چکيده

در اين مقاله روشي براي طراحي بهينه شبكه توزيع بر مبناي الگوريتم ژنتيك ارائه شده است. اكثر روشهاي ارائه شده در گذشته بيشتر بر جايابي مكان پستها و فيدرها و تعيين ظرفيت آنها تأكيد داشته در حالي كه در طراحي عملي در نظر گرفتن مسيرهاي متعدد به لحاظ وجود محدوديتهاي فيزيكي بسيار، امكان پذير نمي‌باشد. در اين مقاله با هدف كاربردي بودن روش ارائه شده جهت طراحي عملي از الگوريتم ژنتيك براي تعيين نوع هاديها و پارامترهايي نظير نوع تيرهاي مياني، طول اسپان و ضريب اطمينان استفاده شده است. اين مقاله محاسبات مكانيكي شبكه توزيع كه در روشهاي گذشته كمتر به آن توجه شده است را براي دستيابي به بهينه‌ترين طراحي، در الگوريتم ژنتيك مورد استفاده قرار داده است.

در انتها اين روش براي يك شبكه نمونه اجرا شده و نتايج ارائه گرديده است.

واژه هاي کليدي: طراحي شبكه توزيع ـ بهينه سازي ـ الگوريتم ژنتيك – نرم افزار MATLAB

1- مقدمه

طراحي شبکه هاي توزيع بشدت وابسته به استراتژيهاي ابتکاري-استدلالي و قوانين سرانگشتي بدست آمده از تجربيات فراوان در حل مسائل گذشته است. براي اطمينان از پوشش داده شدن کامل تقاضاي روبه رشد براي انرژي الکتريکي به صورت موجه از نظر تکنيکي و اقتصادي ضروري است که فعاليت طراحي دقيق و توانمندي صورت پذيرد. اگرچه تاکنون کارهاي قابل ملاحظه اي بر روي کاربرد روشهاي سيتماتيک براي طراحي سيستم  توليد و انتقال صورت گرفته است ولي کاربرد روشهاي دقيق براي سيستم توزيع تقريبا به فراموشي سپرده شده است.فرايند طراحي شبکه هاي توزيع، جستجو در فضاي طرح هاي مختلفي است که محدوديتهاي فني آنرا تعريف مي کنند و تعداد راه حلهاي آن بسيار زياد است. رفتار غير خطي تابع هزينه مساله را بيشتر پيچيده مي کند، مشکل بعدي در طراحي خودکار شبکه هاي توزيع اطاعات است. که اين اطلاعات ممکن است در دسترس نباشد يا هزينه­ي جمع اوري زيادي داشته باشد يا اطلاعات مذکور به اندازه­ي کافي دقيق نباشد.بنابراين استفاده از الگوريتمي که احتياج به اطلاعات کمتري داشته باشد و طراح بتواند در هر مرحله­ي طراحي، طرح را مرور کند قدمي به سوي طراحي عملي تر شبکه هاي توزيع خواهد بود. به هرحال با افزايش روزافزون ابعاد و پيچيدگي هاي مناطق توزيع و ويژگي هاي بار دست اندر کاران سيستمهاي توزيع نياز جدي به روشهاي سريع و اقتصادي سيستماتيک بخش توزيع دارند تا بتوانند در توزيع انرژي الکتريکي مواردي از قيبيل توزيع اقتصادي انرژي، قابل طمينان بودن آن و تداوم آنرا براي مصرف کنندگان آن تضمين نمايند.منظور از طراحي بهينه شبكه توزيع تعيين كليه اجزاي يك خط انتقال جهت رساندن انرژي الكتريكي از پست فوق توزيع تا مصرف كننده با كيفيت مطلوب است كه نه تنها هزينه با به حداقل باشد بلكه قابليت اطمينان شبكه و افت ولتاژ نيز بايد بهينه‌ترين باشد.وارد كردن تأثير عاملي مانند هزينه در محاسبات الكتريكي و مكانيكي شبكه‌هاي توزيع به دليل پيچيدگي آنها جز با روشهاي هوشمند امكان‌پذير نمي‌باشد كه در اين مقاله با استفاده از الگوريتم ژنتيك بهينه‌ترين طراحي ممكن كه از لحاظ عملي نيز قابل اجرا است انجام شده است.

2- تعريف مساله

الف) بخش الکتريکي

براي تعيين نوع هادي‌هاي شبكه كه در محاسبات مكانيكي و تعيين ضريب اطمينان و طول اسپان به كار مي‌رود فرض بر اين است كه مسير شبكه توزيع و مكان بارها و همچنين ظرفيت بارها مشخص است.براي كاربردي بودن هر چه بيشتر روش، كامپيوتري طراحي شده داده‌هاي ورودي را به صورت يك فايل كه خروجي دستگاه GPS  است و نتيجه برداشت پيكتاژي عملي است دريافت مي‌كند. در تعيين مسير موانع طبيعي به صورت گره با بار صفر در نظر گرفته شدند. در اين قسمت هدف از بهينه‌سازي تعيين نوع هادي از بين چهار نوع هادي پيشنهادي براي هر شاخه از مسير شبكه است به گونه‌اي كه:

1ـ قيد افت ولتاژ در محدوده مجاز باشد.

2ـ هزينه اجراي خطا حداقل گردد.

تابع هزينه كه در اين قسمت در نظر گرفته شده است به صورت زير است.