مقاله مکان یابی خازن سیستم های توزیع جهت کاهش هارمونیک های ناشی از تشدید

ترجمه مقاله مکان یابی استراتژیک خازن در سیستم های توزیع برای مینیمم سازی افزایش هارمونیک های ناشی از تشدید

مساله مکان یابی خازن (CPP) به طور گسترده ای در طول سال ها مطالعه شده است. با این حال، روش های قدیمی یا بارهای غیرخطی را در فرمول بندی ها در نظر نمی گیرند و یا به طور گسترده ای به طیف جریان های هارمونیکی وابسته هستند. بنابراین، روش های قدیمی برای مطالعات برنامه ریزی سیستم های توزیع نامناسب هستند. روش پیشنهادی، CPP را به صورت مدل بهینه سازی چند هدفه فرمول بندی می کند و جنبه های اقتصادی و فنی را در فرآیند مینیمم سازی مد نظر قرار می دهد. یک تابع هدف دیگر، مینیمم سازی درجه دوم اعوجاج هارمونیکی ولتاژ را که توسط جریان های هارمونیکی کشیده شده از طریق بارهای غیر خطی تولید می شود مطابق بر محدودیت های IEEE Std. 519-1992 معرفی می کند. محدودیت جدیدی بر اساس شاخص رزونانس (RI) نیز به عنوان شکلی برای افزایش طول عمر خازن معرفی می شود. علاوه بر این، مدل فرسودگی (پیری) عایق دی الکتریک خازن تحت یک سناریوی شکل-موج غیر سینوسی به منظور برآورد طول عمر واقعی مورد انتظار خازن ها استفاده می شود. روش پیشنهادی به صورت جامع بر روی یک سیستم 69 باسه مورد آزمایش قرار گرفت و نتایج نشان داد که این روش برای برنامه ریزی خازن ها مناسب است و نیاز به تمرکز بر روی جزئیات بزرگ در داده های سیستم هارمونیک را رفع می کند.

در این مقاله یک فرمول بندی جدید برای CPP در سیستم توزیع ارائه شد. این فرمول بندی سهم جریان هارمونیکی مشتریان را با توجه به مد نظر قرار می دهد. این مقاله، بهترین پاسخ ها را برای یک مصالحه بهینه بین مزایای فنی و اقتصادی ارائه می دهد.

نتایج نشان می دهند که با تطبیق مشتریان با توصیه های IEEE 519، شرکت های برق باید به دقت خازن ها را نصب و مکان یابی کنند، تا رزنانس هارمونیکی نزدیک به مرتبه های هارمونیک مشترک کشیده شده توسط باها را تحریک نکنند. نتایج همچنین نشان می دهند که مزایای فنی و اقتصادی با گسترش طول عمر خازن به دست می آید. برای رسیدن بهاین نتایج، پاسخ ها نشان می دهند که حداقل انتخاب مطلوب قرار دادن خازن های بزرگ در نزدیکی مصرف کنندگان بزرگ است

مدل فرمول بندی همچنین برای مکان یابی همزمان خازن در سیستم توزیع MV و LV آماده است.. در نتیجه، مکان یابی خازن بهتری به دست خواهد آمد.

این روش برای مهندسان برنامه ریزی شرکت های برق مفید خواهد بود زیرا این روش نیاز به داده های معمول و موجود سیستم دارد. همچنین، می توان این روش پیشنهادی را به آسانی و با استفاده از روش LF سریع توزیع نامتعادل که در بیان شده است بر روی مدل سه فاز بکار برد.

Strategic capacitor placement in distribution systems by minimisation of harmonics amplification because of resonance

Abstract: The capacitor placement problem (CPP) has been widely studied throughout the years. However, traditional methodologies either do not consider non-linear loads in the formulations or are highly dependent on the spectrum of the harmonic currents. Therefore the traditional methodologies have become unsuitable for distribution system planning studies. The proposed approach formulates the CPP as a multi-objective optimisation model while including economic and technical aspects in the minimisation process. An additional objective function introduces a quadratic minimisation of the voltage harmonic distortions produced by the harmonic currents drawn by non-linear loads according to the IEEE Std. 519-1992 limits. A new constraint based on a resonance index (RI) is also introduced as a form to extend the capacitors’ lifetime. Furthermore, an aging model of capacitor dielectric insulation under a non-sinusoidal waveform scenario is used to estimate the expected real lifetime of capacitors. The proposed methodology was exhaustively tested on a 69-bus system and the results show that the methodology is adequate for planning capacitors and eliminates the need to focus in great detail on harmonic system data.