فهرست مطالب

نشریه مهندسی برق و مهندسی کامپیوتر ایران
سال پانزدهم شماره 1 (پیاپی 42، بهار 1396)

  • الف- مهندسی برق
  • تاریخ انتشار: 1396/03/23
  • تعداد عناوین: 8
|
  • علی مهدی زاده، نوید تقی زادگان کلانتری صفحات 1-11
    ریزشبکه ها در سیستم توزیع با بهره گیری از منابع انرژی پراکنده تجدیدپذیر قادر به تامین بار خود در سیستم سطح ولتاژ پایین هستند و می توانند در قسمت هایی که دسترسی به شبکه برق سراسری امکان پذیر نیست با هزینه سرمایه گذاری کمتر استفاده شوند. ریزشبکه مورد استفاده در این پژوهش دارای منابع تجدیدپذیر بادی و خورشیدی و سیستم ذخیره ساز هیدروژنی می باشد. این مقاله، استراتژی مدیریت انرژی جدید را در ریزشبکه با وجود سیستم ذخیره ساز هیدروژنی و با در نظر گرفتن عدم قطعیت های منابع تجدیدپذیر ارائه داده است. مینیمم کردن هزینه بهره برداری باتری، سیستم ذخیره ساز هیدروژنی، هزینه مربوط به انرژی تامین نشده و مازاد انرژی با در نظر گرفتن قیود تامین بار از اهداف این استراتژی جدید می باشد. محدودیت های فنی در نظر گرفته شده در این مقاله شامل محدودیت های منابع تولید پراکنده و سیستم های ذخیره ساز هیدروژنی و باتری می باشد. سیستم ذخیره ساز هیدروژنی شامل الکترولایزر، تانک های هیدروژنی و پیل سوختی می باشد. برنامه پاسخگویی طرف بار به منظور مسطح کردن نمودار بار و بهره برداری بهینه از ریزشبکه به کار گرفته شده است. با استفاده از نرم افزار GAMS مدل پیشنهادی روی یک ریزشبکه اجرا شده که خروجی های حاصل از شبیه سازی این مدل روی ریزشبکه نشان می دهد استفاده از سیستم ذخیره ساز هیدروژنی و برنامه پاسخگویی بار باعث کاهش هزینه های بهره برداری ریزشبکه می شوند.
  • محمد دیسی، رحمن دشتی صفحات 12-20
    شبکه های توزیع در تمام سطوح شهرها و روستاها گسترده شده اند و این شبکه ها دارای انشعاب ها، زیرانشعاب ها و بارهای زیرخط می باشند. مکان یابی دقیق خطا در سیستم های توزیع باعث بهبود شاخص های قابلیت اطمینان و بازده آنها می شود. در این مقاله یک روش ترکیبی جدید برای مکان یابی خطای تک فاز، دوفاز و سه فاز به زمین در شبکه های توزیع پیشنهاد می گردد. همچنین از یک الگوریتم مکان یاب امپدانسی خطا برای پیداکردن محل های ممکن خطا استفاده می شود. سپس از روش پیشنهادی با استفاده از الگوریتم تطابق فرورفتگی ولتاژ برای تعیین بخش دارای خطا استفاده می شود. در این روش پس از وقوع خطا، محل های ممکن خطا با استفاده از الگوریتم امپدانسی تعیین می شوند. سپس خطاهای مشابهی به طور جداگانه در محل های ممکن تعیین شده، شبیه سازی می شوند. در ادامه ولتاژ ابتدای فیدر ذخیره می شود و آن گاه دامنه و فاز اختلاف ولتاژها تعیین و بانک داده آنلاین تولید می گردد. برای تشخیص خطای حقیقی، داده های این بانک با دامنه و زاویه اختلاف ولتاژهای به دست آمده و ثبت شده (در ابتدای فیدر) مقایسه می شوند. محل واقعی خطا با مقدار تطبیق هر محل خطای ممکن تعیین می شود.
