دانلود حل مسائل کتاب تئوری کنترل بهینه کرک ( Donald E.kirk )
شامل شش فصل و 180 صفحه
دانلود حل مسائل کتاب تئوری کنترل بهینه کرک ( Donald E.kirk )
شامل شش فصل و 180 صفحه
با توجه به رشد جمعیت و توسعه صنعت و به تبع آن رشد بار، در بعضی مواقع پستهای موجود جواب گوی تقاضای موجود یا مصرف در آینده نزدیک را نمی باشد، در چنین شرایطی باید پستهای موجود را توسعه داد یا پستهای جدیدی را جایابی و نصب کرد. مساله مکان یابی پستهای فوق توزیع یکی از موارد مهم در برنامه ریزی سیستمهای توزیع می باشد که اثر چشمگیری بر هزینه های بهره برداری از سیستم و مقدار سرمایه گذاری های لازم دارد.
در این پایان نامه روشی برای دستیابی به مکان بهینه، تعیین ظرفیت و زمان بندی احداث و نصب پستهای فوق توزیع ارائه گردیده و تابع هدف مناسب برای مساله فرموله شده است. روش پیشنهادی در زمره برنامه ریزی های غیرخطی قرار دارد. این متد بر پایه کسب حداقل تلفات و کمترین هزینه های ممکن تنظیم شده و در تابع هدف هزینه های مربوط به زمین، ساخت و ساز و تجهیزات و نصب خطوط توزیع و فوق توزیع (هزینه های ثابت) و همین طور هزینه تلفات انرژی و توان (هزینه های متغییر) لحاظ گردیده است. برای طراحی روش دینامیک به کار گرفته شده و برای تمام نقاط بار مقدار رشد بار بطور جداگانه منظور شده است. مبحث جایابی پستهای فوق توزیع، تعیین ظرفیت و حوزه سروی س دهی آنها یک مساله پیچیده با تابع هدف غیرخطی است که در الگوریتم پیشنهادی، با توجه به نوع متغییرهای مساله و قیود انتخاب شده، برای حل و تعیین پاسخ بهینه روش شاخه و کران (B & B) استفاده شده است. کارآیی روش ارائه شده از طریق طرح آزمایشهای م ختلف و اجرای آن توسط نرم افزاری که مبتنی بر الگوریتم پیشنهادی تهیه شده ، مورد بررسی قرار گرفته است.
علاوه بر این آزمایشات، نتایج یک پروژه عملی که بر روی قسمتی از شبکه واقعی یکی از شهرها، توسط نرم افزار تهیه شده اجرا شده، ارائه گردیده است. شبکه مورد نظر، در برگیرنده منطقه وسیعی بوده و شامل ۶۳ مرکز بار و پنج پست فو ق توزیع در حال بهر ه برداری می باشد که پس از انجام مطالعات پیش بینی بار در منطقه و جمع آوری اطلاعات شبکه و داده های مورد نیاز برای نرم افزار، بررسی های لازم انجام شده و نتایج حاصله بیان شده است.
فصل اول
مقدمه
انرژی الکتریکی یکی از عمده ترین نیازهای بشری است و بهره برداری از آن سهولت قابل توجهی در روند زندگی افراد پدید می آورد، از این رو یکی از بزرگترین صنایع در سطح جهان، صنعت برق است که وظیفه برق رسانی را به عهده دارد.
