1
بازیابی بار توسط سیستم های خبره
زیر نظر استاد ارجمند :
تهیه کننده :
فهرست مطالب
چکیده
مقدمه
سیستم خبره اول
بازیابی بارها
شبکه نمونه
نتیجه گیری
روش تکمیلی
بررسی اهداف وقیود بازیابی بار
ترکیب های مهم از کلیدهای مانور
طراحی سیستم خبره
بازیابی بارها توسط یک فیدر
بازیابی بارها توسط دو فیدر
بازیابی بارها توسط بیش از دو فیدر
شبکه نمونه
نتیجه گیری
2
3
چکیده
اغلب روشهای بازیابی در شبکه های توزیع انرژی که تاکنون ارائه شده اند، براین پایه استوارند که عیب فقط پیدا و از شبکه جدا شده است، ولی عملاً چنین کاری در شبکه های فاقد سیستمهای اتوماسیون، قابلیت اطمینان شبکه را به شدت کاهش میدهد. یکی از مشکلات بهره بردارهای شبکه های توزیع هنگام وقوع عیب یافتن محل میباشد.
سیستم خبره مبتنی بر تجربیات بهره بردارهای شبکه و با استفـاده از منطق فازی
اهداف ومحدودیتهای
بازیابی حداکثر بار در حداقل زمان
حداقل سویچینگ
اهمیت بارها و رعایت محدودیتهای الکتریکی شبکه
4
مقدمه
بروز عیب در شبکه های شعاعی
انتخاب محل اولین تست
کاهش تست
بازیابی بار و محل شروع تست
5
انتخاب نقطه شروع
جهت شروع علیات تست، بهره بردارها از یک سری قوانین تجربی استفـاده می کنند
پستهای با تعداد فیدرهای ورودی و خروجی بیشتر در الویت قرار دارند
در صورتیکه اطلاعاتی از سابقه فیدر نداشته باشیم بهتر است نقطه شروع تست نزدیک به مرکز بار منطقه بی برق باشد
بهره بردار با استفـاده از تجربه خود میداند چه قسمتهای از شبکه بیشتر معیوب میشود
با توجه به بروز برخی عوامل خارجی همچون باد و باران اضافه جریان، عملیات راهسازی، … میتوان حدس زد که چه قسمتهای از شبکه احتمالاً خراب شده باشد
هریک از شاخه های پست مورد نظر در صورت امکان طوری باشند که حداقل با یک نقطه مانور در ارتباط باشد
6
X: میزان نزدیکی پست انتخاب شده به مرکز بارها در نقطه بی برق.
Y: میزان نزدیکی پست انتخاب شده به منطقه ای از شبکه که احتمال خراب بودنش زیاد است.
Z: تعداد شاخه های با ارزش پست
پست انتخاب شده
بامرکز بار کمتر از 1 پست
با مرکزبار بین 1 تا 5 پست
با مرکز بار بیشتر از 5 پست
با نقطه احتمالاً معیوب کمتر از 1 پست
با نقطه احتمالاً معیوب بین 1 تا 5 پست
با نقطه احتمالاً معیوب بیشتر از 5 پست
اگر تعداد شاخه های پست
بیشتر از 3 شاخه باشد
3 شاخه باشد
کمتر از 3 شاخه باشد
7
جدول (1): جدول قوانین استنتاج فازی
8
بانک اطلاعاتی پارامترهای
احتمال خرابی قسمتی از شبکه
9
بازیابی بارها
بعداز انتخاب بهترین پست برای شروع تست و انجام تستها، مسیر عیب مشخص و توسط سیکسیونر مربوطه از شبکه جدا می شود.
10
شبکه نمونه
فیدر نمونه محمودیه از شبکه شمالشرق تهران شامل بیست پست و پنج نقطه مانور انتخاب شده است. دیاگرام تک خطی فیدر بصورت شکل (3) میباشد
11
اطلاعات موجود بعد از وقوع عیب عبارتند از:
میزان بار قطع شده 100 آمپر، هوا طوفانی، بار شبکه در حالت نرمال
و سایر تجهیزات بدون خطا فرض شده اند
میزان بار قابل تامین فیدرهای مانور و
ضرایب اطمینان دسترسی به فیدر
بار قابل انتقال فیدر مانور
12
جدول (2): بار قابل تامین فیدرهای مانور
جدول (3): ارزش انتخاب پستها
13
شبکه معیوب جدید بصورت شکل (4) خواهد بود.
