بهینه سازی توسط الگوریتم ژنتیک جهت تعیین مکان وظرفیت منبع تولید : پایان نامه ارشد مهندسی برق

پایان نامه ای که به شما همراهان صمیمی فروشگاه دیجی لود معرفی میگردد از سری پایان نامه های جدید رشته مهندسی برق و با عنوان بهینه سازی توسط الگوریتم ژنتیک جهت تعیین مکان وظرفیت منبع تولید در 63 صفحه با فرمت Word (قابل ویرایش) در مقطع کارشناسی ارشد تهیه و نگارش شده است. امیدواریم مورد توجه کاربران سایت و دانشجویان عزیز مقاطع تحصیلات تکمیلی رشته های جذاب مهندسی برق قرار گیرد.

چکیده پایان نامه بهینه سازی توسط الگوریتم ژنتیک جهت تعیین مکان وظرفیت منبع تولید:

توماس ادیسون اولین شبکه الکتریکی دنیا را در سال 1882 در شهر نیویورک ایجاد نمود. این شبکه با استفاده از مولدهای جریان مستقیم بارهای خود را تغذیه می نمود.سپس نیروگاه های بزرگ و متمرکز جای منابع کوچک تولید را گرفتند و شبکه های الکتریکی گسترش چشمگیری یافتند.به نسبت این وسعت تلفات ناشی از انتقال و توزیع این انرژی وهزینه بالای تولید وعدم پاسخگویی به افزایش تقاضای مشتریان ومهم ترتخریب لایه ازن با انتشار آلاینده های ناشی از سوخت فسیلی افزایش یافت.تفکر اتصال منابع تجدیدپذیر باعث اثرات مثبت مختلفي روي شبكه از جمله حل مشکلات نامبرده شد.ولی این ورود منابع باید از نظر مکان وظرفیت وحتی نوع منبع محاسبه شده باشد .چ

هدف اصلی ما در این تحقیق نیز همین موضوع میباشد .با مروری بر کارهای قبلی در تحقیقی محل مناسب نصب وظرفیت واحدهای انرژی تجدیدپذیر در ریزشبکه توسط الگوریتم جفت گیری زنبور عسل محاسبه ودر دیگری توسط الگوریتم فازی و بهره گیری از مدل مارکوف و با هدف کمینه سازی گازهای گلخانه ای محاسبه شده و در دیگری از الگوریتم کلونی زنبورعسل در شبکه توزیع شعاعی استفاده شده است.

دراین تحقیق از روش بهینه سازی توسط الگوریتم ژنتیک جهت تعیین مکان وظرفیت منبع تولید پراکنده از نوع باد وفتوولتائیک وپیل سوختی برای کاهش تلفات وهزینه وآلاینده های زیست محیطی شبکه میکروگرید استفاده شده است .

پس از استخراج فلوچارت اين روش ،برنامه اي كامپيوتري تهيه شده و اين برنامه روي شبكه نه شين پياده سازي و اجرا شده است نتايج بدست آمده از چند بار اجراي برنامه ،با يكديگر مقايسه شده و مزايا و معايب آن بيان شده است. سپس برنامه تعمیم یافته و روی یک شبکه گسترده تر57 باسه استاندارد اجرا شده است .نتايج بدست آمده بهبود پروفيل ولتاژ و كاهش تلفات وکاهش هزینه و آلاینده های زیست محیطی در شبكه را نشان مي دهد.

مقدمه

دسترسی کشور های در حال توسعه به انواع منابع جدید انرژی، برای توسعه اقتصادی آنها اهمیت اساسی دارد وپژوهشهای جدید نشان داده که بین سطح توسعه یک کشور و میزان مصرف انرژی آن، رابطه مستقیمی برقرار است باتوجه به ذخایر محدود انرژی در جهان فعلی، دیگر نمی توان به منابع موجود انرژی متکی بود]1[.

علاوه بر اين بحران نفت در سال 1973موجب شد كه بسياري از كشورهائي كه در صنعت خود ، به سوختهاي فسيلي وابسته بودند ،درپي يافتن جايگزيني مناسب براي اين سوختها باشند همچنين با افزايش آگاهي عمومي در مورد مسائل زيست محيطي، يافتن جايگزين مناسب براي سوختهاي فسيلي اهميت بيشتري پيدا كرد . بدين ترتيب عواملي مانند تجديد ساختار صنعت برق، نيازبه افزايش ظرفيت سيستم و پيشرفت تكنولوژي ها بطور همزمان ، پايه و اساس معرفي تكنولوژي هاي توليد پراكنده مي باشند ]2[.ورود این منابع به شبکه علت اصلی ایجاد ریزشبکه وکنترل دقیق توان شبکه میباشد .ورودآنها همچنین باید از نظر ظرفیت و مکان ونوع به گونهای باشد که پارامترهای شبکه همگی در حد موردقبول باشند .دراین قسمت به بررسی موارد ذکر شده میپردازیم .

مروری برساختار تولیدات پراکنده وریزشبکه ها وبرنامه ریزی سیستم

امروزه تبعات مداخله انسان در محیط زیست بیش از هر زمانی متجلی شده است. مفهوم توسعه با رعایت حفاظت از محیط طبیعی و زیست محیط مترادف است ودر شاخص های اقتصادی حساب های ملی، همچون تولید ناخالص داخلی، ملحوظ نمودن منابع طبیعی وزیست محیطی نیز مطرح است]3[.

