اشترك بالحزمة الذهبية واحصل على وصول غير محدود شمرا أكاديميا
تسجيل مستخدم جديداستخدام الخوارزميات الجينية لزيادة الموثوقية في نظم القدرة الكهربائية
The Using Of Genetic Algorithm to Increase the Reliability of The Electrical Power System
1358
4 22
0
(
0
)
تمت اﻹضافة من قبل
Shamra Editor
اسأل ChatGPT حول البحث
تم في هذا البحث دراسة طريقة حديثة لاستعادة الخدمة في نظم القدرة الكهربائية عن طريق مركز تنسيق مؤتمت باستخدام الخوارزميات الجينية.
In this paper, a modern method of restoring service in electrical power systems was examined through an automated coordination center using genetic algorithms.
مراجعة الذكاء الصنعي:
ملخص البحث
يتناول البحث استخدام الخوارزميات الجينية لزيادة موثوقية نظم القدرة الكهربائية، حيث يوضح تأثير انقطاع القدرة الكهربائية على القطاعات المختلفة وأهمية الوصول إلى أنظمة ذات موثوقية عالية. يقدم البحث لمحة عن موثوقية نظم القدرة الكهربائية والمبادئ الأساسية للخوارزميات الجينية وكيفية استخدامها. تم تصميم برنامج حاسوبي ضمن بيئة MATLAB لتطبيق تقنية استعادة الخدمة باستخدام الخوارزميات الجينية، وتم تطبيقها على مثال عملي مع توضيح النتائج. يهدف البحث إلى تقديم دراسة وصفية وتحليلية لأتمتة مركز تنسيق في نظم القدرة الكهربائية باستخدام تقنيات الخوارزميات الجينية الحديثة، مع تصميم خوارزمية العمل المقترحة لبرنامج حاسوبي لاستعادة الخدمة عند حدوث عطل، بالإضافة لتطبيق عملي وعرض النتائج. يتناول البحث أيضًا تمثيل نظم القدرة الكهربائية وجريان الاستطاعة ضمن الخوارزميات الجينية، واستخدام الخوارزميات الجينية في أتمتة نظم القدرة الكهربائية، وتشكيل خوارزمية العمل المقترحة. تم تطبيق عملي لأتمتة نظام قدرة كهربائية باستخدام الخوارزميات الجينية، وتم حساب جريان حمولة الشبكة باستخدام برنامج ETAP للتحليل الكهربائي. يخلص البحث إلى أن استخدام الخوارزميات الجينية يمكن أن يسهم في تحسين تقنيات استعادة الخدمة ورفع موثوقية الشبكات الكهربائية بشكل فعال، ويوصي بتطبيق هذه التقنية في أتمتة مراكز التنسيق في الشبكات الكهربائية السورية لتحقيق أقصى استفادة من الطاقة الكهربائية المتاحة.
قراءة نقدية
دراسة نقدية: يعتبر البحث خطوة مهمة نحو تحسين موثوقية نظم القدرة الكهربائية باستخدام الخوارزميات الجينية. ومع ذلك، يمكن توجيه بعض الانتقادات البناءة. أولاً، قد يكون من المفيد تقديم مقارنة أكثر تفصيلاً بين الخوارزميات الجينية وطرق أخرى لاستعادة الخدمة، مثل الخوارزميات التطورية أو الأنظمة الخبيرة، لتوضيح مزايا وعيوب كل منها بشكل أدق. ثانيًا، يمكن تحسين البحث من خلال تقديم دراسات حالة إضافية وتطبيقات عملية متنوعة لتأكيد فعالية الخوارزمية المقترحة في ظروف مختلفة. ثالثًا، قد يكون من المفيد تضمين تحليل اقتصادي لتكلفة تنفيذ هذه الخوارزميات مقارنة بالفوائد المتوقعة من تحسين موثوقية النظام. أخيرًا، يمكن تعزيز البحث من خلال تقديم توصيات واضحة حول كيفية تكامل هذه التقنية مع الأنظمة الحالية في مراكز التنسيق والتحكم.
أسئلة حول البحث
-
ما هي الخوارزميات الجينية وكيف تُستخدم في نظم القدرة الكهربائية؟
الخوارزميات الجينية هي طريقة بحث عشوائية تعتمد على محاكاة التطور البيولوجي الطبيعي للأحياء. تُستخدم في نظم القدرة الكهربائية لتحسين تقنيات استعادة الخدمة وزيادة موثوقية النظام من خلال إيجاد الحلول المثلى لمشاكل التشغيل والتحكم.
-
ما الهدف الرئيسي من البحث؟
الهدف الرئيسي من البحث هو تقديم دراسة وصفية وتحليلية لأتمتة مركز تنسيق في نظم القدرة الكهربائية باستخدام تقنيات الخوارزميات الجينية الحديثة، وتصميم خوارزمية العمل المقترحة لبرنامج حاسوبي لاستعادة الخدمة عند حدوث عطل، بالإضافة لتطبيق عملي وعرض النتائج.
