تحسين تقييم موثوقية نظام طاقة مركّب اعتماداً على خوارزميات الذكاء الاصطناعي- حالة دراسية: نظام الطاقة المركّب في محافظة اللاذقية

الملخص

يعد تقييم الموثوقية جزءاً لا يتجزأ من دراسات التخطيط والتصميم والتشغيل لأي نظام طاقة كهربائي. وبشكلٍ خاص، يعتبر تقييم موثوقية نظام الطاقة المركّب (التوليد والنقل) من الدراسات الهامة لتقييم مدى كفاية وأمان هذا النظام في توفير طاقة موثوقة وعالية الجودة للمستهلكين. إنّ من أهم الصعوبات التي تعترض عملية تقييم موثوقية نظام الطاقة المركّب هي تعقيد هذا النظام وكبر حجمه وبالتالي العبء الزمني والحسابي اللازم لهذا التقييم. يعرض هذا المقال منهجية مقترحة لتقييم موثوقية نظام الطاقة الكهربائية المركّب في محافظة اللاذقية اعتماداً على خوارزميات الذكاء الاصطناعي. ووفقاً للمنهجية المقترحة، تم أولاً حساب أحمال الذروة اليومي والأسبوعي والفصلي كنسب مئوية اعتماداً على الحمل الساعي السنوي ورسم منحيات هذه الأحمال. كما تم حساب معدل الخروج القسري لمجموعات التوليد عن الخدمة وكذلك حساب معدل تعطًل خطوط النقل في هذا النظام اعتمادا ًعلى الزمن الوسطي بين الأعطال والزمن الوسطي لإصلاح العطل. ثم تم لاحقاً تطبيق خوارزميتين من خورازميات الذكاء الاصطناعي هما خوارزمية التطوّر التفاضلي (Differential Evolution-DE) والخوارزمية الوراثية (Genetic Algorithm-GA) وذلك بهدف تحسين تقييم الموثوقية من ناحية العبء الزمني والحسابي. استُخدمت خوارزمية التطوّر التفاضلي (DE) في المرحلة الأولى لتوليد عيّنات من حالات النظام المحتملة المختلفة وذلك بهدف تسهيل تحديد حالات الفشل في عمل النظام. أمّا في المرحلة الثانية، فمن أجل كل حالة فشل في عمل النظام تم تحديدها وفقاً لخوارزمية الـ DE، تم استدعاء الخوارزمية الوراثية (GA) لتحديد الحد الأدنى الأمثل لتخفيض الحمل مع المحافظة على شروط عمل  النظام (من ناحية التوترات وسعات التحمل القصوى للخطوط). تستند استراتيجية تخفيض الحمولة التي تم اقتراحها في هذا البحث على تخفيض الحمل الأقل أهمية من أحمال النظام بنسبة أكبر مقارنة مع الأحمال الأكثر أهمية. أخيراً، واعتماداً على حالات الفشل، تم حساب مؤشرات الموثوقية السنوية للنظام ككل ولعقد الحمولة أيضاً. وللتحقق من صلاحية وفعالية المنهجية المقترحة، تم تطبيقها على نظام الطاقة المركب في محافظة اللاذقية. وقد أظهرت النتائج التي تم الحصول عليها أنّ الطريقة المقترحة أكثر فعالية ودقة في حساب مؤشرات موثوقية نظام الطاقة المركبّ مقارنةً مع طريقة محاكاة مونت كارلو التسلسلية. كما بيّنت النتائج أنّ استراتيجية تخفيض الحمل المتبعة ذات فعالية كبيرة في الحفاظ على شروط عمل النظام.