Developing Hybrid Optimization Protocols to Reduce the Gap Between ‎Theoretical Solutions and Practical Application in Complex Electrical ‎Systems

الملخص

نظرًا للا لخطية المتأصلة والديناميكيات العابرة لأنظمة الطاقة الكهربائية الحديثة، ظهرت فجوة كبيرة بين نماذج التحسين المثالية والواقع العملي ‏لعمليات الشبكة. ولسد هذه الفجوة، تقترح هذه الدراسة بروتوكول تحسين هجين ديناميكي يجمع بشكل تآزري بين قدرات الاستكشاف العالمي ‏للخوارزميات الميتاهيورستية (الخوارزميات التطورية/الاستدلالية) والاستغلال المحلي الدقيق للمحللات الرياضية الحتمية. تتناوب الخوارزمية ‏ديناميكيًا بين مرحلة البحث العشوائي ومرحلة التعديل القائم على التدرج باستخدام آلية انتقال تعتمد على التباين‎.‎

وللتحقق من قابلية التوسع والمتانة، تم اختبار البروتوكول على كل من نظام الاختبار القياسي‎ (IEEE 30-bus) ‎ونظام الاختبار واسع النطاق‎ ‎‎(IEEE 118-bus). ‎وعلى عكس الخوارزميات الميتاهيورستية المستقلة، والتي غالبًا ما تترك اختلالات متبقية في الطاقة (تصل إلى 1.5 ‏ميجاوات)، يحقق البروتوكول الهجين المقترح جدوى فيزيائية دقيقة (0.0000 ميجاوات عدم تطابق) دون انتهاك قيود المساواة‎.‎

علاوة على ذلك، أظهر التحليل الإحصائي الذي أُجري على مدار 30 تشغيلًا مستقلًا، وتم التحقق من صحته بواسطة اختبار ويلكوكسون ‏لمجموع الرتب‎ (Wilcoxon rank-sum test)‎، اتساقًا فائقًا، وكفاءة حسابية، وقابلية تكرار مقارنة بالخطوط المرجعية الحديثة. يضمن ‏البروتوكول الالتزام الصارم باستقرار الجهد‎ (‎‏0.95‏‎-‎‏1.05‏‎ ‎وحدة لكل قيمة‎ p.u.) ‎والحدود الحرارية. وتؤكد هذه النتائج أن تهجين الخوارزميات ‏الميتاهيورستية مع المحللات الحتمية يترجم الحلول النظرية المثلى إلى أوامر توزيع طاقة كهربائية حقيقية، وآمنة، واقتصادية، وقابلة للتنفيذ ‏فيزيائيًا‎.‎