شکل (4): دیاگرام تک خطی فیدر بعد از اولین تست
جدول (4): ارزش انتخاب پستها
جدول (5): بار قابل انتقال فیدرهای مانور
14
زمان بازیابی بار
80% از بارها در مدت 25 دقیقه
90% از بارها در مدت 50 دقیقه
100% از بارها در مدت 75 دقیقه
نتیجه گیری و پیشنهادات
با بکارگیری روش همزمان جایابی عیب و بازیابی بار در شبکه های توزیع فاقد سیستمهای اتوماسیون میتوان زمان بازیابی بارها را بطورقابل توجهی کاهش داد.
استفـاده از یک منطق قوی و اصلاح شده درباره انتخاب اولین پست برای شروع تست میتواند زمان یافتن محل عیب و درنتیجه اتمام بی برقی را کاهش و قابلیت اطمینان شبکه را افزایش دهد.
15
اما در تکمیل روش قبل
بخاطر وجود کلید های کنترل از دور در شبکه توزیع
بازیابی حداکثر بار در حداقل زمان کاهش
تعداد کلیدزنی ایجاد شبکه ای شعاعی با پروفیل ولتاژ وجریان مناسب
به موقعیت و تعداد اکیپهای انجام مانور و چگونگی انتخاب کلیدهای مقسم بار که وظیفه جلو گیری از ایجاد حلقه در شبکه را بر عهده دارند توجهی خاص شده است روش ارائه شده مبتنی بر تجربیات بهره بردارهای شبکه توزیع شمال شرق تهران و برخی روشهای ابتکاری بوده و برای استنتاجهای لازم از منطق فازی استفاده شده است .
16
در هر دو روش از منطق فازی استفاده شده است.
یافتن محل عیب در روش اول :
انتخاب محل اولین تست
یافتن محل عیب در روش دوم :
با توجه به اثرات متقابل موقعیت اکیپها و کلید های مانور انتخاب شده
17
بررسی اهداف و قیود بازیابی بار
مهمترین هدف در عملیات بازیابی بار عبارت از بازیابی حداکثر بارممکن در حداقل زمان می باشد.
برای دست یابی به این هدف لازم است که :
اولاً: در صورت نیاز از حداکثر کلیدهای مانور موجود استفاده نموده.
ثانیاً : تا آنجا که ممکن است تعداد سویچینگ را در شبکه کاهش دهیم .
ثالثاً : دریک شبکه فاقد سوئیچهای ریموت کنترل از سوئیچهای استفاده کرد که نزدیک به اکیپهای مانور باشند این کار برای کاهش زمان بازیابی بارها لازم وضروری است.
18
از اهداف دیگر این روش ارائه روشی است
که می تواند بعد از بازیابی بارها درشبکه ، ساختاری شعاعی با پروفیل ولتاژ و جریان بهینه را بوجود آورد .
بر آورده کردن چنین هدفی دارای دو مزیت مهم می باشد
اولاً احتمال ایجاد مشکلات ناشی از تغییرات بار و خطای موجود در تخمین بار روش قبل را کاهش میدهد.
ثانیاً : زمان یافتن ساختار نهایی از میان ساختار های ممکن را کاهش میدهد
19
ترکیبهای ممکن از کلیدهای مانور
ترکیبهای ممکن از کلیدهای مانور
n کلید
Sn…S2 S1
(1 ≤ m ≥ n )
جدول-6: انواع ترکیبهایmتابی از n نقطه مانور
20
باتوجه به محدودیت جریان فیدرها،توان قابل دریافت از هر کلید مانور محدود است . ترکیبی با ازرش است که مجمموع توانهای قابل دریافت از کلیدهایش بیشتر از توان بارهای بی برق باشد
ترکیبm کلید
m-1 عدد کلید
به عبارتی برای یک ترکیب m تابی از کلیدها2m-1 عدد سویچینگ نیاز است
21
طراحی سیستم خبره در روش تکمیلی
یک سیستم خبره فازی
مبتنی بر تجربیات بهره بردارهای شبکه توزیع و برخی قوانین ابتکاری
بازیابی بارها توسط یک فیدر
چهار متغیر فازی
T : زمان رسیدن اکیپ به سکسیونر مانور با توجه به سرعت متوسط اکیپ و فاصله سکسیونر مانور از آن .
