probabilistic load flow
در نشریات گروه برق-
نشریه مهندسی برق و مهندسی کامپیوتر ایران، سال بیست و یکم شماره 2 (پیاپی 78، تابستان 1402)، صص 75 -91
سرعت افزایش سطح نفوذ منابع تولید پراکنده در شبکه قدرت و ماهیت تصادفی این منابع، نحوه بهره برداری و طراحی این شبکه ها را دستخوش تغییر کرده که مدیریت توان راکتیو در شبکه های توزیع از این دسته هستند. استفاده از این منابع در شبکه های توزیع بدون چالش نیست و عدم مدیریت بهینه توان راکتیو ممکن است که بهره وری های اقتصادی برای شبکه به همراه نداشته باشد. سیستم های ذخیره ساز انرژی، پتانسیل حل این مشکل را دارند؛ لذا در این مقاله، مدیریت توان راکتیو در یک ریزشبکه متصل به شبکه اصلی با درنظرگرفتن منابع تولید پراکنده (DG)، سیستم های ذخیره انرژی الکتریکی (BESS) و تجهیزات جبران کننده توان راکتیو گسسته شامل بانک های خازنی با درنظرگرفتن عدم قطعیت در بار شبکه و تولید توان نیروگاه بادی و خورشیدی انجام شده است. نهایتا کارایی روش بیان شده با انجام مطالعات عددی بر روی شبکه های توزیع 33 و 69شینه IEEE و در محیط نرم افزار بهینه سازی GAMS پیاده سازی گردیده است.
کلید واژگان: بانک های خازنی، پخش بار احتمالی، سیستم های ذخیره ساز انرژی، عدم قطعیت، مدیریت توان راکتیو، منابع تولید پراکندهThe increasing rate of distributed generation resources expansion into power systems and the random nature of these resources have altered the operation and design of these networks, and reactive power management in distribution networks belongs to this category. The use of these resources in distribution networks is not without challenges and the lack of optimal management of reactive power may not bring economic efficiency for the network. Energy storage systems have the potential to solve this problem. Therefore, in this article, reactive power management in a microgrid connected to the main grid, taking into account distributed generation sources, energy storage systems and discrete reactive power compensating equipment, including capacitor banks, taking into account uncertainty in network load and Wind and solar power generation has been done. Finally, the efficiency of the method is demonstrated by numerical examinations on the distribution networks of 33 and 69 IEEE buses and in the GAMS optimization software.
Keywords: Probabilistic load flow, reactive power optimization, distributed generation resources, energy storage system, capacitor banks, uncertainty -
به دلیل گسترش روزافزون تولیدات پراکنده بادی در شبکه های توزیع، این تولیدات می توانند اثرات قابل توجهی بر بهره برداری، برنامه ریزی و قابلیت اطمینان شبکه بگذارند. در همین راستا، این مقاله یک روش پخش بار احتمالاتی ارائه می کند که در آن، اثرات عدم قطعیت تولیدات پراکنده بادی بر شبکه توزیع درنظر گرفته شده است. این روش بر پایه انباشتک ارائه شده است که نیازی به محاسبات پیچیده روش کانوولوشن و یا بار محاسباتی سنگین روش مونت کارلو ندارد. روش پیشنهادی قادر به بررسی همبستگی بین متغیرهای تصادفی ورودی می باشد. بنابراین، در این مقاله همبستگی بین واحدهای بادی مجاور نیز مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. به علاوه، مدل احتمالاتی توربین های بادی نیز استخراج شده است. جهت استخراج توزیع احتمال ولتاژ شین ها، یکی از دقیق ترین روش های بسط سری به نام حداکثر آنتروپی به کار گرفته شده است. در نهایت، روش پیشنهادی بر روی شبکه توزیع 33 شینه IEEE اجرا شده و نتایج مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته اند. نتایج، صحت و کارآیی روش پیشنهادی را نشان داده اند.