سیستم قدرت دار ای پیچیدگیهای بسیاری است و انرژی الکتریکی از آغاز تا سرانجام مسیر پرپیچ و خمی را طی می کند. در یک تقسیم بندی ساده سیستم قدرت دارای سه بخش تولید، انتقال و توزیع است که هریک از این بخشها زیرمجموعه های خاص خود را دارا هستند. از آنجائی که جمعیت جهان رو به رشد است و تکنولوژی سیر تکاملی را در پیش گرفته است، لذا همواره با افزایش تقاضای انرژی الکتریکی روبرو هستیم بنابراین یک سیستم قدرت با یک ساختار ثابت نمی تواند رشد تقاضا را پاسخگو باشد، از این رو این صنعت نیز همگام با دیگر صنایع پیشرو، مسیر تکاملی را طی می کند و ه ریک از زیرمجموعه های سیستم قدرت نیز در این مسیر گام بر می دارند. در این میان شبکه توزیع به دلایل متنوع مانند رویارویی مستقیم با مشترکین، منبع درآمد شرکتهای برق و گستردگی تجهیزات، نظرها را بخود معطوف ساخته است و تمامی تلاش ها برای برآوردن نیاز مشترکین این بخش انجام می شود. طرحهای متنوع برای این بخش تعریف می شود که هریک زیرمجموعه خاصی از این شبکه را تحت پوشش قرار می دهد. آنچه در تمامی این طرحها مشترک است، دستیابی به هدف با کمترین هزینه است و در تمامی آنها محدودیتهای اقتصادی باعث شده است که طراح دنبال را ه کاری با کمترین هزینه باشد. برخی از پروژه های تعریف شده
در این بخش فیدرها را مد نظر دارد، برخی پستها و بعضی نیز برای بهره برداری و سهولت آن تعریف می شود و برخی پایه و بنیاد این بخشها می باشد. آنچه در طراحی فیدرها مورد توجه قرار می گیرد، مسیریابی، توزیع بار و نوع هادی ها است که هریک از آنها قیود خاص خود را دارا هستند. در بخش طراحی پستها، اندازه پستها، ناحیه سرویس دهی آنها و مکانشان مورد بحث و بررسی قرار می گیرد. برخی پروژه ها نیز چون بازیابی بار و بازآرایی شبکه زیر مجموعه بهر ه برداری هستند و برخی پروژه ها چون پ یشبینی بار، اطلاعات پایه و بنیادین را برای بخشهای ذکر شده فراهم می آورند. هر یک از طرحهای ارائه شده دارای اهمیت قابل توجهی بوده و نمی توان وزن خاصی برای هرکدام قائل شد چرا که هریک وابسته بهم بوده و تمامی آنها یک هدف یعنی تامین برق مورد نیاز مشترکین با کمترین هزینه را دنبال می کنند.
آنچه در این پایان نامه مورد بحث و بررسی واقع می شود، تعیین مکان بهینه پستهای فوق توزیع و به همراه ظرفیت و ناحیه سرویس دهی هرکدام است. مساله برنامه ریزی برای سیستمهای توزیع، مبحث پیچیده ای است که معمولا به دو زیر مساله تقسیم می شود که بصورت دو مبحث جایابی بهینه پستهای فوق توزیع و مبحث بهینه سازی فیدرهای پائین دستی دسته بندی می شود که ابتدا مساله مربوط به مکان پست حل شده سپس با توجه به نتایج بدست آمده از مرحله اول به مساله بهینه سازی فیدرها پرداخته می شود. سیستم توزیع دارای ساختار ی است که بطور پیوسته در حال تغییر و توسعه بوده بطوری که تعداد مشترکین افزایش می یابد و الگوی مصرف مراکز بار در اثر عوامل متعدد عوض م ی شود. با توجه به رشد جمعیت وتوسعه صنعت و به تبع آن رشد بار، در بعضی مواقع پستهای موجود جواب گوی مصرف موجود یا مصرف در آینده نزدیک را نمی باشد که این گونه موارد در شهرهای در حال توسعه به تعدد دیده م ی شود، در چنین شرایطی باید پستهای موجود را توسعه داد یا پستهای جدیدی را جایابی و نصب کرد. مساله مکان یابی پستهای فوق توزیع یکی از موارد مهم در برنامه ریزی سیستمهای توزیع می باشد که اثر چشمگیری بر هزینه های بهره برداری از سیستم و مقدار سرمایه گذار ی های لازم دارد. در چنین مطالعاتی فرد برنامه ریز معمولا با انتخابهای مختلفی روبرو می شود و عوامل زیادی را باید در نظر بگیرد تا طرحی را که ارائه می کند، بیانگر بهترین حالت ممکن باشد، به ویژه اینکه در سالهای اخیر مواردی مانند رشد سریع بار، کمبود زمین مناسب در مناطق شهری طراحان را در شرایط سختی قرار داده است. قیود عمده ای که در این مساله باید در نظر گرفته شود عبارتند از:
– محل پست نزدیک به مراکز بار باشد تا حداقل تلفات و هزینه احداث خطوط حاصل شود
– مکان پستهای موجود ودر حال بهره برداری
– دسترسی به خطوط بالادستی و پایین دستی
– وجود فضای کافی برای توسعه احتمالی در آینده
– برآورده کردن قوانین شهری و کاربری زمین
در ابتدا آنچه که برای طراح جهت آغاز کار لازم است، مکان جغرافیایی مراکز بار، دامنه بار و میزان رشد آن در آینده است. برای بدست آوردن این داده ها علاوه بر اطلاعات توسعه شهری در گذشته، نیاز به بررسی وضعیت کنونی و پیش بینی توسعه و رشد در آینده وجود دارد. پیشبینی بار اساس کار طراحی متغییرهای تصمیم برای مکان و ظرفیت پست، نوع کابلها و تجهیزات لازم می باشد.
