การวางแผนขยายระบบส่งไฟฟ้าโดยใช้ขั้นตอนวิธีทางพันธุกรรม

Abstract

การวางแผนการขยายระบบส่งไฟฟ้า (TEP) เป็นกระบวนการของการเลือกแผนการก่อสร้างเพื่อตอบสนองความต้องการไฟฟ้าในอนาคต โดยแผนการก่อสร้างที่เลือกจะต้องมีค่าใช้จ่ายรวมต่ำสุดขณะที่ยังคงความสามารถในการส่งผ่านกำลังไฟฟ้าได้อย่างมั่นคง ในทางคณิตศาสตร์ ปัญหาการวางแผนการขยายสายส่งจัดเป็นปัญหา Mixed Integer Nonlinear Programming (MINLP) ซึ่งมีความยุ่งยากเนื่องจากได้รวมความซับซ้อนของปัญหาแบบไม่เชิงเส้นและปัญหาแบบตัวแปรจำนวนเต็มเข้าด้วยกัน เมื่อมองในมิติของช่วงเวลาในการวางแผน ปัญหาการวางแผนขยายสายส่งยังสามารถแบ่งปัญหาออกได้เป็นสองประเภทคือ การวางแผนขยายระบบส่งไฟฟ้าแบบชั้นเดียว (Single stage planning) ซึ่งไม่พิจารณาการเปลี่ยนแปลงของความต้องการไฟฟ้า และการวางแผนขยายระบบส่งไฟฟ้าแบบหลายชั้น (Multi stage planning) ซึ่งคำนึงถึงการเติบโตของความต้องการไฟฟ้าประกอบการวางแผนด้วย ขั้นตอนวิธีทางพันธุกรรม(Genetic Algorithm) เป็นวิธีการแก้ปัญหาค่าขีดสุด (Optimization problem) วิธีการหนึ่งที่เหมาะกับปัญหาประเภท MINLP วิทยานิพนธ์ฉบับนี้จึงได้นำเสนอการใช้ขั้นตอนวิธีทางพันธุกรรมในการแก้ปัญหาการวางแผนการขยายสายส่งแบบหลายชั้นโดยพิจารณาการก่อสร้างสายส่งและติดตั้งตัวชดเชยกำลังรีแอ็คทีฟไปพร้อมๆกัน นอกจากนี้ยังพิจารณาเงื่อนไขเสถียรภาพแรงดันไฟฟ้าผ่านทางดัชนี PQ-Voltage Stability Index (PQVSI) ด้วย ในการแก้ปัญหาดังกล่าว จะใช้แบบจำลองกระแสสลับ (AC Model) เพื่อให้ผลการคำนวณมีความถูกต้องแม่นยำ วิธีการที่นำเสนอได้ถูกทดสอบกับ ระบบทดสอบ 6 บัส ซึ่งดัดแปลงมาจากระบบทดสอบ Garver และระบบทดสอบ IEEE-RTS 79 ผลการทดสอบที่ได้เป็นที่น่าพอใจ