ارائه الگوریتمی ساده و کاربردی جهت تعادل بار در شبکه توزیع و کاهش تلفات

صفحه 1:
شرکت توزیع نیروی برق استان خراسان رضوی (سهامی خاص) ارائه الگوریتمی ساده و کاربردی جهت تیه کننده : مجید نوری 

صفحه 2:
بر اساس آمار وزرات نیرو انری الکتریکی تولید شده در کشور در سال ‎٩۱‏ به ۲۳۷ میلیارد کیلووات‌ساعت و شده یه مصرف‌کنندگان نهایی به ۱۹۵ میلیارد کیلووات‌ساعت رسیده است. با توجه به میزان صادرات و واردات برق و همچنین انرژی تولیدشده توسط صنایع بزرگ. تلفات شبکه انتقال و توزیع در این سال ۱۴۲ درصد محاسبه می‌شود. این در حالی است که متوسط تلفات شیکه برق در بین کشورهای مختلف دنیا ‎AN‏ درصد است و نشان می‌دهد در شبکه برق کشور دو برابر متوسط دنیا انرژی تلف می‌شود. تلقات شیکه يرق در كشورهاى مختلف جهان در سال ۲۰۱۰ و مقایسه آن با تلقات شبکه برق در ایران 

صفحه 3:
در حال حاضر آگر تلفات شبکه برق کشور تنهابیک درصد کاهش ‎wade‏ سالانه ۳۶ میلیارد کیلووات‌ساعت معاذل + میلیارد تومان صرفه جویی به همراه خواهد داشت. به عبارت دیگر با کاهش یک درصد ‎ee nr‏ ی شوت سس سارت زان را در ول تال حانوس برد ‎Belasco Al en‏ متوسط جهانی بود سالانه ۱۷ میلیرد کیلوات‌ساعت برق (معادل مصرف برق یک سال شهر تهران) صرفه‌جوبی می‌شد. a 1 | ۲ ۱ 3 yy | 4 3 | 85 4 | 3 | ۳ _ | | VAL AAP WPAN WA WRAY OSE ‏اد با ما و‎ | ot oe 5-0-0 ۱ تلفات شبكدهاى انتفال و توزیع برق کشور در طی سال ها ۱۳۸۵ :1 ۱۳۹۰ (۳ و پیشریتیآن در آینده 

صفحه 4:
تلفات فنی شبکه *_تلفات کنتور و وسایل اندازه گیری ( عدم دقت در اندازه گیری) * . تلفات ذانی تجهیزات ( تلفات ناشی از مقاومت خطوط-تلفات بی باری ترانسها -تلفات مسی یا بارداری ترانسها) *_تلفات ناشی از حا يخي و از رطوبت و کرونا-تلفات ناشی از گرد و غبارو آلودگی هوا- تلفات ناشی از برخورد و اتصال شاخه در لفات ناشیا از ضریب تهان نا متاست * . تلفات ناشی از نا متعادلی بار در فاز ها و توزیع تک فازه فشارضعیف تلفات در اثر استفاده از لوازم .و تجهیزات نامرغوب *_تلفات طراحیهای نا مناسب ( عدم استفاده از ترانسفورماتور با قدرت مناسب- عدم نصب ترانسفورماتور در مرکز قل بار- عدم تناسب بهینه بین ولتاژهای انتفال و فوق توزیع و فشار متوسط و فشار ضعیف) ‎eos eae cere‏ رز دس ی درو و ‏* تلفات ناشی از اتصالات شبکه و عدم استفاده از سیسبتم زمین کردن صجیخ ‏* . تلفات ناشی از احداث شبکه های طولانی جهت تامین برق روستا ها بتا بر ضرورت اجتماعی ‏تلفات در تجهیزات شبکه به دلیل نشت جریان: ‎ ‏تلفات غير فنی شبکه ‎ *‏ استفاده غیر مجاز از برق به صورت آشکار(ناشی از مسائل اجتماعی - عدم نصب کنتورهای روشنایی معابر و کنتورهای مصارف موسسات و منازل سازمانی) * استفاده غير مجاز از برق به صورت مخفى و بنهان( دستكارى در لوازم اندازه كيرى و كنتورها خارج كردن کنتورها از مدا عدم قرائت صحیح مامورین تشخیص و سو استفاده -کارکرد نادرست کنتورها و تنظیم نبودن آنها) * اشتتباه درامجاسیات 