I : نسبت ظرفیت آزاد فیدر مانور به حجم بارهای بی برق
V : ولتاژ کلید مانور.
D : فاصله الکتریکی کلید مانور مرکز بارها .
22
نمایش ارزش انتخاب پست به صورت فازی
شکل (5) توابع عضویت متغیرهای فازی
23
برای انتخاب فیدر (کلید) مانور از قانون فازی زیر استفاده می کنیم
فیدری (کلیدی) مناسب است که :
زمان رسیدن اکیپ به آن کوتاه بوده
ظرفیت آزاد فیدرزیاد
ولتاژ آن زیاد
فاصله کلید مانور تا مرکز بارهای بی برق نزدیک بوده باشد .
24
با توجه به تجربیات بهره بردارهای شبکه جدول استناج را برای چهار متغیر فوق تنظم نموده (جدول 7 نمونه ای از این جدول است ) و برای استنتاجهای خود از آنها استفاده می کنیم .
جدول -7 : نمونه ای از جدول استنتاج
25
مناسبترین فیدر برای بازیابی بارها فیدری که ارزش بیشتری داشته باشد با انتخاب این فیدر بارها را بازیابی نموده و پخش بار انجام می دهیم. در صورتیکه محدودیتهای الکتریکی نقض نشده باشند . روش بازیابی به اکیپ مورد نظر گزارش می شود . و در غیر آن فیدر با ارزش کمتر از آن انتخاب می شود .
26
ترکیبهای دوتایی و بازیابی بارتوسط دو فیدر
هر گاه مجموعه ترکیبهای یکتای تهی بوده و یا بعد از کنترل محدودیتهای الکتریکی موجود به یک مجموعه تهی برسیم از ترکیبهای دو تائی برای بازیابی بار استفاده می شود .
سیستم خبره دوم چهار متغیر فازی
: T زمان تخمینی برای بازیابی بارها توسط اکیپ یا اکیپها .
I : نسبت مجموع ظرفیت آزاد فیدرهای مانور به حجم بارهای بی برق .
V : مقدار متوسط ولتاژ سکسیونرهای (پستهای )مانور.
N : تعداد پستهای لازم برای سوئیچینگ .
27
شکل (9) : توابع عضویت متغیرهای فازی
28
برای انتخاب ساختار مناسب از قانون فازی زیر استفاده می کنیم .
ساختاری مناسب است که
زمان بازیابی بارهادر آن کم بوده
مجموع ظرفیت آزاد فیدر های مانورش زیاد
مقدار متوسط ولتاژ سکسیونرهای مانور بالا
تعداد پستهای لازم برای سوئیچینگ کم بوده باشد .
همچون سیستم قبل در اینجا نیز با استفاده از تجربیات بهره بردارهای شبکه جداول استنتاج را برای چهار متغیر فوق تنظیم نموده جدول 8. مناسبترین ساختار برای بازیابی بارها ساختاری است که ارزش بیشتری داشته باشد با انتخاب این ساختار بارها را بازیابی نموده و پخش بار انجام می دهیم . در صورتیکه محدودیتهای الکتریکی نقض نشده باشند روش بازیابی به اکیپ یا اکیپهای مورد نظر گزارش می شود . و در غیر آن ساختار با ارزش کمتر از آن انتخاب می شود .
29
جدول – 8 نمونه ای از جداول استنتاج
30
ترکیبهای چند تایی و بازیابی بار توسط چند فیدر :
هر گاه مجموعه ترکیبهای یکتای و دوتائی تهی بوده و یا بعد از کنترل محدودیتهای الکتریکی موجود به یک مجموعه تهی برسیم از ترکیبهای سه تائی و یا بیشتر برای بازیابی بار استفاده می شود .