شامل 107 صفحه فایل pdf
مطالعات علمی شبکه های توزیع انرژی الکتریکی با رویکردهایی عملی و کاربردی در جهت بهبود وضعیت طراحی و نیز بهره برداری از این بخش از صنعت قدرت همواره سهم عمدهای از مطالعات سیستم قدرت را به خود اختصاص داده است. یکی از روشهای اصولی در جهت بهبود وضعیت این شبکه ها، ایجاد اتوماسیون با اهدافی نظیر افزایش قابلیت اطمینان و کاهش تلفات انرژی سالانه میباشد. اما، به واسطه هزینه بالای ادوات کلیدزنی سیستمهای اتوماتیک، ابتدا باید توجیه اقتصادی طرح اتوماسیون، جنبه های عملیاتی شدن آن را تقویت کند. بنابراین بررسی همه جانبه مزایای فنی و اقتصادی حاصل از قرارگیری کلیدهای اتوماتیک در قالب یک مساله بهینه سازی با مضمون جایابی چند منظوره ادوات کلیدزنی کنترل پذیر در شبکه توزیع، میتواند توجیه مناسبی را از لحاظ فنی و اقتصادی برای طرح مذکور ارایه دهد. در این پایان نامه سعی شده است تا ضمن مطالعه و تحقیق در دو حیطه تخصصی کاملاً جدا از مطالعات شبکه توزیع، با ارایه رویکردی نوین در بحث جایابی کلیدهای کنترل پذیر از راه دور یا به اختصار کلیدهای اتوماتیک، توجیه فنی و اقتصادی مطلوب و دقیقتری از طرح اتوماسیون در شبکه های توزیع ارایه شود. در این میان ابتدا ضمن بیان اهمیت موضوع پژوهش از دو دیدگاه علمی و کابردی به ذکر مقایسه ای جامع در رویکردهای پیشین بحث جایابی کلید اقدام میگردد. سپس با ارایه فرمولاسیون جدیدی برای مساله جایابی چند منظوره کلیدهای اتوماتیک به همراه طرحی بهینه برای هماهنگی کلیدهای اتوماتیک، روشی ابتکاری برای حل چنین مساله ای پیشنهاد میگردد. در نهایت، به استناد نتایج پیاده سازی بر روی شبکه تستی توسعه یافته در این تحقیق، توجیه اقتصادی مطلوبی بر اساس رویکرد پیشنهادی در این پایان نامه، جهت طرح اتوماسیون ارایه خواهد گردید.