صفحه 5:
عدم توجه به ضرورت اصلاح و باز سازی دهها هزار کیلومتر شبکه های توزیع نیروی قدیمی * لمنتخاب غير بهينه محل و ظرفيت يست هاى ‎"١‏ كيلو ولت * تسلظ فرهنگ استاد کاری در شبکه های توزيع * نداشتن طرح جامع شبکه * عدم هماهنگی بین عرضه و تقاضا پایین بودن ضریب قدرزت مصرف کننده ها و رت ‎ae meet‏ یس مرت ‎Say‏ : * نداشتن ایمان ولنگیزه کاری بعضی از پرسنل و عدم امکان نظارت و کنترل آنها * عدم اعمال جدی مدیریت بار * عدم نصب کنتور های روشنایی معابر و شرکت ها و منازل مسکونی آنها ۶ شکستگی و آلودگی خطوط و بوشبنگ ها و مقره های اتکایی دراپسنت ها * تلفات در تجهیزات شبکه به دلیل ضعیف و تاقص بودن اتصالات * ایجاد هارمونیک ها در شبکه و افزایش تلفات اضافی در موتوره و ژنرتورها و ترنسفورمانورها و غیره * عدم تطبيق الكوى مصرف با تركيب نيروكاهها : عدم برنامه ريزى صحيح در راه اندازى بهينه و از مدار خارج كردن نيروكاهها و در نتيجه سرريز شدن آنها 

صفحه 6:
راهکارهای کاهش تلفات * متعادل سازی بار فازها * متعادل سازی طول فیدرها (بازآرا *_نصب خازن در محل های مناسب و کنترل صحیح توان راکتیو راهکارهای فنی سل * جابجابى بستهاى توزيع به مراكز ثقل بار * افزايش ضريب قدرت مصرف كننده های خانگی و تجاری * _کنترل ولتاژ به وسیله ترانسفورماتور سرویس منظم و شستشوی شبکه های آلوده و رفع فرسودگی ها و خوردگی های شبکه *_رینگ نمودن شبکه با توجه به مسايل حفاظتى و پایداری 1 * استفاده از ترانس های کم تلفات بهبود راندمان تجهیزا * استفاده از لامب های پربازده * مشارکت دادن مشترک در تلفات از طریق ضریب مشارکت ‎Loss Contribution) otib‏ 00۲ ) در شرکت برق کوئینزلند استرالیا تجمیع انشعابات و واگذاری کنتورهای حجمی در کره جریمه آلوده سمازی هارمونیکی شبکه (برای مشترکین صنعتی در ایالات متحده) تخصیص ضریب زیان یا جریمه پایین بودن ضریب توان در اکثر کشورهای جهان راهکارهای حقوقی 

صفحه 7:
عن علهات شيعه ور اثر عدم تعادل بار در اف تلفات قدر در فازها : الف) افزایش تلفات قدرت 1 تلفات قدرت در سیم نول با فرض ثلبت بودن مجموع جریان سه فاز , تلفات قدرت در فازها در حللت عدم تعادل بار بيش از تلفات در حالت تعادل بار بوده که به آن تلفات در نول هم اضافه می‌شود وبا توجه به لين امر كه اكثراً مقاطع سيمها در نول نصف مقاطع سيم فازها و بنابراين مقاومت اهمى سيم نول حدود دو برابر مقاومت سيم فازها مىباشد , تلفات حتى در حللت جريانهاى عبورى كم , باز هم قابل ب) افت در اثر نامتعادلی حتی با فرض این که سیمهای فاز در شبکه مقاطع یکسان و در نتیجه امپدانس مساوی داشته باشند . در اثر عبور جریان نا برابر , سیمهای فاز افت ولتاژ متفاوتی داشته و در نتیجه دارای ولتاژ نامتعادلی در طرف مصرف کننده‌ها بخصوص مصرف کننده‌های حساس مانند موتورهای سه فاز خواهند بود. : ج) خطرات ناشى از جریان دار شدن سیم نول با نامعاال شدن جریان در سیستم سه فاز و عبور جریان از سیم نول , نسبت به زمین درای ولتاٍی می‌شود که درصورت عبور از حد مجاز از نظر ایمتینامطلوب بوده و چنانچه مصرف کننده با سیم نول تماس حاصل کند , احتمال برق گرفتگی وجود خواهد داشت. 