-
ما هي الفوائد المتوقعة من استخدام الخوارزميات الجينية في نظم القدرة الكهربائية؟
الفوائد المتوقعة تشمل تحسين موثوقية الشبكات الكهربائية، تقليل زمن انقطاع الخدمة، توفير الوقت والجهد في استعادة الخدمة، وتقليل احتمال الخطأ البشري في مراكز التنسيق والتحكم.
-
ما هي التوصيات التي يقدمها البحث لتطبيق الخوارزميات الجينية في الشبكات الكهربائية السورية؟
يوصي البحث بتطبيق تقنية الخوارزميات الجينية في أتمتة مراكز التنسيق على أنظمة القدرة في الشبكات الكهربائية السورية لتحقيق أقصى استفادة من الطاقة الكهربائية المتاحة، وتحقيق التكامل بين برامج تحليل الشبكات الكهربائية وبرامج التحكم والمراقبة في مراكز التنسيق المؤتمت.
المراجع المستخدمة
Roy Billinton, Ronald N. Allan, " Reliability Evaluationof Power Systems ", 2010 , Second Edition. Plenum Press. New York and London
Yuan-Yih Hsu, S.K. Peng, H.S.Yu k. "Distribution system service restoration using a heuristic search approach ",2011 , 0-7803- IEEE
A. Augugliaro , L. Dusonchet, E. Riva Sanseverino , " Multiobjective service restoration in distribution networks using an evolutionary approach and fuzzy sets" ,2010 Electrical Power and Energy Systems 22
قيم البحث
اقرأ أيضاً
مع تزايد استخدام التكنولوجيا و الأتمتة في مختلف مناحي الحياة الحديثة، أصبح انقطاع التغذية الكهربائية ذا تأثير كبير يؤدي إلى اضطراب، و ربما إلى شلل تام في مسار الحياة اليومية لمعظم القطاعات سواء الصناعية أو الاقتصادية أو حتى الترفيهية.
لذلك أصبح من ا
لضروري الوصول إلى نظام كهربائي ذي موثوقية عالية لتأمين استمرارية التغذية الكهربائية للمستهلك.
بناء على ما تقدم نقوم في هذا البحث بدراسة طريقة جديدة لاستعادة الخدمة في شبكات التوزيع الكهربائية باستخدام الخوارزميات الجينية من أجل رفع موثوقية أنظمة التوزيع الكهربائية و تحسين أدائها، و يتضمن البحث لمحة عن موثوقية النظم
الكهربائية فضلاً عن المبادئ الأساسية للخوارزميات الجينية و كيفية استخدام هذه التقنيات في استعادة الخدمة في مراكز التنسيق. فضلاً عن ذلك صمم برنامج حاسوبي ضمن بيئة (MATLAB) لتطبيق تقنية استعادة الخدمة باستخدام الخوارزمية الجينية، كما اختُبِر هذا البرنامج على مثال تطبيقي مع توضيح النتائج الموافقة .
إن عمل نظم القدرة الكهربائية في الشروط الطبيعية هو ما نسعى إلى تحقيقه دوماً, و هو ما يمكن أن يمثل الحالة المثالية لعمل نظام الطاقة الكهربائية, أما عمل نظم القدرة الكهربائية في حالة نقص الاستطاعة الكهربائية فهو ما نسعى إلى تجنبه لأن ذلك يقود إلى خسائ
ر كبيرة في الاقتصاد الوطني, و قد تكون هذه الخسائر كبيرة جداً عندما نتحدث عن حدود الربط بين الأنظمة وفقاً لإطار زيادة التحميل, و ذلك بسبب الطلب غير الكافي للطاقة الكهربائية. إن فعالية العمل في هذه الشروط يمكن أن ترتفع بشكل ملحوظ عند الحد المعقول من الطلب على الاستطاعة الكهربائية, و كذلك عند إيجاد الحل الأفضل لعمل نظم الطاقة الكهربائية و خطوط الربط فيما بينها مع الأخذ بالحسبان خسائر آليات فصل المستهلكين التي تضمن لهم استقرار حمولاتهم, و في النهاية عند الاستخدام الكامل لميزات الطاقة الاحتياطية المعروفة و ذلك عند إجراء التصحيح اللحظي لنظام العمل. نعرض في هذا البحث الطرق الأساسية لحل مثل هذه المسائل و التي تدخل في إطار الموثوقية, كما نسعى لصياغة الخوارزمية الرياضية الناظمة لتصحيح عمل نظم القدرة الكهربائية في حالة نقص الاستطاعة الكهربائية
إن تطبيقات البرمجة غرضية التوجـه Programming Oriented Object أو اختصـاراً
OOP باستخدام لغات البرمجة Pascal و ++C في نظم القدرة الكهربائية فجر آفاقاً جديدة في
معالجة مسائل تخطيط و تصميم و تشغيل هذه النظم.
