طراحی بهینه شبکه برق برای یک مزرعه بادی بزرگ دریایی براساس رویکرد الگوریتم ژنتیک اصلاح شده

چکیده

توسعه روز افزون مزارع بادی در مقیاس بزرگ دریایی درسراسر جهان باعث ظهور بسیاری ازچالش های فنی و اقتصادی جدیدشده است. هزینه سرمایه شبکه برقی که از مزارع بادی بزرگ دریایی پشتیبانی می کند، بخش قابل توجهی از هزینه کل مزارع بادی را تشکیل می دهد. لذا، یافتن طراحی بهینه شبکه برق یک وظیفه خیلی مهم است که در این مقاله به آن پرداخته می شود. در این مقاله یک مدل هزینه توسعه یافته است که هزینه های دقیق تر و واقعی تر ترانسفورماتورها، پست ها و کابل ها را در بر می گیرد. همین موضوع باعث شده است مدل جدید ارائه شده نسبت به روش های موجود مبسوط تر و بهتر باشد. همچنین از یک الگوریتمی استفاده شده است که مبتنی است بر الگوریتم ژنتیک بهبودیافته و شامل الگوریتم خاصی است که حین طراحی آرایه های شعاعی، سطح مقطع های گوناگون کابل ها را هم در نظر می گیرد. رویکرد ارائه شده توسط یک مزرع بادی بزرگ دریایی آزموده شده است؛ نتایج آزمون نشان می دهد که الگوریتم معرفی شده طراحی های بهینه معتبری از شبکه برق را فراهم می کند.

کلیدواژه ها: سیستم توزیع برق، الگوریتم ژنتیک، مزرعه بادی دریایی، بهینه سازی

مقدمه

انرژی بادی کم کم دارای اهمیت استراتژیک و اقتصادی فزاینده ای در سراسر جهان می شود. این انرژی یکی از گزینه های نویدبخش در بین سایر فناوری های تولید انرژی های تجدیدپذیر است و انتظار می رود نقش مهمی در کاهش پیامدهای زیست محیطی در رفع نیاز جوامع مدرن از صنعت برق ایفا کند. استفاده از تولید برق بادی دریایی بنا به دلایل زیر جذاب و قابل توجه است: 1) مزارع بادی دریایی، منابع باارزش سرزمین ها را به تصرف در نمی آورند؛ 2) استفاده از مکان های دریایی (مترجم: یعنی استفاده از مکان های داخل دریا) بدین معناست که مزرعه بادی تا حد زیادی دور از چشم و دید بوده و آلودگی صوتی نخواهد داشت؛ 3) جریان باد توسط ساختمان ها و جنگل ها مشوش نشده و بطور مستقیم و با سرعت زیاد با تیغه های توربین برخورد خواهد داشت لذا عملکرد توربین افزایش خواهد یافت؛ 4) طرح های توربین بادی دریایی با توان نامی بزرگتری نسبت به طرح های ساحلی موجودند که این نرخ های بزرگ باعث توسعه اقتصادی می شود؛ و 5) آب دریا باعث می شود خنک سازی قطعات امکانپذیر بوده و هزینه کمی را به دنبال داشته باشد.