برای محاسبه ارزش انتخاب در ساختارهای سه تائی و بیشتر (همچون ساختارهای دو تائی ) عواملی مانند:
مجموع ظرفیت آزاد فیدر های مانور
تعداد پستهای لازم برای سوئیچینگ
مقدار متوسط ولتاژ سکسیونرهای (پستهای ) مانور
زمان تخمینی برای بازیابی بارها توسط اکیپ یا اکیپها مطرح می باشد .
تنها تفاوت موجود بین این دو حالت تفاوت موجود در نحوه محاسبه زمان تخمینی برای بازیابی بارها توسط اکیپ یا اکیپها تعریف مقادیر حدی توابع عضویت و تعداد نقاط سوئیچینگ می باشد .
31
فلوچارت پیشنهادی برای بازیابی بار
شکل (10): فلوچارت عملیات بازیابی بار
32
شبکه نمونه
شکل( 11): دیاگرام تک خطی و نقشه مانور فیدر محمودیه
33
عیبی در فاصله دو پست a1 a2 رخ داده :
1 . اطلاعات موردنیاز برای تخمین بار پستها شامل : جریان ابتدای فیدرها ( مطابق جدول 9 ) ظرفیت پستها نوع مصارف پستها میزان بارگیری از پست و …
2. اطلاعات موردنیاز برای پخش بار در فیدرها شامل : نوع و طول هادیها دیاگرام اتصالات شبکه و …
3. اطلاعات موردنیاز در مورد مختصات جغرافیای پستها و اکیپهای مانور ( مطابق شکل 11 E1- E4 , )
34
جدول – 9 : سکسیو نرهای مانور و اطلاعات فیدر های مانور
جدول -10 : ساختار های دو تائی و ارزش انتخاب آنها
35
با مشخص نمودن فیدرهای مانور و بر اساس اطلاعات موجود از شبکه بار پستها را تخمین زده و پخش بار انجام می دهیم . به کمک اطلاعات حاصل از پخش بار جریان قابل انتقال از سکسیونرهای مانور را بدست می اوریم (جدول 9 ). با توجه به میزان بار خارج از سرویس ( 208.lA ) مشخص است که تنها سکسیونرها SI از فیدر F2 به ظاهر توانایی بارها را داراست . نتایج پخش بار در ساختار جدید (بعد از بازیابی بارها ) نشان می دهد که محدودیت جریان در فیدر نقض شده است ( علت این امر وجود بارهای توان ثابت در شبکه می باشد).لذا باید از ترکیبهای دوتایی استفاده نماییم. اطلاعات مورد نیاز در مورد ساختار های دو تائی در جدول 10 خلاصه شده است . با انتخاب ساختار S1S4 که بیشترین ارزش را داراست می توانیم بارها را بازیابی نماییم.
36
ترکیب S1S2 به خاطر شرط دوم بند 4 یک فیدر بی ارزش می باشد . همچنین در ترکیب S2S4 به خاطر اثر متقابل دو فیدر بر هم میزان بار قابل انتقال به مقدار154,5 آمپر کاهش می یابد و یک ساختار بی ارزش محسوب می شود .
نتیجه گیری و پیشنهادات
در یک شبکه توزیع فاقد کلیدهای کنترل ازدور عدم توجه به موقعیت و تعداد اکیپهای انجام مانور می توانند زمان بازیابی بارها را افزایش دهد. با بکار گیری یک روش بازیابی بار نظیر آنچه در اینجا اشاره شد می توانیم کنترل و مدیریت مناسبی در هدایت اکیپهای انجام مانور اعمال نماییم . کاربرد این روش همراه بایک نرم افزار سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS ) کار آیی آن را افزایش خواهد داد .
37
منابع
بازیابی بار به کمک سیستمهای خبره در شبکه های توزیع انرژی الکتریکی
جایابی عیب و بازیابی به کمک سیستمهای خبره در شبکه های توزیع انرژی الکتریکی
تجدید آرایش هوشمند به منظور بازیابی بار در شبکه های توزیع
http://www.sabainfo.ir
38
؟