TỐI ƯU HÓA KÍCH CỠ DÂY DẪN SỬ DỤNG MÔ HÌNH MINLP  CÓ XÉT ẢNH HƯỞNG CỦA HÌNH DÁNG ĐỒ THỊ PHỤ TẢI NGÀY ĐÊM

Phạm Chí Công; Nguyễn Thị Hoài Thu; Phạm Năng Văn

doi:10.34238/tnu-jst.11690

TỐI ƯU HÓA KÍCH CỠ DÂY DẪN SỬ DỤNG MÔ HÌNH MINLP CÓ XÉT ẢNH HƯỞNG CỦA HÌNH DÁNG ĐỒ THỊ PHỤ TẢI NGÀY ĐÊM

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 13/12/24 Ngày hoàn thiện: 22/01/25 Ngày đăng: 22/01/25

Các tác giả

1. Phạm Chí Công, Trường Điện – Điện tử - Đại học Bách khoa Hà Nội
2. Nguyễn Thị Hoài Thu, Trường Điện – Điện tử - Đại học Bách khoa Hà Nội
3. Phạm Năng Văn , Trường Điện – Điện tử - Đại học Bách khoa Hà Nội

Tóm tắt

Tối ưu hóa kích cỡ dây dẫn là nhiệm vụ quan trọng của quy hoạch mạng điện phân phối. Nghiên cứu này trình bày mô hình tối ưu phi tuyến với biến nhị phân để xác định kích cỡ dây dẫn của mạng điện phân phối có xét tác động của hình dáng đồ thị phụ tải ngày đêm. Hàm mục tiêu là cực tiểu tổng chi phí vòng đời của lưới điện, đồng thời thỏa mãn ràng buộc hệ phương trình cân bằng công suất nút, giới hạn truyền tải công suất, giới hạn điện áp nút và sử dụng kích cỡ dây dẫn giống nhau trên trục chính. Mô hình tối ưu đề xuất được tính toán trên lưới điện trung áp 33 nút IEEE với bốn kịch bản sử dụng môi trường lập trình GAMS và công cụ tối ưu KNITRO. Kết quả tính toán cho thấy, kích cỡ dây dẫn tối ưu của các kịch bản là khác nhau, trong đó kích cỡ dây dẫn của kịch bản lưới điện chỉ có tải sinh hoạt là lớn nhất. Tuy nhiên, tổn thất điện năng của lưới điện tương ứng với kịch bản này là nhỏ nhất. Đồng thời, phân bố điện áp trên lưới điện của bốn kịch bản cũng khác nhau. Do đó, hình dáng của đồ thị phụ tải ngày đêm cần phải được xét đến khi lựa chọn kích cỡ dây dẫn của lưới điện phân phối.

Từ khóa

Mạng điện phân phối; Kích cỡ dây dẫn tối ưu; Chi phí vòng đời; Đồ thị phụ tải ngày đêm; Quy hoạch phi tuyến với biến nhị phân

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo

[1] V. Farahani, S. H. H. Sadeghi, H. A. Abyaneh, S. M. M. Agah, and K. Mazlumi, “Energy Loss Reduction by Conductor Replacement and Capacitor Placement in Distribution Systems,” IEEE Trans. Power Syst., vol. 28, no. 3, pp. 2077-2085, Aug. 2013, doi: 10.1109/TPWRS.2013.2251012.

[2] H. Ali, S. Ullah, I. Sami, N. Ahmad, and F. Khan, “Economic Loss Minimization of a Distribution Feeder and Selection of Optimum Conductor for Voltage Profile Improvement,” in 2018 International Conference on Power Generation Systems and Renewable Energy Technologies (PGSRET), Sep. 2018, pp. 1-6, doi: 10.1109/PGSRET.2018.8686040.

[3] B. R. Meier and B. Chowdhury, “A Simple Approach to Conductor Sizing and Prolonging the Thermal Life of Electrical Cables Below 1000 V for Industrial and Commercial Applications,” IEEE Trans. Ind. Appl., vol. 55, no. 5, pp. 4507-4514, Sep. 2019, doi: 10.1109/TIA.2019.2928238.

[4] J. Franco, M. J. Rider, M. Lavorato, and R. Romero, “Optimal Conductor Size Selection and Reconductoring in Radial Distribution Systems Using a Mixed-Integer LP Approach,” Power Syst. IEEE Trans. On, vol. 28, pp. 10-20, Feb. 2013, doi: 10.1109/TPWRS.2012.2201263.

