This paper addresses the problem of reactive power control of distributed generation (DG) units in the medium voltage (MV) distribution systems to maintain the system voltages within the predefined limits. An efficient approach for the load flow calculation is used here which is based on the topological structure of the network. It has been formulated for the radial distribution systems. A direct voltage sensitivity analysis method is developed in this paper which is also based on the topological structure of the network and independent of the network operating points. Thus, the sensitivity matrix is calculated once with the load flow program and it is used in all the system working conditions. The problem of DGs reactive power control is formulated as an optimization problem which uses the sensitivity analysis for linearizing the system around its operating points. The objective of the optimization problem is to return the system voltages inside the permitted range by using the reactive power of DGs in an optimal way. The optimal solutions are obtained by implementing particle swarm optimization (PSO) algorithm. Then, the results are verified by running a load flow considering new values of DGs reactive power. The procedure is repeated as long as a voltage violation is observed. Simulation results reveal that the proposed algorithm is capable of keeping the system voltages within the permitted limits

چکیده 

در این مقاله مسئله کنترل توان راکتیو واحد‌های تولید پراکنده(DG) در سیستم‌های توزیع ولتاژ متوسط(MV)، برای حفظ ولتاژ سیستم در محدوده از پیش مشخص شده بیان میشود. یک شیوه مناسب برای پخش بار، استفاده از ساختار توپولوژیکی است که برای سیستم‌های توزیع شعاعی فرمولبندی شده است. روش تحلیل حساسیت ولتاژ مستقیم در این مقاله توسعه داده میشود که براساس ساختار توپولوژیکی شبکه است و همچنین مستقل از نقطه کار شبکه است و بدین صورت ماتریس حساسیت یک بار همراه با برنامه پخش بار محاسبه میشود و در تمام شرایط کاری سیستم از آن استفاده میشود. مسئله کنترل توان راکتیو DG‌‌ها،بعنوان یک مسئله بهینه‌سازی که از تحلیل حساسیت برای خطی کردن سیستم حول نقطه کار استفاده میکند،فرمول‌بندی میشود. هدف مسئله بهینه سازی برگرداندن ولتاژ سیستم  به داخل محدوده مجاز بوسیله کنترل توان راکتیو DGها با یک روش بهینه است. را‌ه‌حل‌های بهینه، بوسیله استفاده از الگوریتم ازدحام ذرات(PSO) بدست می‌آیند. سپس این نتایج با اجرای پخش بار با در نظر گرفتن مقادیر جدید توان راکتیو DG‌ها تایید میشوند. این روند تا زمانیکه که یک تخطی در ولتاژ مشاهده شود تکرار میشود. نتایج شبیه سازی نشان میدهد که الگوریتم ارائه شده،توانای حفظ ولتاژ در محدوده مجاز را دارد.

در سال‌های اخیر بدلیل حضور منابع تولید پراکنده( DG‌ها)،ساختار مرسوم سیستم‌های قدرت تغییر پیدا کرده‌اند. قبلا توان الکتریکی در نیروگاه‌های بزرگ در مکان‌های کمی تولید میشد(که مرکز تولید نامیده می‌شد). در این ایستگاه‌ها سطح ولتاژ را برای انتقال از طریق شبکه‌های انتقال HV افزایش می‌دادند. سپس سطح ولتاژ به مقدار سطح ولتاژ متوسط(MV) و سطح ولتاژ پایین کاهش میدادند و در نهایت آن را برای مصرف کنند‌گان در سیستم توزیع شعاعی ،توزیع میکردند...