσε λειτουργώντας εντός ορίων τάσης και απωλειών ισχύος, να καλύψει. Μετά την επίλυση ροών φορτίου για τα δύο παραπάνω σενάρια - δίκτυα ώστε να εξακριβωθεί η αποκατάσταση της σωστής λειτουργίας του δικτύου μετά την εγκατάσταση του νέου Υποσταθμού ΥΤ, έγινε σύγκριση των επιπέδων αύξησης φορτίου της κάθε περίπτωσης για τα οποία απαιτήθηκε η ύπαρξη επιπλέον Υποσταθμού.