ОПТИМАЛЬНОЕ РАЗМЕЩЕНИЕ СРЕДСТВ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ С ПОМОЩЬЮ МЕТОДА ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЭВОЛЮЦИИ
DOI:
https://doi.org/10.14529/power210207Ключевые слова:
электрическая сеть, средство компенсации реактивной мощности, метод дифференциальной эволюции, чистый дисконтированный доход, потери электрической энергииАннотация
Компенсация реактивной мощности в сетях высокого напряжения применяется и должна применяться в качестве инструмента повышения надежности и энергоэффективности электроснабжения, которые подразумевают обеспечение целого ряда показателей работы сетей: от поддержания требуемых
уровней напряжения и допустимых токовых загрузок элементов до обеспечения нормируемого значения
коэффициента мощности и снижения потерь электроэнергии. Из-за необходимости учета инвестиционной привлекательности проекта проблема выбора оптимальных мощностей и мест установки средств
компенсации становится многофакторной задачей, требующей комплексного моделирования сетей
электроснабжения в комбинации с применением специальных математических методов поиска оптимальных решений. В данной работе представлена методика оптимального размещения компенсирующих устройств по критерию максимума чистого дисконтированного дохода с учетом потерь электроэнергии за расчетный период и требований к уровням напряжения на шинах подстанций сети на основе
метаэвристического метода дифференциальной эволюции. При этом в качестве базы для моделирования
и выполнения расчетов используется программный комплекс DIgSILENT PowerFactory 2020. Предлагаемый подход позволяет осуществить выбор наилучших мест установки устройств компенсации реактивной мощности и их параметров из предопределенного расчетчиком модельного ряда и одновременно
принять во внимание сетевые ограничения и приведенные затраты для произвольного периода планирования, что продемонстрировано на примере 14-узловой модели IEEE.
Скачивания
Библиографические ссылки
Method for rating power cables buried in surface troughs / P.L. Lewin, J.E. Themed, A.E. Davies,
S.T. Larsen // IEE Proceedings: Generation, Transmission and Distribution. – 1999. – Vol. 146, no. 4. – P. 341–359.
Непомнящий, В.А. Экономические потери от нарушений электроснабжения потребителей /
В.А. Непомнящий. – М.: МЭИ, 2010. – 188 с.
Гуревич, Ю.Е. Применение математических моделей электрической нагрузки в расчетах устойчивости энергосистем и надежности электроснабжения промышленных потребителей / Ю.Е. Гуревич,
Л.Е. Либова. – М: ЭЛЕКС-КМ, 2008. – 248 с.
Беляевский, Р.В. Формирование целевой функции и системы ограничений при оптимизации размещения компенсирующих устройств в электрических сетях территориальных сетевых организаций /
Р.В. Беляевский // Вестник Кузбасского государственного университета. – 2017. – Т. 5. – С. 150–155. DOI:
26730/1999-4125-2017-5-150-155
Etemadi, A.H. Distribution system reliability enhancement using optimal capacitor placement /
A.H. Etemadi, M. Fotuhi-Firuzabad // IET Generation, Transmission and Distribution. – 2008. – Vol. 2, no. 5. –
P. 621–631. DOI: 10.1049/iet-gtd:20070515
Третьяков, Е.А. Оптимизация структуры компенсирующих устройств / Е.А. Третьяков, Н.Н. Малышева, А.В. Краузе // Известия Транссиба. – 1999. – Т. 4. – С. 85–94.
Ефременко, В.М. Расчет оптимального размещения компенсирующих устройств методом множителей Лагранжа / В.М. Ефременко, Р.В. Беляевский // Вестник Кузбасского государственного технического университета. – 2012. – Т. 6. – С. 138–141.
Саенко, Ю.Л. Применение нейронных сетей при оптимизации режима реактивной мощности в разветвлённых электрических сетях / Ю.Л. Саенко, В.В. Любарцев // Электрификация транспорта. – 2016. –
Т. 12. – С. 53–58.
Влацкая, Л.А. Применение генетических алгоритмов в задачах оптимизации размещения компенсирующих устройств / Л.А. Влацкая, Н.Г. Семенова // Электротехнические системы и комплексы. – 2019. –
Т. 4. – С. 21–28.
