16063

14342

كارشناسي ارشد

سيستم‌هاي قدرت

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

1399

چهارده، 94ص: مصور، جدول، نمودار

محمد امين لطيفي

محمد اسماعيل همداني گلشن، رحمت‌الله هوشمند

1399/09/22

كتابنامه

مهندسي برق

مهندسي برق و كامپيوتر

1399/09/22

2656948

چكيده گسترش شبكههاي انتقال ميتواند براي كاهش هزينههاي بهرهبرداري كاهش تلفات بهبود پروفيل ولتاژ و ارتقاي امنيت سيستم قدرت سودمند باشد اما در مقابل با اضافهشدن خطوط انتقال جديد سطح اتصال كوتاه باسها افزايش مييابد و ممكن است جريان اتصال كوتاه از ظرفيت قطع مدارشكنها فراتر رود در صورتي كه سطح اتصال كوتاه مجاز نقض شود در صورت بروز خطا ممكن است مدارشكنهاي نزديك محل خطا نتوانند جريان خطا را قطع كنند در اين صورت براي قطع جريان خطا الزم است تا بخشي وسيعتر از مدار خارج شود و به اين ترتيب امنيت كل سيستم قدرت تحت تاثير قرار ميگيرد پس الزم است ضمن گسترش شبكهي انتقال سطح اتصال كوتاه به محدودهي مجاز محدود باشد درنظرگرفتن محدوديتهاي سطح اتصال كوتاه ميتواند باعث افزايش هزينههاي گسترش شبكهي انتقال شود از طرفي تغيير پيكربندي شبكهي انتقال از طريق كليدزني خطوط انتقال با هزينهاي قابل صرفنظر ميتواند بهعنوان ابزاري مناسب براي كاهش سطح اتصال كوتاه به كار رود در واقع با درنظرگرفتن امكان كليدزني ميتوان از افزايش هزينههاي گسترش شبكهي انتقال ناشي از محدوديتهاي سطح اتصال كوتاه كاست در اين پاياننامه برنامهريزي پويا و امنيتمقيد گسترش شبكهي انتقال با لحاظ قيدهاي سطح اتصال كوتاه و درنظرگرفتن امكان كليدزني خطوط بهصورت يك مسألهي بهينهسازي غيرخطي آميخته با عدد صحيح مدل ميشود تابع هدف اين مدل حداقلسازي ارزش خالص حال مجموع هزينههاي احداث خطوط انتقال كانديدا و هزينههاي بهرهبرداري در طول افق برنامهريزي است محدوديتهاي بهرهبرداري از سيستم قدرت در شرايط عادي و شرايط بروز تكپيشامد لحاظكردن معيار امنيت 1 N به كمك معادالت پخش توان DC مدل ميشوند بهمنظور داشتن مدلي دقيقتر از هزينههاي بهرهبرداري ضمن استفاده از معادالت پخش توان DC تلفات خطوط انتقال نيز به كمك تقريب در نظر گرفته ميشود در ادامه با استفاده از تكنيكهاي خطيسازي بخشهاي غيرخطي خطي شده و مدل برنامهريزي خطي آميخته با عدد صحيح پيشنهاد ميشود مدل خطي پيشنهادي در دسته مسائل NP hard قرار ميگيرد و ممكن است به زمان زيادي براي حل نياز داشته باشد به ويژه با توجه به اين كه با لحاظكردن وقوع تمامي پيشامدهاي تكي بر روي كليهي عناصر سيستم قدرت ابعاد مسألهي بهينهسازي بسيار بزرگ ميشود بنابراين براي كاهش زمان حل مسألهي پيشنهادي از الگوريتمي مبتنيبرتكرار براي اضافهكردن تدريجي پيشامدها به مسأله استفاده ميشود در اين الگوريتم روشي براي كاهش خطاي خطيسازي قيدهاي سطح اتصال كوتاه نيز ارائه ميشود مدل پيشنهادي در نرمافزار GAMS پيادهسازي شده و بر روي شبكهي تغييريافتهي 6 باس گارور و نيز شبكهي 811 باس IEEE شبيهسازي ميشود نتايج عددي بهدستآمده نشاندهندهي كارآيي مدل و الگوريتم حل پيشنهادي است كلمات كليدي 1 برنامهريزي گسترش شبكهي انتقال 2 سطح اتصال كوتاه 3 كليدزني خطوط انتقال 4 معيار امنيت 1 5 N برنامهريزي خطي آميخته با عدد صحيح 6 خطيسازي

Transmission Expansion PlanningConsidering Transmission Switching and Short Circuit Level Constraints Mohammad Hosein Akbari mh akbari@ec iut ac ir 2020 09 13 Department of Electrical and Computer Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 IranDegree M Sc Language FarsiSupervisor Dr Mohammad Amin Latify latify@iut ac irAbstract Expansion of transmission networks can be beneficial for reducing operation costs reducing transmissionlosses improving voltage profile and boosting power system security On the other hand when new transmis sion lines are connected to the transmission system short circuit level of buses increases and consequently the resulting short circuit currents may exceed the circuit breakers ratings If the standard short circuit level isviolated in the case of happening a fault circuit breakers near the fault location may not be able to interruptthe fault current In this case to stop the fault current the farther circuit breakers should operate which puts abroader region of the power system out of service and thus the security of the entire power system is affected Therefore short circuit level should be kept within the standard range while expanding a transmission network Considering short circuit current limitations can increase the cost of expanding a transmission network On theother hand changing the transmission network topology via transmission lines switching can be a suitable toolto reduce the short circuit level with a negligible cost In fact by considering the possibility of transmissionline switching the increase in transmission network expansion costs due to short circuit level constraints canbe reduced In this thesis dynamic and security constrained transmission network expansion planning considering shortcircuit level constraints with the facility of transmission line switching is modeled in terms of a mixed integernonlinear optimization problem The objective function of this model is to minimize the net present value ofthe total costs of constructing new transmission lines and power system operation costs along the planninghorizon Power system operation constraints under normal and single contingency conditions considering theN 1 security criterion are modeled using DC power flow equations To reduce the error in operation costmodeling an approximation of transmission line losses is taken into account Then using linearization tech niques the nonlinear parts of the model are linearized and the proposed model is recast as a mixed integerlinear programming problem The proposed linear model falls into the category of NP hard problems and maytake a long time to solve In particular the dimension of the optimization problem becomes very large whensingle contingencies through N 1 security criterion on all of the elements in the power system are taken intoaccount To reduce the proposed problem solving time an iterative algorithm is used to gradually add contin gencies to the problem In this algorithm a method to reduce the linearization error of short circuit level con straints is also presented The proposed model is implemented in GAMS and simulated on a modified 6 busGarver network as well as the IEEE 118 bus network The obtained numerical results indicate the efficiencyof the proposed model and the solution algorithm Keywords transmission expansion planning short circuit level transmission switching N 1 securitycriterion mixed integer linear programming linearization

محمد امين لطيفي

محمد اسماعيل همداني گلشن، رحمت‌الله هوشمند