پروژه 24

با توجه به نقش حیاتی انرژی الکتریکی در جوامع امروزی، قطعی برق از مهمترین مسائلی است که شرکتهای برق و مصرف-کنندگان عمده انرژی به دنبال جلوگیری از آن هستند. یکی از دلایل قطعی برق که احتمال وقوع آن تصادفی و غیرقابل پیش‌بینی است، برخورد صاعقه به خطوط انتقال انرژی میباشد. برخورد صاعقه به این خطوط باعث بروز اضافه‌ولتاژهایی می‌شود که می-تواند به شکست عایقی و در نتیجه قطعی برق منجرشود. همچنین این اضافه‌ولتاژها ممکن است به تجهیزات شبکه نیز آسیب رسانند. لذا حفاظت شبکه در برابر این اضافه‌ولتاژها، علاوه بر افزایش قابلیت اطمینان آن، میتواند باعث صرفه‌جویی در هزینه‌های ناشی از خرابی تجهیزات نیز شود. معمولاً برای حفاظت خطوط در برابر صاعقه از سیم‌گارد استفاده می‌شود. اما با این وجود، احتمال خرابی عایقی ناشی از جرقه برگشتی مخصوصاً در مناطقی با مقاومت زمین بالا وجوددارد. بنابراین برقگیر بهترین المان حفاظتی جهت کنترل اضافه-ولتاژهای ناشی از صاعقه و افزایش قابلیت اطمینان شبکه است. در حالت ایده‌آل برای حذف کامل تنش‌های شبکه بایستی روی هر کدام از دکل‌ها، برقگیر نصب شود؛ اما نیازی به حذف کامل این تنش‌ها نیست؛ چراکه طراحی‌های مهندسی با قبول یک مقدار مشخص ریسک انجام می‌شوند. به علاوه محدودیت‌های سرمایه‌گذاری نیز وجوددارند. در نتیجه مکان‌یابی بهینه برقگیرها بایستی مورد توجه قرارگیرد که این امر ضمن صرف هزینه کمتر، به بازدهی بیشتر در جهت بهبود عملکرد شبکه منجر می‌شود. در این پایان‌نامه، نخست روشی آماری مبتنی بر شبیه‌سازی مونت-کارلو برای محاسبه پارامترهای صاعقه، اضافه‌ولتاژهای ناشی از برخورد صاعقه به سیم‌ گارد دکل و انرژی‌های جذب شده توسط برقگیرها در خطوط انتقال یک شبکه نمونه اجراشده و سپس با توجه به نتایج آن، خطرشکست عایقی و خطرشکست برقگیرها محاسبه می‌گردد. در نهایت با استفاده از دو روش بهینه‌سازی الگوریتم ژنتیک و انبوه ذرات، مکان بهینه برقگیرها در شبکه موردبررسی مشخص‌شده و نتایج ناشی از این دو الگوریتم با یکدیگر مقایسه می‌گردد. الگوریتم‌های ارائه شده می‌توانند با توجه به نوع و تعداد مشخصی برقگیر و با مکان‌یابی بهینه آن-ها، حداقل خطرشکست کلی شبکه را تعیین کنند.بنابراین هدف این پایان‌نامه، مکان‌یابی بهینه برقگیرها جهت بدست‌آوردن کمترین مقدار خطرشکست کلی شبکه با توجه به امواج صاعقه اصابت کرده به سیم گارد خطوط انتقال است.