  • علی رجایی ریزی، امین خدابخشیان، محمدرضا اسماعیلی، مجید محمودی صفحات 21-29
    در این مقاله پایدارکننده سیستم قدرت (PSS) و کنترل کننده STATCOM به صورت هم زمان با استفاده از الگوریتم هوشمند ترکیبی ژنتیک (BRGA) جهت افزایش میرایی و کاهش نوسانات سیستم طراحی می شوند. این روش هوشمند ترکیبی دارای قدرت جست و جوی قوی و سرعت همگرایی بالاست. از انتگرال معیار قدر مطلق خطای چندزمانه (ITAE) به عنوان تابع هدف به منظور کاهش انحراف سرعت ژنراتورها و انحراف ولتاژ باس که در آن STATCOM نصب شده است استفاده خواهد شد. از یک سیستم قدرت دو ناحیه چهارماشینه جهت بررسی روش ارائه شده استفاده می گردد. مقایسه نتایج شبیه سازی ناشی از استفاده از روش BRGA و مقایسه آن با روش های GA و PSO، برتری الگوریتم پیشنهادی را در افزایش میرایی سیستم قدرت نشان می دهد.
  • جابر فلاح اردشیر، مهران صباحی، سید حسین حسینی، ابراهیم بابایی، گئورک قره پتیان صفحات 30-38
    حذف ترانسفورماتور در سیستم های PV متصل به شبکه دارای مزایایی از جمله کاهش هزینه، اندازه و وزن بوده و همچنین باعث افزایش بازده کلی سیستم می شود. با وجود حذف ترانسفورماتور، ایزولاسیون گالوانیکی بین شبکه و آرایه PV وجود نداشته و در نتیجه جریان نشتی ناشی از خازن پراکنده نسبت به زمین باعث بروز مسایلی از قبیل افزایش طیف هارمونیکی در خروجی، تلفات و مشکلات ایمنی می شود. این مقاله یک ساختار بهبودیافته اینورتری بدون ترانسفورماتور دومرحله ای متصل به شبکه به منظور کاهش جریان نشتی ارائه می دهد. با توجه به این که در ساختار پیشنهادی ترمینال منفی سیستم PV مستقیما به نقطه خنثی شبکه وصل می شود، لذا جریان نشتی سیستم بدون استفاده از روش های کنترلی پیچیده خواهد شد. در این مقاله از روش کنترل کننده تناسبی- تشدیدی (PR) به منظور کنترل جریان تزریقی به شبکه استفاده شده است. برای تایید نتایج به دست آمده، اصول عملکرد اینورتر بدون ترانسفورماتور تحلیل و در محیط PSCAD/EMTDC شبیه سازی شده و نتایج توسط یک نمونه آزمایشگاهی به صورت عملی آزمایش شده است.
  • علیرضا امیدخدا، جعفر جعفری بهنام، سیدمحمدصادق میرغفوریان، عبدالله گراییلی، حمیدرضا صادق محمدی صفحات 39-46
    تولید جریان های ضربه جهت انجام آزمون های تحقیقاتی و کنترل کیفی کاربرد وسیعی داشته که در این حوزه انجام آزمون های نوعی بر روی برق گیرهای فشارقوی تا سطوح مورد نظر شبکه انتقال کشور، نیازمند به کار بردن مولدهای ضربه ای است که هم زمان با توانایی تولید جریان ضربه با دامنه و شکل مورد نظر استانداردهای بین المللی، قابلیت تامین ولتاژ باقیمانده در سطوح چند صد کیلوولت را دارا باشد. در این مقاله مراحل طراحی و ساخت یک مجموعه تولید و اندازه گیری جریان ضربه صاعقه ده کیلوآمپری با قابلیت تولید ولتاژ باقیمانده یک میلیون ولت بیان و به نوآوری انجام گرفته در طراحی راکتور هسته هوای یکپارچه چند تپ اشاره شده است. اندازه گیری های آزمایشگاهی صحت عملکرد این مجموعه جهت انجام آزمون های نوعی جریان ضربه صاعقه و فراهم شدن امکان انجام این آزمون ها در داخل کشور را نشان می دهد.