[5] A. D. Taslimov, M. V. Melikuziev, A. M. Najimova, and A. A. Alimov, “Economic load intervals for selection of cable sections for agricultural purpose,” E3S Web Conf., vol. 216, 2020, Art. no. 01159, doi: 10.1051/e3sconf/202021601159.

[6] A. Rastgou, S. Bahramara, and J. Moshtagh, “Flexible and robust distribution network expansion planning in the presence of distributed generators: Flexible and robust distribution network expansion planning in the presence of distributed generators,” Int. Trans. Electr. Energy Syst., vol. 28, no. 12, Dec. 2018, Art. no. e2637, doi: 10.1002/etep.2637.

[7] S. Ismael, S. A. Aleem, A. Abdelaziz, and A. Zobaa, “Practical Considerations for Optimal Conductor Reinforcement and Hosting Capacity Enhancement in Radial Distribution Systems,” IEEE Access, vol. 6, pp. 27268-27277, Dec. 2018, doi: 10.1109/ACCESS.2018.2835165.

[8] M. A. Farrag, A. H. Khalil, and S. Omran, “Optimal conductor selection and capacitor placement in radial distribution system using nonlinear AC load flow equations and dynamic load model,” Int. Trans. Electr. Energy Syst., vol. 30, no. 5, May 2020, doi: 10.1002/2050-7038.12316.

[9] O. M. Giraldo, A. Garces, and C. Castro, “Optimal Conductor Size Selection in Radial Distribution Networks Using a Mixed-Integer Non-Linear Programming Formulation,” IEEE Lat. Am. Trans., vol. 16, pp. 2213–2220, Aug. 2018, doi: 10.1109/TLA.2018.8528237.

[10] R. S. Rao, K. Satish, and S. V. L. Narasimham, “Optimal Conductor Size Selection in Distribution Systems Using the Harmony Search Algorithm with a Differential Operator,” Electr. Power Compon. Syst., vol. 40, no. 1, pp. 41-56, Nov. 2011, doi: 10.1080/15325008.2011.621922.

[11] N. V. Pham, T. H. T. Nguyen, V. Y. Pham, and H. N. Nguyen, “Using Simplified Distflow-Based Mixed-Integer Quadratically Constrained Programming Formulation for Optimum Selection of Conductor Size in Electrical Distribution Networks,” J. Electr. Syst., vol. 20, no. 2, pp. 1497-1511, Apr. 2024, doi: 10.52783/jes.1453.

[12] J. Kronqvist, D. E. Bernal, A. Lundell, and I. E. Grossmann, “A review and comparison of solvers for convex MINLP,” Optim. Eng., vol. 20, no. 2, pp. 397-455, Jun. 2019, doi: 10.1007/s11081-018-9411-8.

[13] S. H. Dolatabadi, M. Ghorbanian, P. Siano, and N. D. Hatziargyriou, “An Enhanced IEEE 33 Bus Benchmark Test System for Distribution System Studies,” IEEE Trans. Power Syst., vol. 36, no. 3, pp. 2565-2572, May 2021, doi: 10.1109/TPWRS.2020.3038030.

[14] GAMS Development Corp., “GAMS Documentation 46,” Feb. 17, 2024. [Online]. Available: https://www.gams.com. [Accessed Feb. 25, 2024].

[15] M. Mahdavi, M. S. Javadi, F. Wang, and J. P. S. Catalão, “An Efficient Model for Accurate Evaluation of Consumption Pattern in Distribution System Reconfiguration,” IEEE Trans. Ind. Appl., vol. 58, no. 3, pp. 3102-3111, May 2022, doi: 10.1109/TIA.2022.3148061.

[16] S. M. Ismael, S. H. E. A. Aleem, A. Y. Abdelaziz, and A. F. Zobaa, “Chapter 8 - Optimal Conductor Selection of Radial Distribution Feeders: An Overview and New Application Using Grasshopper Optimization Algorithm,” in Classical and Recent Aspects of Power System Optimization, A. F. Zobaa, S. H. E. A. Aleem, and A. Y. Abdelaziz, Eds., Academic Press, 2018, pp. 185-217, doi: 10.1016/B978-0-12-812441-3.00008-2.

[17] Z. W. Geem, “Novel derivative of harmony search algorithm for discrete design variables,” Appl. Math. Comput., vol. 199, no. 1, pp. 223-230, May 2008, doi: 10.1016/j.amc.2007.09.049.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.11690

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