صفحه 8:
5 7 عد تساوی بار سشرکس در هر لسع روی قر کار دلایل عدم تعادل بار در شبکه فشار ضعیف ‎ea‏ - وجود شبکه‌های تکفاز طولانی و پربار روی خطوط فشار ضعیف -وجود لوازم برقي تکفاز موتوزی با مرت نوان بالین روی خط عدم تساوی بار فازها یک خط فشار ضعیف سه فاز با فرض بودن مجموع بار فازها , اگر بار فازها بصورت نا متعادل توزیع شده باشد , طبق نامساوی کوشی , تلفات ایجاد شده در سیمهای فاز بیشتر از تلفات حالتی است که بار فازها به طور مساوی تقسیم شده باشند. dated ee رل رو رح به ترتيب بارهاى هر + [+ 12 <3 د باز توس 

صفحه 9:
1 طول خط 1 و مكارتت ولحد جلول خط بد اهم أل فرش ‎LRh+ LRL+ LR} >0 LR}, Se‏ در مورد خطوط توزيع که بار در چند نقطعه از خط بخش شده است با توزيع يكنواخت به همين رابطه مى رسيم 1 1 1 1 ولا < ود و اد اضافه تلفات سیم‌های فاز ناشی از عدم تساوی بار فازها APpn=AP> + AD, ‏رجي‎ -1 ) LRh) =LRI, = ‏تشر‎ APpp=E LRh+ 2 LRE+ LRE Ap, =2 Rb +1 +B ‏کر )+ بل ول ا+ و بل = إمليآ -جلوآ -ولبرل‎ اضافه تلفات ناشی از عدم تساوی بار فازها فقط به اندازه آنها بستگی داشته و ارتباطی به ضریب توان آنها ندارد 

صفحه 10:
1 2 T,)? +(1,- Ip)? +Up- Ty)? ‏عريان يام تستاوى بار‎ هر قدر تفاوت جريان سه فاز نسبت به يكديكر بيشتر باشد , جريان عدم تساوى بار بيشتر بوده و تلفات مربوط به آن بيشتر مىشود اضافه تلفات ناشی از جریان دار شدن سیم نول از آنجائيكه مشترکین تكفاز , عموماً خاتكى و تجارى می‌باشند و ضریب نان اینگونه مشترکین بعلت نبود بارهاى موتورى بزرك عمدتاً حدود ‎۰.٩‏ مىباشد. بتابرلين تفاوت ضريب توان بار فازها جندان قلبل توجه نيست لذا با تقريب خوبى مىتوان اختلاف فاز بين جريانهاى فازهاى هر خط را در نظر كرفت ‎Tp)? + Up- 1)‏ بلاج تور رم بح ‏جریان نول به تفاوت اندازه بار فازهای خط بستگی داشته و هر قدر این بارها بهم نزدیکتر باشند , جریان نول کمتر و یر عکس هر چقدر اندازهبارها نسبت بهم دور باشند جریان نول بیشتر می‌گردد ‎Ply =; LRy ‏اندازه تلفات سیم نول ‏اكر سطح مقطع نول نضف باشد ا ‎Ply =" DOR‏ 

