مدل پیش بینانه کنترلی برای مدیریت توان راکتیو در شبکه های توزیع متصل به سیستم انتقال

1. مقدمه 2. روش ها 3. شبیه سازی 4. نتایج 5. نتیجه گیری

در این مقاله، یک مدل پیش بینی کننده چند منظوره برای مدیریت توان راکتیو در شبکه های توزیع متصب به انتقال با سهم بالای انرژی باد ارائه شده است. سیستم کنترلی پیشنهادی از قابلیت های توان راکتیو مزارع باد و موقعیت تپ چنجر به منظور بهبود عملکرد شبکه توزیع استفاده می کند. سیگنال های کنترل، یعنی موقعیت های تپ چنجر و نقاط تنظیم توان راکتیو در افق پیش بینی شده، بررسی می شوند. اهداف بهینه سازی دیگر نیز عبارتند از: کاهش افت ولتاژ، تنظیم مشخصه ولتاژ و سازگاری با محدودیت مبادله توان راکتیو با شبکه انتقال. یک مساله شارش توان بهینه غیر خطی مختلط عدد صحیح (MINLP-OPF) با استفاده از محدودیت های عملیاتی شبکه شکل گرفته است. عملکرد بر روی یک شبکه توزیع واقعی 110 کیلو ولت آلمانی با قدرت باد 1.6 گیگاوات بر یک سال بررسی شده است. با کنترل پیشنهادی، مبادله توان راکتیو در حد مجاز از 58.3 درصد به 94.5 درصد، در مقایسه با یک عملیات مرجع که در آن فقط موقعیت تپ چنجر برای کاهش تلفات با استفاده از بهینه سازی یک مرحله ای واحد استفاده می شود، افزایش یافته است.

In this work a multi-objective model predictive control for reactive power management in transmission connected distribution grids with high share of wind power is presented. The proposed control utilizes reactive power capabilities of wind farms and tap-changer positions in order to improve distribution grid operation. Control signals namely tapchanger positions and reactive power set-points are smoothed over the forecast horizon. Further possible optimization objectives are power loss reduction, voltage profile smoothing and complying with reactive power exchange limits with the transmission grid. A mixed-integer non-linear optimal power flow problem (MINLP-OPF) is formulated incorporating grid operation limits. The performance is evaluated on a real German 110-kV distribution grid with 1.6 GW wind power for one year. With the proposed control, reactive power exchange within allowable limits is increased from 58.3% to 94.5%, compared to a reference operation where only tap changer positions are utilized for loss reduction with a single time step optimization.