Применение алгоритма роя частиц для оптимизации компенсации реактивной мощности в сетях низкого напряжения

Вера Тагировна Сидорова; Алексей Петрович Осташенков

Применение алгоритма роя частиц для оптимизации компенсации реактивной мощности в сетях низкого напряжения

Вера Тагировна Сидорова, Алексей Петрович Осташенков

Аннотация

Исследуется оптимизация пофазной компенсации реактивной мощности (КРМ) в сетях низкого напряжения. Алгоритм роя частиц применяется для исследования трёх вариантов оптимизации – с использованием коэффициентов чувствительности по реактивной мощности и нормированного напряжения, с использованием коэффициентов чувствительности по реактивной мощности и без использования перечисленных величин. В первом варианте потенциальные для КРМ узлы определяются с помощью коэффициентов чувствительности по реактивной мощности и нормированного напряжения, во втором -- только с помощью коэффициентов чувствительности по реактивной мощности. Далее из потенциальных выбираются узлы и мощности необходимых устройств с помощью алгоритма роя частиц. В третьем варианте, применяя алгоритм роя частиц, осуществляется выбор точек подключения устройств компенсации и их мощности. Во всех случаях используется одна и та же целевая функция, включающая затраты и отклонения напряжения. Исследование всех вариантов КРМ проводилось на модели участка электрической сети (моделирование проведено в программной среде MATLAB), расчёты оптимизационной задачи с помощью алгоритма роя частиц реализованы на языке программирования Python. Согласно полученным результатам, наиболее эффективным для рассматриваемой сети является третий вариант оптимизации. При такой оптимизации возможно уменьшить потери активной мощности на 12% существующих, улучшить значения напряжений и коэффициента несимметрии по нулевой последовательности в узлах сети.

DOI: 10.71841/EP.ELST.2024.1119.10.04

Ключевые слова

потери электроэнергии, алгоритм роя частиц, сети низкого напряжения, многокритериальная задача оптимизации, компенсация реактивной мощности.

Полный текст:

PDF

Литература

Железко, Ю.С. Потери электроэнергии. Реактивная мощность. Качество электроэнергии: Руководство для практических расчетов [Текст] / Ю.С. Железко. -- М.: ЭНАС, 2009. -- 456 с.

Ильичев В.Ю. Оптимизационные задачи энергетики: учеб. пособие для вузов [Текст] / В.Ю. Ильичев. -- М.: Издательство Юрайт, 2023. – 159 с.

Третьякова, Е.С. Анализ энергоэффективности глубокой компенсации реактивной мощности в системах электроснабжения промышленных предприятий и городов [Текст]: дис. … канд. тех. наук. -- Новосибирск, 2017. -- 195 с.

Толба Мохамед Али Хассан Развитие методов оптимизации размещения компенсирующих устройств и возобновляемой распределённой генерации в радиальных электрических сетях [Текст]: дис. … канд. тех. наук. -- М., 2018. -- 171 с.

Волков, С.В. Исследование оптимизации размещения компенсирующих и симметрирующих устройств в электрических сетях низкого напряжения [Текст] / С.В. Волков, В.Т. Сидорова // Энергобезопасность и энергосбережение. – 2023. -- № 5 (113). -- С. 5 -- 9.

Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения [Текст]: ГОСТ 32144-2013. – М.: Стандартинформ, 2014.

Лыкин, А.В. Электрические системы и сети [Текст]: учебник / А.В. Лыкин. Новосибирск: НГТУ, 2017. -- 363 с.

Панова, А.В. Экономика энергетики [Текст]: учеб. пособие / А.В. Панова. – Владимир: Изд-во ВлГУ, 2013. – 87 с.

Тульский, В.Н. Оптимальное размещение батарей конденсаторов в радиальной распределительной сети [Текст] / В.Н. Тульский, А.С. Ванин, М.А. Толба // Электричество -- 2017. -- № 6. -- С. 16 – 23.

Olabode, O.E. A two-stage approach to shunt capacitor-based optimal reactive power compensation using loss sensitivity factor and cuckoo search algorithm [Text] / O.E. Olabode, I.K. Okakwu, A.S. Alayande, T.O. Ajewole // Energy Storage. -- 2020. 2: e122. -- P. 1 -- 16.

Ramachandra Murthy, K.V.S. Comparison of Loss Sensitivity Factor & Index Vector methods in Determining Optimal Capacitor Locations in Agricultural Distribution [Text] / K.V.S. Ramachandra Murthy, M.R. Raju, G.G. Rao, K.N. Rao // 16th National power systems conference (15th-17th Decemder). -- Hyderabad, India. -- 2010. -- P. 26 -- 30.

Саймон, Д. Алгоритмы эволюционной оптимизации [Текст] / Д. Саймон; пер. с англ. А. В. Логунова. – М.: ДМК Пресс, 2020. -- 940 с.