کلید واژگان: بخش باز احتمالاتی، شبکه های توزیع، تولیدات پراکنده بادی، روش انباشتک، ولتاژ، حداکثر آنتروپی، تابع توزیع تجمعیJournal of Iranian Association of Electrical and Electronics Engineers, Volume:15 Issue: 1, 2018, PP 35 -42Growth of wind distributed generation (DG) in the active distribution grids can impact on the operation and planning aspects of network. Therefore, this paper presents a probabilistic load flow problem to evaluate the impacts of wind unit uncertainties on the distribution systems. Proposed method is based on the cumulants technique that is a straightforward approach. This analytical method can assess the bus voltages of system in a probabilistic manner. Using correlated cumulants, a suitable methodology is presented to consider the correlation between wind generations. Furthermore, Weibull distribution is considered for modelling wind speed. Thereby, wind power curve is obtained. The proposed method is applied to the IEEE standard 33 bus test system, and the results are discussed.Keywords: Distribution networks, cumulative distribution function, cumulants method, maximum entropy, probabilistic load flow, voltage, wind distributed generations
-
تخمین تقاضای شارژ خودروهای برقی تجمیع شده برای طراحی بهتر شبکه های توزیع آینده ضروری است. با توجه به این که هم اکنون ضریب نفوذ خودروهای برقی بسیار پایین است بنابراین اطلاعات آماری دقیقی برای تعیین وضعیت شارژ اولیه خودروهای برقی وجود ندارد. در این مقاله مدل جدیدی برای محاسبه وضعیت شارژ اولیه خودروهای برقی پیشنهاد می گردد که تابعی از میزان مصرف سوخت بنزین خودروهای معمولی است. آمار واقعی مصرف خودروهای معمولی مشخص است لذا در مدل پیشنهادی تمامی رفتارهای روزانه رانندگی مثل استفاده از سیستم تهویه مطبوع، سرعت خودرو، شیب جاده و غیره در قالب مصرف روزانه بنزین مربوطه تخمین زده می شود. همچنین برای ارزیابی روش پیشنهادی و نیز بررسی تاثیر شارژ خودروها بر شبکه توزیع، برخلاف اکثر مقالات موجود که خروجی های ثابت و مشخصی برای پارامترهای مهم شبکه ارائه نموده اند، در این مقاله پارامترهای مذکور به صورت توابع احتمال ارائه می گردد. نهایتا روش پیشنهادی بر روی سیستم توزیع 37 باسه IEEE تست و ارزیابی شده و با روش های موجود مقایسه می شود.کلید واژگان: خودروهای برقی قابل اتصال به شبکه، مدل سازی عدم قطعیت، پخش بار احتمالاتی، شبکه توزیعEstimation of aggregated electric vehicle charging demand is essential for better design of future distribution networks. Given that the penetration level of electric vehicles is currently very low, Hence, the precise statistical data are not available to determine the initial state of charge related to electric vehicles. this paper proposes a new model for calculating the initial state of charge in electric vehicles. The proposed model is a function of fuel consumption of the conventional gasoline vehicles and all driving behaviors such as the use of air conditioning, vehicle speed, road slope etc. have been considered. Also, unlike most of the papers that have specific outputs for the distribution network parameters, in this paper, the mentioned parameters are presented as probability functions. Finally, the proposed method is applied to the IEEE-37 node test feeder and simulation results are presented to illustrate its performance.Keywords: Plug, in electric vehicles, uncertainty modeling, probabilistic load flow, distribution network
-
