آموزش حل مساله دیسپاچینگ اقتصادی با در نظر گرفتن قیود عملیاتی ژنراتور توسط الگوریتم PSO تو در تو

این فیلم آموزشی، به دلیل برنده شدن یکی از دانشجویان فرادرس در مسابقه پیشنهاد موضوع آموزشی، تولید شده است.

مساله دیسپاچینگ اقتصادی یکی از مسائل مهمی است که در مهندسی برق - قدرت و مدیریت سیستم های تولید و توزیع نیروی برق مطرح می شود.

در این مساله، که به صورت یک مساله بهینه سازی مقید و پیوسته مطرح می شود، سعی بر این است که سهم توان تولیدی چند واحد تولید برق به نحوی تعیین شود که عملکرد کلی سیستم از نظر اقتصادی بهینه شود. برای هر کدام از منابع تولید انرژی، یک تابع هزینه برحسب توان تولیدی تعریف شده است، که غالبا به صورت درجه دو می باشد.

تفاوت موارد آموزشی قبلی و حاضر

در آموزش های پیشین، مدل ساده ای از مساله دیسپاچینگ اقتصادی مورد استفاده قرار گرفته بود. اما در آموزش حاضر، با در نظر گرفتن دو قید عملیاتی مهم در ژنراتورها و تولید کننده های توان الکتریکی، مساله به صورت واقعی تری، بررسی و حل شده است. دو قید مورد اشاره، عبارتند از محدودیت نرخ تغییرات شیبی (Ramp Rate Limit) و نواحی ممنوعه کاری (Prohibited Working Zones)، که عملا همه ژنراتورها در دنیای واقعی، این موارد را دارند، و با توجه به این که در حل مسائل Unit Commitment این موضوع اهمیت ویژه ای پیدا می کند، در این فیلم آموزشی، مساله دیسپاچینگ با در نظر گرفتن این قیود بررسی شده است. این روند با استفاده از الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات یا Particle Swarm Optimization (به اختصار PSO) انجام شده است.

در ادامه چه خواهید آموخت...

در ادامه، با تغییری که در تعریف مساله ایجاد می شود، این مساله کمی پیچیده تر می شود، و حل آن با استفاده از نسخه های معمولی الگوریتم های بهینه سازی، بسیار سخت می شود. برای مواجهه با این مشکل، استراتژی بهینه سازی تو در تو یا Nested Optimization در ترکیب با الگوریتم PSO استفاده شده است. در واقع برای حل مساله برنامه ریزی احداث نیروگاه ها و ژنراتورها، با در نظر گرفتن معیارهای اقتصادی احداث و عملکرد، مساله ای طرح شده است و از الگوریتم Nested PSO (یا PSO تو در تو) برای حل آن بهره گرفته شده است.

مطالب این فیلم آموزشی توسط دکتر سیدمصطفی کلامی هریس (فارغ التحصیل دکترای مهندسی برق - کنترل) ارائه شده اند و تمامی برنامه های موجود در آن، همچون سایر آموزش های ارائه شده در فرادرس، به صورت گام به گام و به ساده ترین شکل پیاده سازی شده اند.

فهرست سرفصل ها و مباحث مطرح شده در این مجموعه آموزشی، در ادامه آمده اند:

• مروری بر مساله دیسپاچینگ اقتصادی یا Economic Dispatchig (به اختصار ED)
• بررسی دو قید عملیاتی ژنراتورها و منابع توان الکتریکی واقعی:
  • محدودیت نرخ تغییرات شیبی یا Ramp Rate Limit
  • نواحی ممنوعه کاری یا Prohibited Working Zones
• مدل سازی محدودیت های مورد اشاره به صورت ریاضی
• ساده سازی مدل مورد اشاره
• حل یک مساله نمونه با استفاده از داده های استاندارد توسط الگوریتم PSO
• طرح مساله برنامه ریزی احداث نیروگاه به صورت یک مساله توسعه یافته
• تبدیل مساله توسعه یافته به دو مساله بهینه سازی تو در تو
• پیاده سازی مساله توسعه یافته ED با استفاده از الگوریتم PSO تو در تو

پیش نیاز