OPTIMAL DESIGN OF CAPACITORS CONSIDERING TRANSIENT SWITCHING EVENTS AND RELIABILITY CONSTRAINTS

OPTIMAL DESIGN OF CAPACITORS CONSIDERING TRANSIENT SWITCHING EVENTS AND RELIABILITY CONSTRAINTS. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img] PDF
Abdulaziz_AlMuhanna_Thesis.pdf
Restricted to Repository staff only until 17 June 2020.

Download (3MB)

Arabic Abstract

كانت المكثفات ومازالت تستخدم في أماكن معينة في الأنظمة الكهربائية لأجل إصلاح عامل القوى. هذه الإصلاحات تأتي بمميزات كثيرة تؤدي إلى تشغيل مثالي للطاقة وتحسين الأداء. هذه الرسالة، تقترح طريقة محسنة جديدة لإستخدام المكثفات في الشبكة الكهربائية. مع الأخذ بالإعتبار خلال إستخدام الطريقة المقترحة، التأثر بسبب التحول اللحظي في قواطع الكهرباء بين التوليد وقطع التوليد عن بنك المكثفات الكهربائية. وكذلك سيتم الأخذ بالإعتبار الحسابات لمستوى كفاءة الشبكة الكهربائية ومدى تأثير هذه المكثفات على معدل الفشل والإنقطاع للشبكة. سيتم اضافة هذه الحسابات لدالة الهدف. وهذا لأجل عمل حسابات المبالغ المالية المترتبة بسبب هذة الخسائر وإضافتها للمبالغ الإجمالية التي ستصرف لأجل عمل هذا المشروع. المعادلة الرياضية لحساب المبالغ النهائية لدراسة جدوى المشروع سوف يتم حلها بواسطة طرق خوارزمية. ستعمل هذه الخوارزميات على إجاد أفضل مكان وعدد يمكن إستخدامه من هذه المكثفات لأجل الحصول على أفضل وأرخص تكلفة إجمالية للمشروع التي تؤدي إلى تفادي صرف بعض المبالغ. سيتم الأخذ بالإعتبار ان المكثفات الكهربائية تحسن من أداء الجهد الكهربائي الشبكة وتنقص من كمية الطاقة المهدرة. حيث ان هذه الطاقة المهدرة تودي الى خسائر مالية. أحد الطرق الخوارزمية المستخدمة تسمى بالذئب الرمادي الأقوى (GWO). حيث تم تحسينها كذلك ومقارنة النتائج مع خوارزميات أخرى نتائجها قوية. المعادلة الرياضية المقترحة التي تم حلها بواسطة هذه الطرق من الخوارزميات تم إختبار فعاليتها على شبكتين كهربائيتين مختلفتين في التصميم. والإجابة النهائية للمعادلة كانت مثالية في إختيار التكلفة الإجمالية الأفضل مع الأخذ بالإعتبار كل التكاليف المترتبة على ذلك. بالإضافة إلى ذلك تم إثبات متانة الشبكة والطريقة المقترحة لتركيب المكثفات ضد التغير العشوائي والزيادة المستقبلية للأحمال الكهربائية.

English Abstract

Capacitors have long been used at certain locations in power systems to correct the power factor. Such an installation comes with many advantages that lead to an optimal power operation. This thesis proposes a new formulation of the optimal capacitor design problem in electrical power systems. The effect of the transient switching events when energizing and de-energizing the capacitor banks is considered in the proposed formulation. The formulation includes the reliability failure rate to calculate the failure cost and consider the objective function. The objective function is to identify the lowest cost option that meets both the energy loss minimization and voltage regulating requirements which leads to higher cost avoidance. The grey wolf optimization (GWO) has been developed to solve the formulated problem. The developed GWO is evaluated using a several efficient evolutionary optimization techniques. The proposed approach has been tested using two different networks. The results demonstrate the effectiveness of reducing the total cost with the proposed formulation. The robustness of the optimized capacitor location is confirmed against the load uncertainty and future expansion of load.

Item Type: Thesis (Masters)
Subjects: Engineering
Electrical
Divisions: College Of Engineering Sciences > Electrical Engineering Dept
Committee Advisor: Abido, Mohammed
Committee Members: Al-Ismail, Fahad and Khalid, Muhammad
Depositing User: ABDULAZIZ ALMUHANNA (g200814080)
Date Deposited: 18 Dec 2019 09:37
Last Modified: 18 Dec 2019 09:37
URI: http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/141354