(۴-۱۹)
در این روابط V_g ولتاژ ترمینال ژنراتور، P_g تولید توان اکتیو ، I_gfmax حداکثر جریان میدان و I_gamax حداکثر جریان آرمیچر می باشد. در این حالت محدودیت توان راکتیو می بایست به صورتی در نظر گرفته شود که تولید توان راکتیو ژنراتور از حداقل روابط (۴-۲۰) و (۴-۲۱) کمتر باشد. به عبارت دیگر می توان نوشت: جهت ساده سازی مسأله در این محدودیت، حداکثر و حداقل تولید توان راکتیو ژنراتورها به صورت مقادیر زیر در نظر گرفته می شوند.
(۴-۲۰)
(۴-۲۱)
۴-۶-۱- معرفی الگوریتم پخش بار برای شبکه ­های شعاعی

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

با توجه به اینکه در این مسأله، پخش بار باید به تعداد دفعات زیاد انجام شود، لذا زمان لازم برای محاسبه پخش بار از اهمیت زیادی برخوردار است. روش های معمول پخش بار مانند گوس-سایدل، نیوتن-رافسون و … که برای حل شبکه های انتقال بکار می روند، در مورد شبکه­ هایی که دارای شرایط خاصی هستند کارایی ندارند. شبکه های توزیع از جمله این شبکه ها می باشند. به دلیل اینکه گستره تغییرات r و x در آنها زیاد بوده و نیز نسبت در آنها بالاست و روش های پخش بار مذکور به سختی همگرا می شوند. به دلایل گفته شده و نیز مخصوصا با بحث اتوماسیون در شبکه های توزیع، تحقیقات زیادی برای انجام پخش بار در شبکه های توزیع انجام گرفته است. در یک گروه از روش های پخش بار به تناسب ویژگیهای شبکه توزیع راه حل ها و اصلاحاتی برای روش های کلاسیک قبلی ارائه شده است. اما در الگوریتم های جدید پیشنهاد شده برای پخش بار در شبکه های توزیع از ویژگیها و نوع ساختار ویژه شبکه های توزیع برای ارائه الگوریتم جدید استفاده شده است که بعضی از این روشها در مراجع قابل بررسی می باشند. در این تحقیق از روش پخش بار رفت و برگشتی (Backward-Forward) که برای شبکه های شعاعی مطرح شده است استفاده می- گردد، فرض کنیم که شین اولیه یک شین slack با اندازه و زاویه ولتاژ معلوم باشد، و فرض می کنیم که ولتاژ اولیه سایر شین ها برابر ولتاژ شین slack و تلفات اولیه تمام شاخه ها برابر صفر باشد. الگوریتم تکراری برای حل پخش بار سیستم شعاعی از چهار مرحله تشکیل شده است. این چهار مرحله در تکرار k ام به ترتیب زیر می باشد:
الف- محاسبه توان گره ها:
از آنجا که توان جذب شده توسط بعضی از بارها (یعنی بار های جریان ثابت و امپدانس ثابت) و توان راکتیو تزریق شده توسط خازن ها به علت تغییر ولتاژ گره ها در طول تکرار الگوریتم تغییر می کند، لذا باید در طی تمام تکرارها دوباره محاسبه شوند. توان جذب شده بارهای توان ثابت در طول تکرارهای متوالی تغییر نمی- کند.
ب- جاروی پس رو برای جمع کردن توان شاخه ها (backward sweep)
با شروع از باس های انتهایی و حرکت به سمت باس slack ، توان های شاخه ها محاسبه می شوند:
(۴-۲۲)
که( S_n) توان شاخه n و ( i) گره انتهایی شاخه n و ( S_i) توان تزریق شده به بار متصل گره i و (M) مجموعه شاخه هایی که در گره i به شاخه n متصل هستند. ( S_m) توان شاخه m و (Loss_n) تلفات شاخه n است که در تکرار اول صفر فرض می شود.
ج- جاروی پیش رو برای به روز کردن ولتاژ گره ها (forward sweep)
با شروع از شاخه های متصل به شین slack و حرکت به سمت شاخه های انتهایی، جریان ها در باس فرستنده شاخه n (یعنی j) و ولتاژها در باس گیرنده شاخه n (یعنی i) محاسبه می شوند:
(۴-۲۳)
(۴-۲۴)
(۴-۲۵)
د- محاسبه عدم تطابق ولتاژ:
پس از اینکه مراحل فوق در هر تکرار انجام شد، عدم تطابق ولتاژ برای تمام باسها محاسبه می شود: که k شمارنده تعداد تکرارها می باشد. اگر هرکدام از ها بیشتر از معیار همگرایی باشد، مراحل تکرار می- شوند تا همگرایی حاصل شود.
(۴-۲۶)
۴-۶-۲- در نظر گرفتن تولیدات پراکنده در الگوریتم پخش بار