مقدمه
شبکه توزیع یکی بخشهای سه گانه سیستمهای قدرت میباشد و به عنوان مرحله نهایی از زنجیره تولید و انتقال انرژی الکتریکی به محل مصرف شناخته میشود. یکی از روشهای اصولی در جهت بهبود وضعیت طراحی و بهره برداری از این شبکه ها، بحث اتوماسیون سیستم توزیع میباشد. اما آنچه در بحث اتوماسیون همواره نکته ابهامی برای عملیاتی شدن آن میباشد قیمت بالای ادوات کلیدزنی کنترل پذیری
است که ابزار اصلی مدیریت آرایش بلادرنگ شبکه تلقی میگردند. این مهم لازم می دارد که این ادوات به گونه ای بهینه جایابی گردند تا توجیه اقتصادی سود حاصله از اجرای اتوماسیون در این شبکه ها جنبه های عملیاتی شدن آن را تقویت کند. اما رویکردهای مطرح شده تاکنون نتوانسته اند توجیه اقتصادی صحیحی از جایابی کلید و طرح اتوماسیون ارایه دهند. چرا که تنها یک هدف را دنبال کرده و مزایای اقتصادی طرح را به صورت همه جانبه در مدل اقتصادی تحلیل نکرده اند. این مهم به این دلیل قابل اهمیت است که مکان کلیدهای مانور اتوماتیک به طور همزمان میتواند هم بر قابلیت اطمینان شبکه و هم بر تلفات آن تاثیر گذارد. لذا بررسی همه جانبه مزایای فنی و اقتصادی طرح اتوماسیون در بحث جایابی چندمنظوره ادوات کلیدزنی کنترل پذیر شبکه احتمالاً میتواند توجیه اقتصادی صحیحی را برای عملی شدن اتوماسیون ارایه دهد. این هدف، رسالت اصلی این تحقیق خواهد بود که با جایابی بهینه چندمنظوره ادوات کلیدزنی کنترل پذیر، بر مبنای یک طرح منطقی از اعمال اتوماسیون توانسته است توجیه به مراتب دقیق تری را از جنبه های اقتصادی و فنی حاصل از طراحی و بهره برداری شبکه های توزیع اتوماتیک ارایه دهد.
در فصل اول از این پایان نامه با تشریح بحث جایابی کلید اتوماتیک، به بیان اهمیت موضوع این پژوهش از دیدگاه علمی و کاربردی پرداخته و با بیان پیشینه این تحقیق به فضاهای خالی و نکات نادیده در مساله مورد بحث اشاره خواهیم کرد. در فصل دوم بیانی کلی از فرمولاسیون مساله جایابی چند منظوره کلیدهای اتوماتیک پیشنهاد میگردد و سپس با بیان پیچیدگی های تحلیل یکپارچه این فرمولاسیون از طریق ابزارهای متداول بهینه سازی، به ارایه فرمولاسیون تفکیک شده ای در مواجهه با این مساله اقدام گردیده و نهایتاً روش پیشنهادی در دو فضای تفکیک شده تحلیل میگردد. فصل سوم بررسی آماری شاخص های برگرفته از نتایج پیاده سازی در سیستم تست مورد مطالعه را پیش رو خواهد گذاشت و در فصل چهارم نیز بررسی آنالیز حساسیت طرح پیشنهادی در اثر تغییرات حدی پارامترهای اقتصادی مورد مطالعه قرار خواهد گرفت. فصل پنجم نیز برای اثبات عملکرد مطلوب و دقت نیل به جواب بهینه در رویکرد پیشنهادی تدوین گردیده است.
پیوست در نظر گرفته شده در انتهای این پایان نامه نیز به عنوان بخشی اصلی از این پایان نامه، تنها به جهت پیوستگی مطالب اصلی و گریز از حواشی اطلاعاتی در انتهای پایان نامه بیان گردیده است. در پیوست- الف- ساختارهای نوین شبکه توزیع در قالب تشریح نقاط قوت و ضعف آنها از دیدگاه تلفات و قابلیت اطمینان بررسی شده است. پیوست-ب-روشهای آنالیز پخش بار شبکه توزیع را مورد تشریح قرار داده است. در پیوست -ج- مطالعه ای فشرده و جامع بر روی قابلیت اطمینان و مفهوم آن در شبکه توزیع همراه با بررسی مفهومی اندیس های مربوطه و دیدگاه های موجود در ارزیابی مالی قابلیت اطمینان شبکه توزیع بررسی خواهند شد. در پیوست- د- نیز دو پارامتر اساسی تحلیل مساله تشریح گردیده است.
