ترجمه مقاله یک الگوریتم تکاملی مرکب بهینه مبتنی بر الگوریتم های PSO و HBMO برای بازآرایی فیدر توزیع با چند تابع هدف

ترجمه مقاله یک الگوریتم تکاملی مرکب بهینه مبتنی بر الگوریتم های PSO و HBMO برای بازآرایی فیدر توزیع با چند تابع هدف

چکیده- این مقاله یک الگوریتم تکاملی قدرتمند برای حل مساله باز آرایی فیدر توزیع(DFR) با چند تابع هدف ارائه می دهد. هدف اصلی DFR مینیمم کردن تلفات توان، انحراف ولتاژ گره ها، تعداد دفعات کلید زنی و متعادل کردن بارها در فیدرها می باشد. بخاطر این حقیقت که اهداف متفاوتند و غیر قابل اندازه گیری حل این مساله با روش های قدیمی که تنها یک هدف را بهینه می کند دشوار می باشد. این مقاله یک روش نوین بر پایه نرم 3 در مساله  DFR ارائه می دهد.  در روش پیشنهادی، توابع هدف بعنوان یک بردار در نظر گرفته می شوند و هدف ماکزیمم کردن فاصله (نرم 2) بین بردار تابع هدف و بدترین بردار تابع هدف می باشد در حالیکه قیود ارضا شوند. از آنجاییکه DFR پیشنهادی یک مساله بهینه سازی غیر قابل تفکیک وچند هدفه می باشد یک الگوریتم تکاملی مرکب (EA) بر پایه بهینه سازی مرکب جفت گیری زنبور عسل(HBMO) و بهینه سازی دسته اجزا (ذرات) مجزا (DPSO) ،که HBMO- DPSO نامیده می شود، برای حل آن اعمال می گردد. نتایج روش بازآرایی پیشنهادی با پاسخ های بدست آمده از دیگر روش ها مقایسه گردیده است، DPSO و HBMO اصلی بر روی سیستم های آزمایش توزیع مختلف انجام پذیرفته است.

کلیدواژگان: بهینه سازی جفت گیری زنبور عسل(HBMO)، باز آرایی فیدر توزیع(DFR)، بهینه سازی دسته اجزا (ذرات) مجزا (DPSO)

1. 1.      پیشگفتار

شرکت های برق دائما بدنبال فناوری هایی هستند که ممکن است عملکرد تحویل توان را تقویت کند. یکی از چندین موضوع مهم، کنترل تلفات توان می باشد. بازآرایی شبکه توزیع، فرآیندی است که ساختار توپولوژیکی توزیع را با تغییر حالت باز/بسته سکشن لایزرها (باز بندها) و وقفه دهنده ها در یک سیستم تغییر می دهد.  تحت رژیم های کاری عادی، اهداف(objectives) از بار اضافی ترانسفورماتور، گرمای بیش از حد هادی جلوگیری می کند و ولتاژ غیر عادی را کاهش می دهد و همزمان تلفات توان حقیقی را در سیستم مینیمم می کند. از آنجائی که کاندیدهای مختلف برای ترکیبات کلید زنی در سیستم توزیع وجود دارد بازآرایی شبکه یک مساله بهینه سازی مرکب پیچیده با قیود غیر قابل تمایز می باشد[24-1]. در سال های اخیر، بسیاری از پژوهشگران مینیمم کردن تلفات را در حوزه بازآرایی فیدر در سیستم های توزیع مورد بررسی قرار داده اند. یکی از اولین مقالات در این زمینه توسط باک و مارلین [2] ارائه گردید. روش بهینه سازی مجزای شاخه و حلقه بر روی یک شبکه توزیع حلقوی انجام پذیرفت. با این حال، کاربرد آن بر روی سیستم های واقعی بخاطر تلاش های کامپیوتری بسیار راحت نمی باشد.از آن پس، روش های بسیاری پیشنهاد گردیده است. برای مثال، سیوانلار و همکارانش جستجوی اولیه ای بر روی بازآرایی فیدر بمنظور کاهش تلفات انجام دادند[3]. باران و وو مساله کاهش تلفات و متعادل سازی بار را بعنوان مساله برنامه نویسی عدد صحیح انجام دادند[4]. نرا و همکارانش و پارساد و رانجان از یک الگوریتم ژنتیک برای جستجوی ساختار با کمترین تلفات [12و5] استفاده کردند. شیر محمدی و هوانگ استفاده از روش پخش بار مبتنی بر یک الگوریتم تصادفی را برای یافتن ساختار با کمترین تلفات در شبکه های توزیع شعاعی انجام دادند [13و6]. شیانگ و رنه از یک روش حل که از شبیه سازی تابکاری بهره می برد برای جستجوی یک پاسخ غیر درونی قابل قبول استفاده کردند [8و7]. میگوئل و هرنان یک مدل عملی اقتصادی برای حل ساختار شبکه توزیع استفاده کردند [9]. دلبم و همکارانش یک رمزگذاری درختی و دو عملگر ژنتیکی برای بهبود عملکرد EA در مسائل بازآرایی شبکه پیشنهاد دادند[10]. داس یک روش فازی چند هدفه برای حل مساله بازآرایی شبکه ارائه داد [11]. نیکنام و همکارانش یک الگوریتم مرکب موثر برای بازآرایی فیدر توزیع چند هدفه بر پایه  بهینه سازی جفت گیری زنبور عسل(HBMO) و روش فازی چند هدفه ارائه دادند [14]. علمائی و همکارانش یک هزینه مبتنی بر روش جبرانسازی برای بازآرایی فیدر توزیع با در نظر گرفتن تولیدات پراکنده پیشنهاد کردند [17-15].

نظر به اینکه توابع هدف بازآرایی فیدر توزیع یکسان و قابل اندازه گیری نمی باشند، حل مسائلی از این نوع با روش های قدیمی که برای حل مسائل تنها با یک  هدف استفاده می گردید دشوار می باشد. از اینرو، در این مقاله یک فرمول نویسی جدید بر پایه روش نرم 2 برای بازآرایی فیدر توزیع با چند تابع هدف پیشنهاد می گردد. در روش پیشنهادی، توابع هدف برای مینیمم کردن تلفات توان اکتیو، تعداد دفعات کلید زنی و انحراف ولتاژ باس ها و متعادل کردن بار روی فیدر ها اعمال می گردد. در این روش، توابع هدف، مینیمم کردن فاصله بین بردار تابع هدف موجود و بردار بدترین تابع هدف می باشد. بردار اولی بر پایه نتایج بدست آمده از بازآرایی قبلی بدست می آید. متغیرهای کنترلی، وضعیت تای سوئیچ ها و سکشن لایزرها می باشند. از آنجاییکه ساختار سیستم توزیع بایستی شعاعی باقی بماند در حالیکه تعداد زیادی از کلید ها مورد استفاده قرار می گیرند متغیرهای کلید زنی طوری تعریف می گردند که وقتی یک تای سوئیچ بسته است یک کلید سکشن لایزر که تشکیل یک حلقه می دهد باز باشد.