صفحه 11:
بدترین حالت مربوط به ایجاد تلفات در سیم نول | برای خط می‌افتد زیرا در آن صورت جریان فاز تماماً از سیم نول عبور نموده و 1 4 2 Ty=Tpn> Ron =3 ‏لط‎ + 5 LRIy a 1 1 ‏لا وهولس م‎ a ‏تم رل شام« یر مد‎ eos ‎AR, =6AD,p, ©‏ |= تلفات در شبكه تكفاز با مقطع نول نصف مقطع فاز عبارتست از : ‏1 1 بالات و02 5+ تراچ رتش یر ‎ ‏تلفات در شبکه دو فاز با مقطع سیم نول نصف مقطع سیم فاز بربر است با : ‎AB =AB on 0 ‎ 

صفحه 12:
اثر نا متعادلی بار بر ترانسفورماتورهای توزیع ۱- تلفات هسته و تلفات اهمى افزايش م يابد به طورى كه کارئی ترنسفورماتور کم می‌شود. علاوه بر اتداكوز باغت ايعاد جزارت ور ‎eat eee cae‏ وهای قار و خط بلمتنادل واو شعل فليم الود حارج بت كردي ۳- ظرفیت باردهی ترانسفورماتور کاهش می‌یابد 

صفحه 13:
ارائه الگوریتم جهت تعادل بار فازها در طرح اين الكوريتم يك تابع هدف در نظر گرفته می‌شود که مبین تلف تابع به حداقل مقدار خود برسد. از نامتعادلی بار است و سعی می‌گردد این ae ‏بوده و از یک سواتقذیك شده ابیت‎ elas ‏شبکد‎ ‏این شبکه دارای 10 گره بوده و تعداد انشعابهای روی هر فاز در هر گره 120 الی ت12 ر و1 الی‌رعل و سل‎ sakes Fm ‏همه انشعابها دارای مصارف یکسان و برابر آ باشند.‎ ‏همه بکسان فرش مشود‎ ee ‏مجموع انشعایهای سه فاز روی هر گره ثابت فرض می شود‎ 1 ‏جریان فاز *1 در گره کلام‎ ee > ‏جریان فاز 8 در گره ام‎ جریان فاز 7 در گره کلام ‎Peas‏ 

صفحه 14:


صفحه 15:
استخراج تابع هدف 2-3 Aes a, - Jn) Un Jnl Ug = InP ‏با توجه به ثابت بودن مقاومت.های فاز و نول عبارت داخل پرانتز باید حداقل شود‎ AW ‏اه لیر‎ Tet A = SUN, - No,)? +( Nay = No.) +(Ns, - Np, ) x? AlN - ‏اليزج وا ها(‎ ‎ee‏ حت ار - ۷+۱۸ - ۱۸+( - مادم ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 

صفحه 16:
EE ‏ا‎ با حذف جريانهاى انشعايها و منظور كردن تعداد انشعايها جاصل جمع مضربى از 316 ابهای روی آن گره را بدست. ‎Ne‏ لا لا ‎Nuc Nas Nex‏ ‎Nn Nez Nim‏ ‎Ng = 225. Neo =No+ Nex 2 ‎۷ ‏مج ولاز و‎ + No ‎N,=2, Ne =Bn+ Nos 2 ‎ ‏به هر فاز >[ انشعاب تخصيص داده مىشود ‏حاصل جمع مضربی از 1 +316 سس به یک فاز 1+1 انشعاب و دو فاز دیگر > انشعاب تخصيص داده مى شود ‏حاصل جمع مضربی از 2-+>31 ‏به یک فاز 16 انشعاب و دو فاز دیگر 1 +16 انشعاب تخصیص داده می شود 

