Прилог оптималном планирању и експлоатацији дистрибутивних мрежа са нелинеарним потрошачима и изворима применом метахеуристичких метода у циљу минимизације хармонијског изобличења напона и струје

Abstract

Докторска дисертација се бави проблемима оптималног планирања и експлоатације дистрибутивних мрежа с нелинеарним потрошачима и изворима применом метахеуристичких метода. У оквиру оптималног планирања дистрибутивних мрежа, разматрани су проблеми одређивања оптималних локација и снага дистрибуираних генератора (ДГ) и оточних кондензаторских батерија (КБ), као и оптималних локација и параметара пасивних филтера за смањење виших хармоника. Оптимална регулација напона и токова реактивних снага (Volt/Var регулација) у дистрибутивним мрежама с израженим хармонијским изобличењима је третирана као експлоатациони проблем. За решавање наведених оптимизационих проблема, у дисертацији је по први пут предложен и примењен хибридни PPSOGSA алгоритам, настао комбинацијом фазорске оптимизације ројем честица (PPSO) и гравитационог претраживачког алгоритма (GSA). У овој хибридној верзији, контролни параметри који утичу на претраживачке способности алгоритма (коефицијенти убрзања c1 и c2) моделирани су преко фазног угла коришћењем синусних и косинусних функција. У циљу поређења резултата, истовремено с PPSOGSA тестирано је још 10 метахеуристичких метода оптимизације. Тестирање метода је извршено на стандардним IEEE тест системима из литературе, при чему је усвојено да су поједини потрошачи и извори нелинеарни. Коришћени су типични хармонијски спектри струја претварача који се често срећу у индустријским постројењима. Оцена метода је извршена на основу статистичке евалуације резултата добијених у више узастопних извршавања свих метода. Показано је да предложени алгоритам има боље перформансе у поређењу с постојећим методама из литературе, односно да даје квалитетнија решења, с бржом конвергенцијом и да има боље статистичке показатеље при решавању разматраних проблема планирања и експлоатације дистрибутивних мрежа. Поред тога, утврђено је да се адекватном алокацијом ДГ и КБ – у фази планирања, и координисаним управљањем регулационих ресурса и ДГ – у фази експлоатације, хармонијска изобличења могу смањити и/или одржавати у дозвољеним границама. За потребе прорачуна хармонијских токова снага (ХТС), који се користи за евалуацију функције циља, развијен је програм на бази методе назад/напред (BFS). Верификација резултата прорачуна ХТС је извршена поређењем с расположивим резултатима из литературе и резултатима добијеним применом специјализованих софтверских пакета (ETAP и