شامل 162 صفحه فایل pdf
چکیده
با نیل به تجدید ساختار در شبکه های قدرت، ارائه دهندگان خدمات شبکه به دنبال روش های جدیدی برای ارائة توان با کیفیت و قابلیت اطمینان بالا به مشتریان خود هستند. در این زمینه استفاده از مولدهای کوچک به دلیل مشکلات کمتر زیست محیطی و امکان نصب آسان و بازده بالا به سرعت مورد توجه ارائه دهندگان خدمات قرار گرفت. علاوه بر آن مشکلات و محدودیت های احداث خطوط جدید برای انتقال توان با فواصل طولانی علاقه مندی به مولدهای تولید پراکنده را افزایش داده است. زیرا بر خلاف نیروگاه های اصلی و بزرگ، مولدهای تولیدپراکنده می توانند در محل بار و یا در نزدیکی آن نصب شود. مسأله تخصیص و اندازه مولدهای تولید پراکنده از اهمیت به سزایی برخوردار است. نصب مولد تولید پراکنده در محل غیربهینه می تواند باعث افزایش تلفات گردد. و هزینه شبکه را افزایش دهد. بنابراین، با توجه به افزایش روز افزون نفوذ مولدهای تولید پراکنده در شبکه های توزیع استفاده از یک الگوریتم بهینه سازی برای جایابی و تعیین اندازه مولدها ضروری است. انتخاب بهترین محل برای نصب مولد تولید پراکنده و اندازه آن برای سیستم های توزیع بزرگ یک مسأله بهینه سازی ترکیبی پیچیده است. این پایان نامه روشی را برای تعیین محل و اندازه مناسب مولد تولید پراکنده در شبکه های توزیع با استفاده از الگوریتم بهینه سازی مورچگان ارائه می کند. الگوریتم بهینه سازی مورچگان یکی از روشهای نوین بهینه سازی است که به منظور بهینه کردن تابع هدف استفاده می شود. ایده اصلی الگوریتم بهینه سازی مورچگان از رفتار مورچه های طبیعی برای یافتن کوتاهترین مسیر بین لانه و غذا نشأت گرفته است. اساس تابع هدف استفاده شده در این پایان نامه بر پایه کاهش هزینه شبکه می باشد که بطور همزمان اندازه و محل مولد تولید پراکنده را تعیین می نماید. شبیه سازی برای سه شبکه متفاوت نمایش داده شده است. در دو شبیه سازی اول از مولدهای PQ برای جایابی استفاده شده است. و در سومین شبیه سازی از مولدهای تولید پراکنده PV برای جایابی استفاده شده است. در پایان محل و اندازه مولد تولید پراکنده برای هر یک از شبکه ها تعیین و نتایج نمایش داده شده است.
مقدمه
استفاده از مولد های تولید پراکنده در شبکه های توزیع با توجه به مزایای این مولد ها در حال افزایش است با وجود مزایای فراوان مولدهای DG یکی از مزایایی که معمولاً در جایابی و استفاده از این مولدها مورد تأکید است کاهش تلفات شبکه های توزیع و انتقال می باشد.
استفاده از این مولدها بدون مطالعات جایابی و مطالعه شبکه توزیع و انتقال علاوه بر اینکه باعث کاهش تلفات شبکه نمی شود ممکن است سایر فاکتورهای مهم شبکه از جمله قابلیت اطمینان و سطح ولتاژ در شبکه توزیع را مختل کرده و هارمونیک های ولتاژ را در شبکه افزایش دهد. علاوه بر آن عدم حفاظت مناسب از مولد های تولید پراکنده می تواند برای تعمیرکارانی که به هنگام خاموشی شبکه مشغول کار هستند خطرناک باشد.
تولید پراکنده شده یا توزیع شده (DG) سیستم قدرت را در سطح شبکه توزیع و انتقال به خصوص شبکه توزیع تحت تاثیر اثرات حضور خود در شبکه قرار می دهد.
روش های مختلفی برای جایابی مولدهای تولید پراکنده در شبکه وجود دارد. هر یک از این روش ها اهداف گوناگونی را برای جایابی مولدهای تولید پراکنده در شبکه دنبال می کنند. یکی از این اهداف که بیشتر در تحقیقات جایابی مورد توجه بوده است جایابی به منظور کاهش تلفات و بهبود پروفیل ولتاژ است. جایابی صحیح مولد تولید پراکنده منجر به صرفه جویی در توان میگردد و شبکه را از جابجایی توان اضافی آزاد می سازد. روش های جایابی مولدهای تولید پراکنده که به منظور کاهش توان تلف شده استفاده می شود گوناگون هستند. که در این پروژه نیز یک روش برای جایابی مورد بررسی قرار میگیرد.