اخیرا بهبود تکنولوژی میکروتوربینها، سلولهای خورشیدی و نیز تجهیزات ذخیره ساز انرژی در واقع فرصتی را برای بکارگیری DG در شبکه های توزیع فراهم ساخته است. واحدهای تولید پراکنده که بصورت شین PQ کنترل می شوند، بصورت یک بار منفی در مدل وارد می شوند، اما برای وارد کردن واحدهای تولید پراکنده که بصورت شین PV کنترل می شوند، نیاز به فرآیندهای اضافه تری در حل پخش بار می باشد. برای کنترل ولتاژ گره های PV از تکنیک جبران سازی که اصول آن بیان شده است استفاده می شود. ایده پایه ای این روش این است که برای بدست آوردن ولتاژ در یک گره PV لازم است تا مقدار صحیح تزریق جریان راکتیو تولید شده توسط واحد تعیین گردد. در اینجا با روشی بسیار سرراست مقدار صحیح توان راکتیو تعیین می شود. برای این منظور در هر شین PV ثابتها برای ژنراتور یعنی خروجی توان حقیقی (P) و دامنه ولتاژ (V) تعیین می شوند. سپس در الگوریتم پخش بار این شین بصورت یک شین PQ در نظر گرفته می شود. پس از اینکه پخش بار همگرا شد:
۱- اختلاف ولتاژ شین PV از مقدار تعیین شده محاسبه می گردد. که : عدم تطابق ولتاژ در گره i ام ، : تعداد گره های PV ، : مقدار تعیین شده دامنه ولتاژ در شین i ، : مقدار محاسبه شده برای دامنه ولتاژ در شین i.
(۴-۲۷)
۲- اگر عدم تطابق ولتاژ در محدوده معین باشد، ولتاژ گره PV به مقدار تعیین شده همگرا شده است. اگر عدم تطابق ولتاژ در یک گره PV بیشتر از مقدار قابل قبول باشد، با جبران سازی توان راکتیو تولید شده توسط ژنراتور این شین، ولتاژ در مقدار تعیین شده ابقا می­ شود. با صرفنظر از تغییرات ولتاژ با توان اکتیو، میزان Q لازم برای جبران سازی از رابطه زیر محاسبه می شود:
(۴-۲۸)
X: ماتریس حساسیت راکتانس گره PV بوده و سایز آن می- باشد. تعداد گره های PV است که ولتاژ آنها به مقدار تعیین شده همگرا نشده است. عناصر قطری X، مجموع راکتانس شاخه های بین هر گره PV همگرا نشده و گره منبع می باشد. عناصر غیر قطری X ، مجموع راکتانس شاخه های مشترک بین دو گره PV همگرا نشده و گره منبع می باشد. : بردار تزریق توان راکتیو که سایز آن می باشد. : بردار عدم تطابق ولتاژ گره های PV که سایز آن می باشد. اگر باشد، ژنراتور باید برای ابقای ولتاژ در مقدار تعیین شده توان راکتیو تولید کند. اگر منفی باشد، ژنراتور باید برای ابقای ولتاژ در مقدار تعیین شده توان راکتیو جذب کند (تزریق توان راکتیو خود را کم کند). لذا: : مقدار جدید محاسبه شده برای تزریق ژنراتور شین i و : مقدار محاسبه شده تولید توان راکتیو ژنراتور شین i در تکرار قبلی است.
(۴-۲۹)
۳- پس از محاسبه باید حد تولید توان راکتیو DG توسط رابطه زیر کنترل شود:
(۴-۳۰)
و : حدود پایین و بالای تولید توان راکتیو شین i است. اگر رابطه (۴-۳۰) برقرار نباشد، مقدار Q تولیدی ژنراتور که آن را نقض نموده تنظیم و در غیر اینصورت در تنظیم می شود. اکنون مجددا مسأله پخش بار پس رو- پیش رو حل و مراحل فوق تکرار می شود. الگوریتم زمانی حل می شود که ولتاژ تمام گره های PV به مقدار تعیین شده همگرا شود. فلوچارت الگوریتم حل پخش بار با در نظر گرفتن باس های PV بصورت شکل (۴-۷) می باشد.
گرفتن اطلاعات ورودی
اجرای الگوریتم پخش بار با در نظر گرفتن DG ها به عنوان باس های PQ
همگرایی حاصل شده است؟
محاسبه عدم تطابق ولتاژ برای باس های PV طبق معادله (۱۷)
پایان
همگرایی حاصل شده است؟
نخیر
بله
نخیر
بله
تعداد باسهای PV همگرا نشده را برابر n و بردار X متناظر با آن را بدست بیاور
را از معادله (۱۸) بدست بیاور
i=1
را از معادله (۱۹) بدست بیاور
Q تزریقی را از معادله (۲۰) بدست بیاور
i=i+1

بله
نخیر
شکل (۴-۷): فلوچارت الگوریتم حل پخش بار با در نظر گرفتن DG به عنوان باس PV