Swarnkar, A. Optimal placement of fixed and switched shunt capacitors for large-scale distribution systems using genetic algorithms / A. Swarnkar, N. Gupta, K.R. Niazi // IEEE PES Innovative Smart Grid Technologies Conference Europe. – 2010. – P. 621–631. DOI: 10.1109/isgteurope.2010.5638938
Dutta, S. Optimal location of STATCOM using chemical reaction optimization for reactive power dispatch
problem / S. Dutta, P.K. Roy, D. Nandi // Ain Shams Engineering Journal. – 2016. – Vol. 7, no. 1. – P. 233–247.
DOI: 10.1016/j.asej.2015.04.013
Optimal capacitor placement in distribution systems for power loss reduction and voltage profile improvement / A.A. Abou El-Ela, R.A. El-Sehiemy, A.-M. Kinawy, M.T. Mouwafi // IET Generation, Transmission
and Distribution. – 2016. – Vol. 10, no. 5. – P. 1209–1221. DOI: 10.1049/iet-gtd.2015.0799
Fard, A.K. Optimal stochastic capacitor placement problem from the reliability and cost views using firefly algorithm / A.K. Fard, T. Niknam // IET Science, Measurement and Technology. – 2014. – Vol. 8, no. 5. –
P. 260–269. DOI: 10.1049/iet-smt.2013.0231
Singh, S.P. Optimal allocation of capacitors in distribution systems using particle swarm optimization /
S.P. Singh, A.R. Rao // International Journal of Electrical Power and Energy Systems. – 2012. – Vol. 43, no. 1. –
P. 1267–1275. DOI: 10.1016/j.ijepes.2012.06.059
POWERFACTORY APPLICATIONS // DIgSILENT | POWER SYSTEM SOLUTIONS. –
https://www.digsilent.de/en/powerfactory.html (дата обращения: 30.03.2021).
Metropolis, N. Equation of State Calculations by Fast Computer Machines / N. Metropolis,
A.W. Rosenbluth // Chemical Physics. – 1953. – P. 1087–1092.
Storn, R. Differential Evolution – A Simple and Efficient Adaptive Scheme for Global Optimization over
Continuous Spaces / R. Storn, K. Price // Journal of Global Optimization. – 1997. – Vol. 11. – P. 341–359. DOI:
1023/a:1008202821328
Монахов, О.Г. Алгоритм дифференциальной эволюции в задачах оптимизации маршрутов прокладки инженерных сетей / О.Г. Монахов, Э.А. Монахова, Г.Ы. Токтошов // Машиностроение и компьютерные технологии. – 2015. – Т. 9. – C. 135–144.
Ещин, Е.К. Дифференциальная эволюция в управлении состоянием асинхронных электродвигателей /
Е.К. Ещин // Вестник Кузбасского государственного технического университета. – 2013. – Т. 3. – С. 98–101.
Губин, П.Ю. Применение метода дифференциальной эволюции в задаче планирования ремонтов
генерирующего оборудования / П.Ю. Губин, В.П. Обоскалов // РАН. Энергетика. – 2021. – Т. 2. – С. 1–14.
Файбисович, Д.Л. Справочник по проектированию электрический сетей / Д.Л. Файбисович,
И.Г. Карапетян, И.М. Шапиро. – 4-е изд., перераб., и доп. – М.: ЭНАС, 2012. – 376 с.
Dickert, J. Energy loss estimation in distribution networks for planning purposes / J. Dickert, M. Hable,
P. Schegner // 2009 IEEE Bucharest PowerTech. – 2009. – P. 1–6. DOI: 10.1109/ptc.2009.5281997
Ананичева, С.С. Схемы замещения и установившиеся режимы электрический сетей / С.С. Ананичева, А.Л. Мызин. – 6-е изд., испр. – Екатеринбург: УрФУ, 2012. – 80 с.
Тестовые схемы / Отдел энергетики Института социально-экономических и энергетических проблем
Севера Коми научного центра УрО РАН. – http://energy.komisc.ru/dev/test_cases (дата обращения: 13.04.2021).
Батареи статических конденсаторов (БСК) 6–220 кВ // СлавЭнерго. Электротехнический завод. –
http://slavenergo.ru/batarei_bsk (дата обращения: 14.04.2021).
Конденсаторные установки // Энергозапад. Производственно-торговое электротехническое
предприятие. – http://energozapad.ru/ukrl56 (дата обращения: 14.04.2021).
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