صفحه 17:
برای کمینه کردن تابع هدف دو الگوریتم انتخابی وجود دارد ‎-١‏ سعى كنيم هريك از تفاضل هاى اشتراک های موجود در فازهاى هر كره صفر ويا حداكثر يك شود ‏رها ۸-۸ للد يها اگرول ,2۷,۷ هر سه مساوی باشند عبارت صفر است و در غیر ایتصورت هموارهدو مقدار مساوی یکدیگرند و سومی یک واعد بيشغر يا يف واعنا كمترار ان اهو امت كه در ايتصورك مقدارعیارت برای ۲ شود ‏۲- پس از متعادل سازی انشعاب های روی هر گره نحوه ی تخصیص اشتراک ها برای حالت هایی که مجموع انشعابها مضرب 1 +31 و 315-2 باشد تخصیص تعداد انشعاب ها به هر فاز نسبت به گره قبل بصورت سینوسی تفییر کند ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‏روش اول دقیق تر است ولی جهت پیاده سازی ان نیاز به تهیه برنامه ای با الگوریتمی بازگشتی وابسته به نتایج قبل دارد ‏روش دوم کمی خطا دارد ولى به راحتى در قالب فايل اكسل پیاده سازی مي شود و کاربرد عملی جهت پیاده سازی در شبکه دارد ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 

صفحه 18:
۲- شبکه بدون تغییر بماند و یک يا چند انشعاب جدید بخواهیم روی هریک از گره ها اضافه کنیم ۳- شبکه بهینه شود و انشعاب جدید اضافه شود شبیه سازی شبکه نموه 

صفحه 19:
نتایج شبيه سازی حالت اول حالت دوم 15 توان اکتبو تزریقی قراتس به شيعه 138۷ 130۷ توان راکتیو تزریقی ترانس 72.46kwa 67.58kwa پیشترین افت ولاز فیدر 1 (درصد) ارایش مطابق با الگوریتم پیشنهادی عه فیدر ۲ (درصد) ۳ 8 = 7 بيشترين افت ولتاز | درصد بارگذاری ترانس (درصد) 7.37 % 2.58kw تلفات شبکه 

صفحه 20:
‘aia i مقایسه پروفایل های ولتاژ دو حالت 

صفحه 21:
و و ۳ سس سس seins Voge Nepnsse © 

صفحه 22:
1 i 1 به عنوان مثال به انتهای ش فیدر تمونه دز گره شماره ‎٩‏ به هر فاز انشعاب را اضافهمی کنیم و تتایج وا مقایسه می کنیخ: در این حالت با نرم افزار بررسی می کنیم با اضافه نمودن انشعاب جدید به کدام فا تابع هدف مقدار کمتری پیدا می کند اضافه نمودن یک انشعاب جدید به یک نقطه از شبکه 2 

صفحه 23:
3 9 thy iy a i ‏بط‎ 1 i 4 qy 3 ‏1ك‎ ‏ا‎ ‎۲1 ‎5 a 4 4 4 1 cle 1 3 a oe 3 از 8 اضافه مى شود 

صفحه 24:
محاسبات اقتصادی کاهش تلفات با توجه به تعرفه انرژی هزینه تلفات هر کیلوات ساعت انرژی یک سیستم توزيع معمولی را می توان حدود ۰.۰۴۵ ‎٩‏ تخمین زد > هزینه سالانه کر ان بر 

صفحه 25:
جمع بندی با رعایت تعادل فازها شبکه می توان به نتایج زیر رسید ۱- کاهش تلفات شبکة ۲ کاهش افت ولتاز ۳- کاهش جریان نامتعادلی در سیم نول ۴- افزایش ظرفیت باردهی ترانسفورماتور پیشنهادات ‎-١‏ مشخض کردن فیدر های نامتعادل در زمان پیک بار ‏۲- استفاده از نرم افزار اکسل تهیه شده جهت متعادل سازی بارهای فیدرهای انتخابی ‏۳- بایگانی اطلاعات جهت استفاده در توسعه شبکه اینده مربوط به فیدر انتخابی و استفاده از نرم افزار اکسل جهت انتخاب فاز مورد نظر برای تغذیه مشترک جدید ‏؟- استفاده از نرم افزار براى اضافه كردن مشترك جديد روى هر فيدر موجود حتى بدون اطلاعات قبلى 

صفحه 26:
با تشکر از توجه شما