Rekonfiguracija i otočna kompenzacija u prisustvu distribuiranih izvora u razgranatoj distributivnoj mreži / Distribution Network Reconfiguration and Capacitor Switching in the Presence of Distributed Resources in Large Scale Distribution System

Energija, ekonomija, ekologija, 1, XXV, 2023, (str. 24-34)

АУТОР(И)/AUTHOR(S): Branko STOJANOVIĆ, Tomislav RAJIĆ, Darko ŠOŠIĆ

Е-АДРЕСА / E-MAIL: stojanovic.branko@rocketmail.com

Download Full Pdf   

DOI: 10.46793/EEE23-1.24S

САЖЕТАК /ABSTRACT:

Distributivna preduzeća su svedoci mnogih promena u današnje vreme. Kada je potrebno da naponi čvorova mreže budu unutar tolerancija 0.9-1,1 r.j. a da ulazni faktor snage bude veći od 0,85 sve tri moderne strategije pametne mreže kao što su rekonfiguracija, otočna kompenzacija i prisustvo distribuirane proizvodnje (DG) moraju biti angažovane. Čak i u tom slučaju prisustvo teretne naponske sklopke (OLTC) u napojnom čvoru je neophodno. U ovom radu prikazana je tehnička analiza 21 realnih operativnih slučajeva hibridnim algoritmom simuliranog kaljenja (SA) i minimalno razgranatog stabla (MST). MST je primenjen na rekonfiguraciju a SA naknadno na kompenzaciju. Transparentna grafička metoda Monte Carlo za lokaciju distribuiranih generatora i kondenzatorskih baterija je prosta i jedinstvena. Pretpostavka je da su distribuirane jedinice već prisutne na samom početku. Gauss-ova i Weibull-ova raspodela za promenu potrošnje i izlazne snage vetro generatora kao i dnevni dijagrami potrošnje za radni i neradni dan  i insolacija solarnih jedinica je uključena u analizu. Minimizira se funkcija cilja koju sačinjavaju gubici aktivne snage, cena kondenzatora i neisporučene električne energije. Primer mreža je IEEE mreža sa 118 čvorova i 132 grane (15 spojnih grana) koje sve mogu da komutuju koja je razgranata s obzirom na svoju veličinu. Uniformna raspodela vetro generatora i postavljanje kondenzatorskih baterija u skladu sa funkcijom cilja, koje variraju iz sata u sat je nerealistična. Predložena je realnija sa fiksnim čvorovima za lokaciju vetro generatora, solarnih panela i kondenzatora, koji su najčešće posećeni. Krajnja funkcija cilja obuhvata cenu gubitaka vršne snage, ugrađenih kondenzatora, isporučene električne energije, komutacija i neisporučene električne energije za period od mesec ipo dana (1008 sati rada mreže).

КЉУЧНЕ РЕЧИ / KEYWORDS:

rekonfiguracija, kondenzatorske baterije, distribuirani izvori, simulirano kaljenje, minimalno razgranato stablo

ЛИТЕРАТУРА / REFERENCES:

  • Civanlar, S. Grainger, J.J., Yin, H., Lee, S.S.H. Distribution feeder reconfiguration for loss reduction, IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 3, No. 3, pp. 1217-1223, 1988. https://doi.org/10.1109/61.193906 Shirmohammadi, D., Hong, H.W. Reconfiguration of electric distribution networks for resistive line losses reduction, IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 4, No. 2, pp. 1492-1498, 1989. https://doi.org/10.1109/61.25637
  • Xu, X., Wang, C., Feng, X. A taboo search approach for distribution network reconfiguration based on GIS, in Proc. 2009 International Workshop on Intelligent Systems and Applications, Wuhan, China, pp. 1-4, 23-24 May 2009. https://doi.org/10.1109/IWISA.2009.5072681
  • Asrari, A., Lotfifard, S., Payam, M.S. Pareto dominance-based multiobjective optimization method for distribution network reconfiguration, IEEE Transactions on Smart Grid, Vol. 7, No. 3, pp. 1401-1410, 2016. https://doi.org/10.1109/TSG.2015.2468683
  • Salehi, J., Oskuee, M.R.J., Amini, A. Stohastics multi-objective modeling of simultaneous reconfiguration of power distribution network and allocation of DG’s and capacitors, International Journal of Ambient Energy, Vol. 39, No. 6, pp.1-15, 2017. https://doi.org/10.1080/01430750.2017.1280084
  • Souza, S.S.F., Romero, R., Franco, J.F. Artificial immune networks Copt-aiNet and Opt-aiNet applied to the reconfiguration problem of radial electrical distribution systems, Electric Power Systems Research, Vol. 119, pp. 304-312, 2015. https://doi.org/10.1016/j.epsr.2014.10.012
  • Taylor, J.A., Hover, F.S. Convex models of distribution system reconfiguration, IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 27, No. 3, pp. 1407-1413, 2012. https://doi.org/10.1109/TPWRS.2012.2184307
  • Kovački, N., Vidović, P., Sarić, A. Scalable algorithm for the dynamic reconfiguration of the distribution network using the Lagrange relaxation approach, Electrical Power and Energy Systems, Vol. 94, pp. 188-202, 2018. https://doi.org/10.1016/j.ijepes.2017.07.005
  • De Oliveira, L.W., Carneiro, Jr.S., de Oliveira, E.J., Pereira, J.L.R., Silva, Jr.I.C., Costa, J.S. Optimal reconfiguration and capacitor allocation in radial distribution systems for energy loss minimization, Electrical Power and Energy Systems, Vol. 32, No. 8, pp. 840-848, 2010. https://doi.org/10.1016/j.ijepes.2010.01.030
  • Sayadi, F., Esmaeli, S., Keynia, F. Feeder reconfiguration and capacitor allocation in the presence of non-linear loads using new P-PSO algorithm, IET Generation, Transmission & Distribution, Vol. 10, No. 10, pp. 2316-2326, 2016. https://doi.org/10.1049/iet-gtd.2015.0936
  • Syahputra, R., Robandi, I., Ashari, M. Optimal distribution network reconfiguration with penetration of distributed energy resources, in Proc. 1st International Conference on Information Technology, Computer and Electrical Engineering (ICITACEE), Semarang, Indonesia, pp. 388-393, 8 November 2014. https://doi.org/10.1109/ICITACEE.2014.7065777
  • Ahmadi, H., Marti, J.R. Minimum-loss network reconfiguration: A minimum spanning tree problem, Sustainable Energy, Grids and Networks, Vol. 1, pp. 1-9, 2015. https://doi.org/10.1016/j.segan.2014.10.001
  • Stojanović. B., Rajić, T. Rekonfiguracija distributivne mreže i otočna kompenzacija uz prisustvo vetro generatora, Energija, ekonomija, ekologija, Vol. 23, No. 4, pp. 45-52, 2021. https://doi.org/10.46793/EEE21-4.45S
  • Stojanović, B., Rajić, T., Šošić, D. Rekonfiguracija distributivne mreže i otočna kompenzacija uz prisustvo vetro generatora i solarnih panela, Energija, ekonomija, ekologija, Vol. 24, No. 4, pp. 12-21, https://doi.org/10.46793/EEE22-4.12S
  • Zimmerman, R.D., Murillo-Sanchez, C.E. MATPOWER 6.0 User’s Manual, 2016. https://matpower.org/docs/MATPOWER-manual-6.0.pdf [pristupljeno 05.03.2023]
  • Zhang, D., Fu, Z., Zhang, L. An improved TS algorithm for loss-minimum reconfiguration in large-scale distribution systems, Electric Power Systems Research, Vol. 77, No. 5-6, pp. 685-694, 2007. https://doi.org/10.1016/j.epsr.2006.06.005
  • Stojanović, B. Primena metode „simuliranog kaljenja“ na problem kompenzacije reaktivne snage u simetričnim radijalnim razgranatim distributivnim mrežama, Elektroprivreda, 3, pp. 35-49, 2004.
  • Nahman, J., Perić, D. Optimal planning of radial distribution networks by simulated annealing technique, IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 23, No. 2, pp. 790-795, 2008. https://doi.org/10.1109/TPWRS.2008.920047
  • Stojanović, B. Simulated annealing method and its application to capacitor placement problem in radial distribution networks, University of electrical engineering, Belgrade, 1997.
  • Jiang, D., Baldick, R. Optimal electric distribution system switch reconfiguration and capacitor control, IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 11, No. 2, pp. 890-897, 1996. https://doi.org/10.1109/59.496171
  • Sarić, A. Primena metode veštačke inteligencije za rešavanje problema kompenzacije reaktivne snage i regulacije napona u distributivnim sistemima, Elektrotehnički fakultet, Beograd, 1997.