امروزه با توسعه روزافزون منابع مختلف انرژی توزیع شده، مطالعه و بررسی شبکه های قدرت وارد عرصه ی تازه ای شده است. باتوجه به ماهیت اکثریت این نوع منابع انرژی که به شرایط مختلف محیطی وابستگی دارند، عدم قطعیت در شبکه های قدرت گسترش یافته لذا لزوم توجه به آنالیزهای احتمالاتی را ضروری نموده است. در میان روش های مختلف آنالیز احتمالاتی، روش های نقطه ای به دلیل سرعت بالا و همچنین پاسخ نسبتا مناسب همواره مورد توجه محققان بوده اند. یکی از این روش ها که به تازگی در حل مسائل احتمالاتی مطرح شده، استفاده از تبدیل بی بو می باشد. الگوریتم های مبتنی بر تبدیل بی بو ابزارهای قدرتمندی جهت تحلیل مسائل احتمالاتی بوده و مهمترین ویژگی آنها نسبت به روش های نقطه ای متداول، امکان تحلیل مسائل احتمالاتی با متغیرهای وابسته می باشد. در این مقاله استفاده از تبدیل بی بوی کروی در مسائل پخش بار احتمالاتی پیشنهاد شده است. در ادامه ضمن پیاده سازی روش پیشنهادی بر روی یک شبکه قدرت آزمون، عملکرد آن در شرایط مختلف مورد ارزیابی و مقایسه با سایر روش های موجود قرار گرفته است. نتایج حاصل از شبیه سازی ها بیانگر عملکرد مناسب روش مبتنی بر تبدیل بی بوی کروی و سرعت عملکرد بسیار بالای آن در قیاس سایر روش ها می باشد. بنابراین روش تبدیل بی بوی کروی می تواند به عنوان روشی سریع و دقیق در مطالعات پخش بار احتمالاتی خصوصا در شبکه های قدرت بزرگ و پیچیده مورد استفاده قرار گیرد.کلید واژگان: پخش بار احتمالاتی، تبدیل بی بوی کرویJournal of Iranian Association of Electrical and Electronics Engineers, Volume:14 Issue: 3, 2017, PP 119 -127Today's with the increasing development of distributed energy resources, power system analysis has been entered a new level of attention. Since the majority of these types of energy resources are affected by environmental conditions, the uncertainty in the power system has been expanded; so probabilistic analysis has become more important. Among the various methods of probabilistic analysis, point estimation methods have always been of interest to researchers. Using unscented transformation (UT) is one of these methods which have been introduced recently for probabilistic analysis. UT-based methods are powerful algorithms for probabilistic studies in which correlation between random variables could be considered.
In this paper, the use of spherical unscented transformation (SUT) in probabilistic load flow (PLF) is proposed. In order to evaluate the method and compare with existing procedures, a test power system is used. Simulation results show the proper performance of the proposed method as well as the higher speed than the existing methods. As a result, the proposed SUT-based PLF algorithm could be used as a fast and accurate method especially in large and complicated power systems.Keywords: Probabilistic Load Flow, Spherical Unscented Transformation -
با توجه به رشد روزافزون تولیدات پراکنده و بارهای جدید نظیر اتومبیل های الکتریکی در شبکه های توزیع و توسعه این شبکه ها، مسئله ارزیابی احتمالاتی این سیستم ها به موضوعی جدی تبدیل شده است. در همین راستا، این مقاله از یک الگوریتم پخش بار احتمالاتی (PLF) جهت بررسی اثرات عدم قطعیت در شبکه های توزیع استفاده می نماید. این روش بر پایه شبیه سازی مونت کارلو ارائه شده است که مزیت اصلی آن دقت بسیار بالای آن است. روش مورد استفاده قادر به بررسی اثر تولیدات پراکنده بر ولتاژ شبکه توزیع است. با بررسی انواع مدل تولیدات پراکنده، بهترین مدل برای استفاده در مسئله پیشنهادی مورد توجه قرار گرفته است. برای ارزیابی دقیق تر مسئله، انواع مدل های بار استاتیکی در مدل پخش بار احتمالاتیدرنظر گرفته شده است. در فرآیند حل، با بررسی انواع روش های پخش بار پسرو-پیشرو (که مناسب ترین روش های پخش بار در شبکه های توزیع هستند)، روش مناسب جهت استفاده در مسئله به کار رفته است. این روش بر پایه جمع توانی بنا شده است. توزیع احتمال گوسی و گاما برای بار و مدل وایبل برای باد نیز در مساله PLF درنظرگرفته شده است. در نهایت، رهیافت پیشنهادی بر روی شبکه توزیع 33 شینه IEEE اجرا شده و نتایج در چهار سناریوی مختلف مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته اند. تاثیر مکان و میزان تزریق تولیدات بادی، نوع متغیرهای تصادفی بار، مدل های بار توان ثابت، امپدانس ثابت و جریان ثابت و تغییر واریانس توزیع های احتمال ورودی، در سناریوهای مختلف مورد بررسی و تحلیل قرار گرفت.