في هذا البحث سنشرح طريقة تمثيل لعناصر نظام
القـدرة (مولـدات، محـولات، خطـوط،
قواطع، مكثفات، ملفات...). و أسلوب نمذجة للنظام بكامله في ذاكرة الحاسوب باستخدام مفهوم
البرمجة غرضية التوجه و لغة توربو باسكال.
و بناءً على الطريقة المقترحة في النمذجة سنكتب برنامج بلغة تربو باسكال لحل مسألة جريان
الحمولة في الشبكات الكهربائية يبين كفاءة الطريقة المقترحة و أهميتها.
بعد اختيار السجلات الزلزالية الحقيقية يجب تقييسها لمطابقة شدة الزلزال المحتملة في الموقع. تجرى عملية التقييس عادة باستخدام التقييس الموحد في مجال الزمن، وذلك ببساطة عن طريق تقییس السجلات الزمنية بتكبیرها أو تصغیرها بشكل موحد لتتم مطابقتها (بشكل متوسط
) مع طیف الاستجابة الهدف ضمن المجال المحدد للدور بأفضل ما يمكن. عملية إيجاد معاملات التقييس لتأمين المطابقة الأفضل مع الطيف الهدف هي من مهام المهندس وهي عملية صعبة ومعقدة، لذلك قمنا باستخدام الخوارزميات الجينية أحد أهم طرائق البحث التطورية الاصطناعية، والتي ترتكز على الاختيار الطبيعي وآليات الوراثة. تطبق الخوارزميات لإيجاد حلول المسائل الكبيرة والمعقدة والتي تتصف باللاخطية وبتعدد الحلول الموضعية المثلى.
تكمن قوة الخوارزميات في قدرتها على التكييف. حيث تخضع الأصناف (الأجناس) في الأنظمة الطبيعية إلى البيئة المحيطة وتتفاعل معها، فتنتج هذه الأصناف أجيال جديدة أكثر ملائمة للبيئة، والتي تخضع للبيئة بدورها لنتتج عناصر جديدة من جديد لتتابع عملية التطور. وحدها الأفراد التي تكيفت مع البيئة جيداً تبقى أما الباقي فتختفي. وفي التعبير الرياضي تتمثل الأفراد بمتغيرات المسألة وتعتبر البيئة هي المسألة المطروحة. ويعتبر الجيل الأخير للمتغيرات الذي تكيف مع المسألة هو الحل النهائي.
قمنا في هذا البحث بتلخيص المنهجيات الخاصة بالخوارزميات الجينية وعمليات التقييس، وناقشنا معايير تقييس السجلات الزمنية الحقيقية. ثم قمنا بتطبيق إجراءات التقييس التقليدية في مجال الزمن وإجراءات التقييس باستخدام الخوارزميات الجينية على عدد من السجلات الحقيقية المتوفرة لمطابقة الطيف التصميمي السوري. وأخيرا قمنا بفحص السجلات الزمنية الناتجة ومقارنتها لتبيان مدى مطابقتها لمتطلبات الكود.
يهدف هذا البحث إلى تحقيق الرؤية لأي شبكة كهربائية عن طريق تعويض القياسات المفقودة نتيجة حدوث خلل ما، مما يتيح إمكانية تقييم حالة الشبكة الكهربائية، أي الحصول على حل وحيد لتقييم الحالة، و ذلك عن طريق تحليل رؤية الشبكة باستخدام مجموعة القياسات المتاحة،
و إضافة قياسات افتراضية كاذبة في حال كانت الشبكة غير مرئية. و يتم إجراء ذلك باستخدام خوارزمية عددية تكرارية تضمن الحصول على العدد الأصغري و الأمثل من القياسات الحدية الكاذبة المضافة بحيث لا تؤثر سلباً على نتائج تقييم الحالة. تعتمد الخوارزمية على حل معادلة مقيم الحالة الخطي و على التحليل إلى العوامل المثلثية لمصفوفة الربح و على طريقة سهلة لترتيب محور مصفوفة جاكوبيان أي مصفوفة القياسات لضمان الحصول على المجموعة الأصغر من القياسات الكاذبة المرشحة لتكون قياسات مضافة. تم تنفيذ الخوارزمية العددية التكرارية في بيئة MATLAB و تم اختبار تأثير نتائج خوارزمية تحليل الرؤية و إضافة القياسات الكاذبة على تقييم الحالة. و قد اختبرت نتائج البرنامج على شبكة IEEE القياسية المكونة من 14 عقدة، و أظهرت النتائج أنه في حال فقد عدد من القياسات سيتم تعويضها بقياسات كاذبة حدية، كما أظهرت نتائج تقييم الحالة قيماً صغيرة لنسبة الخطأ بين القيم المقيمة باستخدام القياسات الحقيقية و بين القيم المقيمة بعد إضافة القياسات الكاذبة الحدية.
سجل دخول لتتمكن من نشر تعليقات
التعليقات
جاري جلب التعليقات
سجل دخول لتتمكن من متابعة معايير البحث التي قمت باختيارها
