An Optimization Technique for Smart Self-Healing Microgrids

Abstract

تواجه نظم التوزيع الكهربايئة التقليدية تغيرات هائلة في الفترة الحالية. أخترعت معدات عالية التقنية وصممت للسماح لمشغلي شبكات الطاقة بالرؤية والتحكم بالنظام الكهربائي بشكل متقن. دمج هذه المعدات عالية التقنية بالنظم الكهربائية يزيد من مستوى الموثوقية ويحول النظام إلى ما يسمى بشبكات التوزية الذكية. بسبب إزدياد أجهزة التحكم والتعقيد المصاحب لتلك الشبكات الذكية، فإن قرار مشغل الشبكة يصبح صعباً للغياة خصوصاً في حالات الطوارئ وإنقطاع الكهرباء مما يؤثر على موثوقية الشبكة. من أجل ضمان الحل الأمثل لإي حالت إنقطاع، يجب تطبيق العديد من الدراسات والتحليلات الرياضية. في هذه الدراسة، يتم تقديم إستراتيجية شفاء ذاتي للشبكات الكهربائة الذكية.(smart microgrids) هذه الإستراتيجية تعتمد على العديد من العوامل التقنية، كسعة المولدات الجاهزة للتشغيل، هيكلة توصيلات الشبكة، و كمية الأحمال الكهربائية. إضافة إلى ذلك، يتم في هذه الرسالة تقديم نموذج لتصنيف أهمية وأولية الأحمال الكهربائية عند إستعادة الطاقة والذي يدمج مع إستراتيجة الشفاء الذاتي. يتم صياغة إستراتيجة الشفاء الذاتي كمسألة MILP والتي تحل بعد ذلك رياضياً لضمات وجود الحل الأمثل. يتم تنفيذ وتطبيق هذه الدراسة على نظام IEEE 3 feeder 16 bus system. النظام المدروس مفترض في هذه الدراسة على أنه ذكي ومجهز بالبنية التحتية عالية التقنية بما في ذلك المفاتيح الآلية، أجهزة الإستشعار الذكية ومعدات كشف وعزل الأخطاء الكهربائية. نتائج التحليلات تشير بكفائة الإستراتيجية المقدمة في إستعادة النظام بعد أية إنقطاع عن طريق إيجاد الحل الأمثل لإستعادة الطاقة من ناحية كمية الطاقة الضرورية من المولدات الكهربائية، كمية تقليص الأحمال اللازمة، و تشكيلة شبكة النظام. بالإضافة، سجلت نتائج جديرة بالملاحظة من حيث سرعة تطبيق الإستراتيجية ودقة الحل.