Вибір місць встановлення та потужності батарей конденсаторів методом мурашиної колонії з урахуванням показників надійності та якості електроенергії у розподільній мережі

Автор(и)

  • A. V. Gorpinich Приазовський державний технічний університет, Маріуполь, Україна https://orcid.org/0000-0001-6954-2789
  • A. V. Medevedev ООО «СИКОМ» «Приазов'я», м. Маріуполь, Україна

DOI:

https://doi.org/10.15802/ecsrt2015/73836

Ключові слова:

оптимізація місць встановлення та потужності батарей конденсаторів, надійність розподільної мережі, якість електроенергії, алгоритм колонії мурах, стратегія елітизму, узагальнена функція питомого збитку споживача

Анотація

Мета. Запропонована реалізована у середовищі MATLAB модифікація алгоритму колонії мурах, призначена для оптимізації місць встановлення та потужності батарей конденсаторів у розподільній мережі з урахуванням показників надійності та якості електроенергії. Методика. Виконано порівняння алгоритму колонії мурах на базі стратегії елітизму з методами евристичної комбінаторної оптимізації, методом нечіткої логіки, еволюційним методом та методами рою частинок, використовуючи реальну 9-вузлову тестову схему IEEE. Щоби оцінити ефективність запропонованого алгоритму, були розглянуті три цільових функції. Перша (типова цільова функція) визначається підсумовуванням вартості втрат активної потужності, інвестицій у батареї конденсаторів та вартості штрафних санкцій. Друга (цільова функція з урахуванням надійності) визначається як сума витрат на забезпечення надійності та інвестицій у батареї конденсаторів. Третя (комплексна цільова функція) враховує вартість втрат активної потужності, витрати на забезпечення надійності, інвестиції у батареї конденсаторів та вартість штрафних санкцій. Результати. Вичерпне порівняння різноманітних методів оптимізації показало, що запропонована модифікація алгоритму колонії мурах дозволяє знайти кращі розв'язання. Показано, що включення у цільову функцію показників надійності при оптимізації місць встановлення та потужності батарей конденсаторів у реальній 9-вузловій тестовій схемі IEEE за допомогою запропонованої модифікація алгоритму колонії мурах призводить до економічного ефекту, який майже у 4 рази вище у порівнянні із випадком, коли у процесі оптимізації використовується типова цільова функція. Додаткового економічного ефекту можна досягти за рахунок включення у цільову функцію вартості штрафних санкцій за низьку якість електроенергії. Наукова новизна. Для оптимізації місць встановлення та потужності батарей конденсаторів у розподільній мережі з урахуванням показників надійності та якості електроенергії розроблено алгоритм колонії мурах на базі стратегії елітизму. Практична значимість. Запропонований алгоритм може бути застосований для ідентифікації додаткового економічного ефекту від оптимізації місць встановлення та потужності батарей конденсаторів у розподільній мережі окрім того, що зумовлений тільки зниженням втрат активної потужності.

Біографії авторів

A. V. Gorpinich, Приазовський державний технічний університет, Маріуполь

Горпинич Олександр Вікторович

Кафедра електрифікації промислових підприємств, к.т.н., доцент

A. V. Medevedev, ООО «СИКОМ» «Приазов'я», м. Маріуполь

Медведєв Артем Вадимович

Магістр, інженер-проектувальник

Посилання

Sallam, A. A. Shunt capacitor effect on electrical distribution system reliability [Text] / A. A. Sallam, M. Desouky, H. Desouky // IEEE Transactions on Reli-ability. – 1994. – Vol. 43. – No. 1. – P. 170–176.

Etemadi, A. H. Distribution system relia-bility enhancement using optimal capacitor placement [Text] / A. H. Etemadi, M. Fotuhi-Firuzabad // IET Generation, Transmission & Distribution. – 2008. – Vol. 2. – No. 5. – P. 621–631.

Ng, H. N. Classification of capacitor allo-cation techniques [Text] / H. N. Ng, M. M. A. Salama, A. Y. Chikhani // IEEE Transactions on Power Delivery. – 2000. – Vol. 15. – No. 1. – P. 387–392.

Dorigo, M. Ant colony optimization [Text] / M. Dorigo, T. Stützle. – Cambridge, Mas-sachusetts; London: The MIT Press; A Bradford Book, 2004. – 305 p. – ISBN 0-262-04219-3.

Momoh J. A. Electric power system applications of optimization [Text] / J. A. Momoh. – New York, New York: Marcel Dekker, Inc., 2001. – 486 p. – ISBN 0-8247-9105-3.

Штовба, С. Д. Муравьиные алгоритмы / С. Д. Штовба // Exponenta Pro. Математика в приложениях. – 2003. – № 4 (4). – С. 70–75.

Abdel-Salam, T. S. A new technique for loss reduction using compensating capacitors applied to distribution systems with varying load condition [Text] / T. S. Abdel-Salam, A. Y. Chikhani, R. Hackam // IEEE Transactions on Power Delivery. – 1994. – Vol. 9. – No. 2. – P. 819–827.

Su C.-T. A new fuzzy-reasoning approach to optimum capacitor allocation for primary distribution systems [Text] / C. T. Su, C. C. Tsai // Proc. IEEE International Conference on Industrial Technology (ICIT '96). – 02-06 December 1996. – Shanghai (China). – P. 237–241.

Baghzouz, Y. Shunt capacitor sizing for radial distribution feeders with distorted substation voltages [Text] / Y. Baghzouz, S. Ertem // IEEE Transactions on Power Delivery. – 1990. – Vol. 5. – No. 2. – P. 650–657.

Su C.-T. Modified differential evolution method for capacitor placement of distri-bution systems [Text] / C. T. Su, C. S. Lee // Proc. IEEE/PES Transmission and Dis-tribution Conference and Exhibition 2002: Asia Pacific. – 06-10 October 2002. – Yokohama (Japan). – Vol. 1. – P. 208–213.

Khalil, T. M. Selective particle swarm optimization [Text] / T. M. Khalil, A. V. Gorpinich // International Journal of Multidisciplinary Sciences and Engineer-ing (IJMSE). – 2012. – Vol. 3. – No. 4. – P. 1–4.

Kavousi-Fard A. Optimal distribution feeder reconfiguration for reliability improvement considering uncertainty [Text] / A. Kavousi-Fard, T. Niknam // IEEE Transactions on Power Delivery. – 2014. – Vol. 29. – No. 3. – P. 1344–1353.

##submission.downloads##

Опубліковано

2016-07-16

Як цитувати

Gorpinich, A. V., & Medevedev, A. V. (2016). Вибір місць встановлення та потужності батарей конденсаторів методом мурашиної колонії з урахуванням показників надійності та якості електроенергії у розподільній мережі. Електромагнітна сумісність та безпека на залізничному транспорті, (9). https://doi.org/10.15802/ecsrt2015/73836

Номер

№ 9 (2015)

Розділ

ЕЛЕКТРОМАГНІТНА СУМІСНІСТЬ НА ЗАЛІЗНИЧНОМУ ТРАНСПОРТІ

Ліцензія

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

  • Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.

  • Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.

  • Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).