بهبود ظرفیت میزبانی شبکه توزیع از منابع تولید پراکنده بادی با استفاده از بازآرایی و جبران‌سازی توان راکتیو

دنیای مدرن امروزی به منظور تامین تقاضای رو به رشد انرژی الکتریکی نیازمند کاربرد سیستم های قدرت دارای قابلیت اطمینان بالاست. به عنوان مثال، پیک مصرف برق در فصل تابستان کاربرد منابع انرژی تجدیدپذیر جهت تامین بار، سیستم‌های ذخیره‌ساز انرژی جهت مدیریت سمت تولید، برنامه‎های پاسخگویی بار به منظور مدیریت سمت تقاضا و سایر راهکارهای مقابله با بحران انرژی را ضروری ساخته است. اتصال منابع انرژی تجدیدپذیر مبتنی بر فناوری‌های الکترونیک قدرت به شبکه سبب بروز مسائلی چون آلودگی کیفیت توان و خطای عملکرد دستگاه‌های حفاظتی می‌شود که باید در برنامه‌ریزی و بهره‌برداری از سیستم در نظر گرفته شود. با در نظر گرفتن چالش‌های یاد شده و نیاز به یک روش بهینه برای بهبود کارآیی سیستم‌های توزیع، صنعت برق را به سوی استفاده از فناوری‌های جدید سوق داده است. منابع تولید پراکنده یکی از عناصر مهم و جدانشدنی سیستم‌های توزیع مدرن هستند که از این میان استفاده از منابع بادی و فتوولتائیک روز به روز با افزایش تقاضای انرژی الکتریکی در پی عواملی چون افزایش جمعیت، مصارف غیرمجاز نظیر دستگاههای غیرمجاز استخراج رمزارز، افزایش تاسیسات تهویه مطبوع برقی، گسترش می‌یابد. با این حال، محدودیت‌های موجود در مقدار نفوذ منابع تولید پراکنده یکی از اصلی‌ترین چالش‌ها در توسعه استفاده از این منابع است. به طور کلی، این مقاله به دنبال روشی جهت بهبود ظرفیت میزبانی شبکه توزیع از منابع تولید پراکنده با استفاده از بازآرایی و جبران‌سازی توان راکتیو است. به طور خلاصه، مدلسازی بازآرایی شبکه توزیع و منابع جبرانساز توان راکتیو، افزایش ظرفیت میزبانی شبکه توزیع و مدلسازی عدم قطعیت‌های موجود در مسئله اصلی‌ترین اهدافی است که در این مقاله انجام شده است. لازم به ذکر است، تابع هدف مساله پیشنهادی افزایش ظرفیت میزبانی شبکه توزیع با کمینه‌سازی هزینه‌های انرژی دریافتی از شبکه بالادست، انرژی منابع تولید پراکنده، تولید توان منابع جبران‌سازی توان راکتیو و نیز هزینه قابلیت اطمینان شبکه توزیع است. علاوه بر این، قیود فنی شبکه نیز به عنوان محدودیت‌های موجود در نظر گرفته می‌شود. همچنین، به منظور دستیابی به نقطه بهینه مطلق با زمان اجرای بسیار پایین و درصد خطای بسیار پایین، مدل خطی آمیخته با عدد صحیح مساله نیز توسعه داده می‌شود. نتایج حاصل از شبیه‌سازی نشان‌دهنده مزایای استفاده از روش پیشنهادی در افزایش ظرفیت میزبانی و درنتیجه توسعه استفاده از منابع تجدیدپذیر است.

improvement of wind distribution generation hosting capacity by reconfiguration and reactive power compensation

in modern communities, design and development of high reliable power systems has attracted more attention due to a significant increase in energy demands. distributed generation (dg) sources are key components of restructured distribution systems, among which renewable and clean energy sources such as solar photovoltaic panels and wind turbines have been attracted widely in reducing greenhouse pollutants. meanwhile, peak electricity consumption in summer has made it necessary to integrate renewable based power generation facilities, energy storage technologies, and demand response programs to procure a significant part of the increased demand in a clean and reliable manner. connecting renewable energy sources (ress) based on power electronic technologies to power distribution grid causes some technical issues, such as power quality pollutions and protection failures, that should be involved in system planning and operation studies. however, the limited penetration level of distributed generations is an important challenge in the operation of future distribution networks. hence, this paper aims to improve the hosting capacity of the distribution network from distributed generation sources using reactive power compensation and distribution system reconfiguration. in other words, reconfiguration of distribution systems and reactive power compensation could increase the hosting capacities of distribution systems. the objective function of the proposed problem is to increase the hosting capacity of the distribution network by minimizing the costs of energy received from the upstream network, the energy of distributed generation sources, the power generation of reactive power compensation sources, and the reliability cost of the distribution network taking into account the system technical constraints. numerical results demonstrate the capability of the proposed approach to increase the hosting capacity of the distribution grids in the presence of ress.