  • احسان خیابانی، حسن مرادی چشمه بیگی صفحات 47-54
    در این مقاله، یک الگوریتم نوین برای تشخیص موقعیت روتور با قابلیت تعیین هم زمان خطا از نوع عدم تقارن بار مکانیکی در موتورهای سوئیچ رلوکتانسی معرفی شده است. این الگوریتم با بهره گیری از روش تزریق پالس و الهام از مدلاسیون موقعیت پالس دیجیتال، موقعیت روتور را تشخیص داده و با بهره گیری از این اطلاعات مکانی روتور، دوران موتور را کنترل می نماید. در این روش در حین چرخش روتور، با تزریق پالس به فاز غیر فعال، اندوکتانس فاز که با موقعیت روتور متناسب می باشد، اندازه گیری شده و با کمک یک مدار مبدل اطلاعات جریان فازها به پالس دیجیتال و یا به عبارتی به یک رشته بیت تبدیل می گردد. از آنجا که تعداد پالس های تزریقی ثابت است، در شرایط عملکرد صحیح موتور رشته بیت خروجی دارای طول ثابت و متناسب با گشتاور بار مکانیکی است. در صورت بروز خطای مکانیکی در نتیجه نوسان در بار مکانیکی، تعداد بیت ها متناسب با میزان خطا تغییر خواهد کرد که با شمارش تعداد بیت های خروجی بورد تشخیص وجود خطا در بار مکانیکی تعیین می شود. چنین الگوریتمی صدمات ناشی از عدم تقارن در بار مکانیکی را که می تواند منجر به از بین رفتن موتور و بار متصل به شفت شود کاهش می دهد. از مزایای این روش می توان به تجمیع روش تشخیص موقعیت و تشخیص خطا در سرعت های پایین و متوسط اشاره کرد. الگوریتم در ابتدا توسط نرم افزار MATLAB/Simulink شبیه سازی و سپس روی یک موتور 50 وات سوئیچ رلوکتانسی 12/8 پیاده سازی شده است. مقایسه نتایج به دست آمده از شبیه سازی و تست عملی، عملکرد صحیح روش پیشنهادی را تصدیق می نماید.
  • محمدرضا علیزاده پهلوانی، یوسف شهبازی آیت، ابوالفضل واحدی صفحات 55-61
    در این مقاله محاسبه گشتاور الکترومغناطیسی لحظه ای در موتور مغناطیس دایم شارمحوری بدون جاروبک با استفاده از تئوری نیروی لورنتز انجام شده است. در این روش از ولتاژ ضدمحرکه و جریان فازها استفاده گردیده و یک روش جدید برای محاسبه هارمونیک های مختلف ولتاژ ضدمحرکه با استفاده از روش تحلیلی ارائه شده است. نتایج ناشی از روش تحلیلی ارائه شده با استفاده از نرم افزار المان محدود مورد ارزیابی قرار گرفته و تطابق خوبی میان روش تحلیلی ارائه شده و روش المان محدود وجود دارد. زمان محاسبات در روش تحلیلی ارائه شده بسیار کمتر از زمان محاسبات نرم افزار المان محدود می باشد. در نهایت با استفاده از روش تحلیلی، برخی پارامترهای هندسی موتور با هدف کاهش گشتاور ریپل بهینه سازی شده اند.