کلید واژگان: ارزیابی ولتاژ، پخش بار احتمالاتی، توزیع احتمال گاما، تولیدات پراکنده بادی، شبکه های توزیع، شبیه سازی مونت کارلو، مدل بار استاتیکیUncertainty analysis of voltage in distribution system is the main feature of current study. This paper presents a probabilistic analysis of radial distribution networks considering wind power resources. The wind turbines are modeled as probability distribution functions. Also, the loads are modeled with Gaussian and gamma distributions. Monte Carlo simulation is used for the probabilistic load flow process. Proposed method is applied to the IEEE 33-bus distribution test system and the results are analyzed. The results study validates the correctness and efficiency of the proposed technique.Keywords: Distribution Networks, Gamma Probability Distribution, Monte Carlo Simulation, Probabilistic Load Flow, Static Load Model, Voltage Assessment, Wind Distributed Generations
-
ارزیابی احتمالاتی ولتاژ شبکه های توزیع فعال با در نظر گرفتن همبستگی بین واحدهای فتوولتائیکتولیدات فتوولتائیک (PV) این پتانسیل را دارند که در آینده ای نزدیک اثرات قابل توجهی بر شبکه توزیع بگذارند. با توجه به این امر، این مقاله از یک الگوریتم پخش بار احتمالاتی (PLF) جهت بررسی اثرات عدم قطعیت تولیدات PV بر شبکه توزیع استفاده می کند. این رهیافت تحلیلی بر پایه تکنیک کامیولنت (Cumulant) بنا شده است و نیازی به محاسبات پیچیده کانوولوشن ندارد. در این روش، همبستگی بین واحدهای فتوولتائیک مجاور با استفاده از روابط مربوط به گشتاور و کامیولنت متقابل موردبررسی قرار می گیرند. به علاوه، از توزیع احتمال بتا برای مدل سازی رفتار تصادفی تولید توان در فتوولتائیک استفاده شده است. بسط تخمینی حداکثر آنتروپی بر مبنای کامیولنت برای استخراج توزیع احتمال ولتاژ شین ها به کار گرفته شده است. با استفاده از این بسط می توان توابع توزیع احتمال ولتاژ شین ها را با استفاده از کامیولنت های محاسبه شده، تخمین زد. درنهایت، روش پیشنهادی بر روی سیستم توزیع 33 شینه IEEE تست شده و نتایج حاصل تحلیل شده اند. با اجرای روش مونت کارلو و مقایسه نتایج آن با روش تحلیلی، صحت خروجی های مسئله موردبررسی و تایید قرار گرفته اند. نتایج حاصل نشان می دهند که روش پیشنهادی در عین حفظ دقت، دارای بار زمانی و حجم محاسباتی بسیار کمتری است.کلید واژگان: پخش بار احتمالاتی، تابع توزیع تجمعی، تولیدات پراکنده فتوولتائیک، روش کامیولنت، روش حداکثر آنتروپی، شبکه های توزیع فعال، شبیه سازی مونت کارلوProbabilistic Assessment of Voltage in Active Distribution Networks Considering Correlation between Photovoltaic Distributed GenerationsDue to the development of photovoltaic distributed generation (DG) in distribution networks, these DGs can impact on the operation, planning and reliability of system. In this context, this paper has used a probabilistic load flow algorithm to assess the effects of photovoltaic generation uncertainties on the distribution networks. This method is based on the cumulants. It does not need complex computations like convolution method or high computational burden like Monte Carlo simulation. Proposed methodology can evaluate the correlation between input stochastic variables. In this paper, correlation between near wind units is analyzed. To estimate the probabilistic density functions of bus voltages, one of the most precise methods (maximum entropy) is used. Finally, suggested method is applied on the IEEE 33-bus distribution test system and the results are examined. The results analysis demonstrates the accuracy and effectiveness of the proposed method.Keywords: Probabilistic load flow, active distribution networks, photovoltaic distributed generations, cumulants method, maximum entropy method, cumulative distribution function, monte carlo simulation