فصل اول: مروری بر سابقه موضوع
1-1- تاریخچه استفاده از مولدهای کوچک
روش های مختلفی برای جایابی مولدهای تولیدپراکنده در شبکه وجود دارد. هر یک از این روش ها اهداف گوناگونی را برای جایابی مولدهای تولید پراکنده در شبکه دنبال می کنند. یکی از این اهداف که بیشتر در تحقیقات جایابی مورد توجه بوده است جایابی به منظور کاهش تلفات و بهبود پروفیل ولتاژ است. جایابی صحیح مولد تولیدپراکنده منجر به صرفه جویی در توان می گردد و شبکه را از جابجایی توان اضافی آزاد می سازد. روش های جایابی مولدهای تولید پراکنده که به منظور کاهش توان تلف شده استفاده می شود گوناگون هستند یکی از روش هایی که برای جایابی مولدهای تولید پراکنده استفاده می شود مبتنی بر قانونی است که معمولاً برای جایابی خازن های سری از آن استفاده م ی شود. روش ” قانون دو سوم” برای جایابی مولدهای تولید پراکنده در شبکه ای با بارهایی که به صورت همگون در شبکه توزیع شده اند در مرجع [3] آورده شده است. این روش پیشنهاد می کند که مولدهای تولیدپراکنده در شبکه های شعاعی و دارای توزیع همگون بار، تقریباً در دو سوم فیدر با توانی معادل دو سوم توان ورودی به شبکه جاگذاری شوند. قانون دو سوم یک روش سادةه جایابی می باشد. در عمل نیز اعمال این قانون به شبکه بسیار ساده می باشد. اما قانون دو سوم دارای قابلیت اعمال به فیدرهایی با مشخصات دیگری از لحاظ توزیع بار و یا شکل شبکه نمی باشد و صرفاً محدود به فیدرهای شعاعی می باشد و قابل اعمال به یک شبکه نیست. مراجع [7-2] و [2-1] از الگوریتم پخش بار برای جایابی بهینه مولدهای تولیدپراکنده استفاده کرده اند با این فرض که تمامی باس های باری توانایی نصب مولد DG را دارند. و مرجع [4] از روشی تحلیلی برای جایابی بهینه به منظور کاهش تلفات استفاده کرده است. در برخی از موارد جایابی مولد DG برای کاهش تلفات در خط مورد بررسی قرار گرفته است.
تعداد صفحه : 131
موضوع فارسی :بهینه سازی چند هدفه برای کنترل پوشش در حسگر بی سیم
شبکه با شعاع سنجش قابل تنظیم
موضوع انگلیسی :Multi-objective optimization for coverage control in wireless sensor
network with adjustable sensing radiusI
تعداد صفحه :9
فرمت فایل :PDF
سال انتشار :2009
زبان مقاله : انگلیسی
در این مقاله، مشکل حفظ پوشش سنجش با نگه داشتن تعداد کمی
از گره های حسگر فعال و مقدار کمی از مصرف انرژی در یک حسگر بی سیم
شبکه بررسی شده است. همانطور که به مدل سنجش یکنواخت قبلا مخالف، ما در نظر
تعداد زیادی از سنسور با شعاع سنجش قابل تنظیم است که به طور تصادفی به مستقر
نظارت بر یک منطقه هدف. طرح رمان کنترل پوشش بر اساس نخبه گرا غیر تحت سلطه
مرتب سازی الگوریتم ژنتیک (NSGA-II) در یک شبکه حسگر ناهمگن ارائه شده است.
با ابداع یک معماری مبتنی بر خوشه، الگوریتم را در راه توزیع استفاده می شود.
علاوه بر این، برنامه نویسی باینری بهبود خطاب به هر دو نماینده شعاع سنجش
تنظیم و انتخاب سنسور. نتایج عددی و شبیه سازی اعتبار که
روش برای پیدا کردن نقطه تعادل مطلوب در میان حداکثر میزان پوشش، حداقل
مصرف انرژی، و همچنین به عنوان حداقل تعداد گره فعال سریع و موثر است.