انرژی، یک نیاز اساسی برای استمرار توسعه اقتصادی، تدارک وتامین رفاه وآسایش زندگی بشری است. این سؤال مهم مطرح است که آیا این منابع انرژی های فسیلی در قرن آینده جوابگوی نیاز انرژی جهان برای بقا، تکامل و توسعه خواهند بود؟

حداقل به سه دلیل عمده، جواب این سؤال منفی است و باید منابع جدید انرژی را جانشین منابع قدیم کرد. این دلایل عبارتند از: محدودیت ودر عین حال مرغوبیت انرژی های تجدیدپذیر که از نظر منطقی کاربرد های بهتر از احتراق دارند و همچنین مسائل و مشکلات زیست محیطی،به طوری که امروزه حفظ سلامت اتمسفر، از مهم ترین پیش شرط های توسعه اقتصادی پایدار جهانی به شمار می آید.

آلاینده های ناشی از احتراق وافزایش غلظت دی اکسید کربن در اتمسفر وپیامد های آن، جهان را با تغیيرات برگشت ناپذیر و تهدید آمیزی مواجه ساخته است. افزایش دمای کره زمین، تغیيرات آب و هوای، بالا آمدن سطح در یاها ودر نهایت،تشدید منازعات بین المللی، از جمله این پیامد ها محسوب می شوند. از سوی دیگر، اتمام قریب الوقوع منابع فسیلی و پیش بینی افزایش قیمت، سیاست گزاران را به پیشنهاد موازین و سیاست هایی برای کنترل محیط زیست و پژوهشگران را به توسعه منابع با آلودگی کمتر و تجدید پذیری که توان بالقوه ای برای جانشینی با سیستم انرژی کنونی دارند، ترغیب می کند]4[.

اما سازگار کردن منابع تجدید پذیر با سیستم کنونی مصرف انرژی جهان،هنوز با مشکلاتی همراه است که برای حل آنها، حجم مهمی از تحقیقات علمی جهان را در دهه های اخیر به خود اختصاص داده است]5[.

با توجه به فناوری کنونی بشر، انرژی هسته ای و انرژی برق آبی، دو نوع انرژی جانشین برای سوخت فسیلی می باشند. گفتنی است که پتانسیل برق آبی در جهان محدود بوده واز طرف دیگر انرژی اتمی نیز، تقریباً در تمامی اروپا، ساخت نیرو گاههای اتمی متوقف شده است. کشور ایران از لحاظ منابع مختلف انرژی، یکی از غنی ترین کشور های جهان محسوب می شود واز یک سو دارای منابع گسترده فسیلی نفت و گاز است واز سوی دیگر، دارای پتانسیل فراوان انرژی های تجدید پذیر، همچون باد، ژئوترمال، خورشیدی و… می باشد. اما ایران، کشور کم آبی است و نیرو گاههای آبی بزرگ، دارای پتانسیل محدودی هستند. لذا در چشم انداز دراز مدت جانشین دیگری غیر از تجدید پذیری به عنوان منبع انرژی دیده نمی شود ]6[.

از منظری دیگر، هر انرژی به لحاظ فناوری ساخت و بهره برداری، مسائل زیست محیطی، ویژگی های فنی، امکان دستیابی، توزیع جغرافیایی وسایر ویژگی ها، دارای مشخصه های خاص خود است. بنابر این، تنوع استفاده از انرژی های مختلف، کشور را به لحاظ تأمین انرژی در وضعیت مطمئن تری قرار خواهد داد و لازم است فناور ی آنها در کشور ایجاد شود.

انواع انرژیهای تجدید شونده

انرژی برق آبی

بشر قرن های متمادی است که، از انرژی های آبی در حال فرو ریزشی، ابتدا در فرم مکانیکی و سپس از اواخر قرن نوزدهم با تبدیل آن به انرژی الکتریکی استفاده کرده است. از نظر تاریخی نیرو گاههای آبی، نخست در مقیاس کوچک و برای تأمین نیاز مناطق مجاور نیرو گاه توسعه یا فتند. اما با گسترش شبکه های انتقال و افزایش قابلیت انتقال بار، تولید برق در واحدهایی که روز به روز بزرگتر می شدند متمرکز گردید. و از نظر اقتصادی از مزایای توسعه در مقیاس بزرگ خواهد گشت.

برای توسعه، مکانهايی مورد توجه بوده اند که جذاب ترین وضعیت اقتصادی را داشته باشند، در نتیجه هم وجود ارتفاع بلند وهم نزدیکی به مراکز بار فاکتور های مهمی به حساب می آیند. به همین دلیل توسعه فقط به سایتهای عظیم محدود نشده است. و امروزه نیرو گاههای آبی طیف وسیعی را شامل می شوند، که ظرفیت آنها از زیر یک مگاوات تا بیش از ١٠٠٠٠مگاوات متفاوت است. راندمان تولید برق آبی از دو برابر راندمان نیروگاههای حرارتی رقیب نیز بیشتر است. با اینکه تعاریف در مورد نیروگاههای آبی بسیار مختلف است،در این قسمت تعریف نیروگاههای کوچک آبی، نیروگاههایی را شامل می شود که ظرفیت آنها تا ١٠مگا وات باشد]7[.

بنابراین نیروگاههای آبی کوچک، شامل دسته های مینی هیدرو و میکرو هیدرو نیز می شود. که معمولاً فقط به کاربردهای محلی محدود هستند، اما از نظر آماری نمی توان آنها را از نیروگاههای کوچک آبی جدا کرد.