-
یکی از مهم ترین اجزای شبکه توزیع در آینده منابع انرژی تجدیدپذیر هستند. عدم قطعیت در تولید توان منابع تجدیدپذیر از قبیل توربین بادی و سیستم خورشیدی و همچنین میزان بار مصرفی از دیگر ویژگی های این شبکه ها می باشد. روش های پخش بار معمولی به عنوان یک ابزار اساسی در مطالعات سیستم قدرت، ممکن است برای شبکه های فعال یا هوشمند از قبیل ریزشبکه ها مناسب نباشد. در این مقاله یک روش پخش بار مبتنی بر الگوریتم هیورستیک با در نظر گرفتن تاثیر رفتارهای احتمالی و نوسانی منابع انرژی تجدیدپذیر و بار به صورت الگوریتم پخش بار احتمالی مدل می شود. الگوریتم رقابت استعماری به عنوان یک الگوریتم بهینه سازی هوشمند برای فرمول بندی و حل مسئله پخش بار احتمالی به کار برده می شود. براساس تکنینک پخش بار احتمالی پارامترهای محاسبه شده سیستم از قبیل ولتاژ باس ها و جریان فیدرها به عنوان متغیرهای تصادفی هستند. جهت بررسی کارامدی و قابلیت روش ارائه شده از شبکه 33 باسه شعاعی-حلقوی ضعیف ارتقاء یافته IEEE با منابع تولید پراکنده استفاده می شود. نتایج به دست آمده با روش ارائه شده با روش شبیه سازی مونت کارلو مقایسه می شود. توابع توزیع احتمالی و تجمعی ولتاژ باس ها، توان عبوری از خطوط و تلفات کل شبکه حاصل از این دوروش باهم مقایسه می شوند.کلید واژگان: پخش بار احتمالی، شبکه های توزیع هوشمند، عدم قطعیت، الگوریتم رقابت استعماری، روش شبیه سازی مونت کارلوJournal of Iranian Association of Electrical and Electronics Engineers, Volume:13 Issue: 3, 2016, PP 27 -36One of the basic components of future distribution networks are renewable energy resources (RER). The uncertainty in power production of renewable resources such as wind and solar as well as load is another characteristic of such networks. Conventional power flow methods as a basic tool for power system studies may not be suitable for active distribution networks such as microgrids. In this paper a heuristic load flow method considering the effects of intermittent behavior of RERs and load is modeled in probabilistic load flow algorithm. The method is suitable for both radial and weakly meshed distribution networks with RER for operation and planning of microgrids. Imperialist competitive algorithm (ICA) as heuristic based optimization algorithm is applied to formulate and solve the Probabilistic Load Flow (PLF). Based on PLF technique calculated parameters of the system such as bus voltages and feeders'' current¡ are extracted as random variables. A modified version of conventional IEEE 33-bus test system with RER is used as a weakly meshed network to evaluate efficiency and capability of the algorithm. Results are compared with Monte Carlo Simulation (MCS) method. The PDF and CDF of bus voltages¡ power of feeders'' and network total loss are compared. Based on the results the presented approach can solve the PLF problem regardless of the type of distribution network.Keywords: Microgrid, Probabilistic load flow, Uncertainty, Imperialist Competitive Algorithm (ICA), Monte Carlo simulation (MCS)
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.