  • پریسا سرافرازی، حمیدرضا محمدی صفحات 62-68
    در این مقاله روش جدیدی برای تشخیص بارهای تولیدکننده میان هارمونیک در سیستم قدرت و همچنین تعیین سهم هر یک از این بارها در تولید میان هارمونیک جریان در نقطه اتصال مشترک ارائه شده است. اساس این روش بر پایه روش جمع آثار و تصویر می باشد که به مدار معادل نورتن بارها و شبکه نیاز دارد. همچنین در روش پیشنهادی، از نرون خطی وفقی دومرحله ای برای تعیین مولفه های میان هارمونیک سیگنال استفاده شده است. کارایی روش پیشنهادی به کمک شبیه سازی در محیط نرم افزار MATLAB/SIMULINK نشان داده شده است. نتایج شبیه سازی موید قابلیت روش فوق در جایابی منابع میان هارمونیک و تعیین سهم آنها می باشد.
|
  • A. Mehdizadeh, N. Taghizadegan* Pages 1-11
    Microgrid (MG) supplied its local load with distributed energy resources at the low voltage system in distribution networks. Microgrid can be used in parts that are not allowed access to the electricity network with low investment cost. The used islanding MG in this research includes wind turbine and photovoltaic systems as renewable energy sources and hydrogen storage system (HSS). This paper proposes a new energy management strategy (EMS) for MG in the presence of the HSS considering the power uncertainties of renewable energy sources. The objective of proposed EMS is to minimize the operating costs of batteries, HSS and the costs associated with excess and undelivered energy considering the supplied load constraints. The considered technical constraints in this paper contain renewable energy sources limits and battery and HSS constraints. HSS includes electrolyzer (EL), hydrogen tanks and fuel cell (FC). Demand response program (DRP) is used to flat the load curve and optimal operation of MG. The proposed model on a MG is been implemented in GAMS software. The simulation results show that the operation cost of MG reduced by using of HSS and DRP.
  • M. Daisy, R. Dashti Pages 12-20
    Load taps, laterals, and sub laterals are different branches of power distribution (PD) networks. In PD systems, reliability indices and their efficiency are improved using an accurate method in fault locating. In this paper, a new combined method for locating single, double and three phase faults to ground is proposed in PD networks. In this article, for finding the possible fault locations, an impedance based fault-location algorithm is used. Then, for determining the faulty section, the new method is proposed using voltage sag matching algorithm. In this method, the possible fault locations are determined, after occurrence of single and double phase faults to ground, using an algorithm which is impedance based fault-location algorithm. Separately, the same fault is simulated in possible locations. Then, at the beginning of a feeder, the voltage is saved and the amplitude and angle of the voltage differences are determined and accordingly, an online data bank is generated. Then, the obtained and recorded amplitude and angle of the voltage differences (at the beginning of the feeder) is compared with that data bank, for the actual fault. By the matching value of each possible fault location, the real location of fault is determined. Compared to the other counterparts, the proposed method is more accurate in locating faults and less sensitive to the fault resistance.
  • A. Rajaee, A. Khodabakhshian, M. R. Esmaili, M. Mahmodi Pages 21-29
    This paper presents a new intelligent algorithm, named binary real genetic algorithm (BRGA) to design parameters of PSS and STATCOM controller simultaneously. The proposed algorithm has a strong search capability and high speed convergence to find the global optimum points. The objective function used in this paper to be minimized is the time integral absolute error (ITAE). The objective will be minimizing the deviations of rotor speed () and the voltage of the bus in which STATCOM has been installed. The simulations are carried out on a two-area four-machine power system to show the superior performance of the proposed method, when compared with GA and PSO algorithms.
  • J. Fallah Ardashir, M. Sabahi*, S. H. Hosseini, E. Babaei, G. Gharehpetian Pages 30-38
    The grid tied PV systems without transformer have some benefits such as low cost, weight and size and also increases the overall efficiency. The galvanic connection between the grid and PV system causes leakage current in the transformerless inverter to flow through parasitic capacitors between the PV system and ground and causes personal safety problems, increases the output harmonic spectrum, and system losses. This paper introduces a modified single phase two stage transformerless inverter for grid connected photovoltaic systems with low leakage current. The neutral of the grid is directly connected to the negative terminal of PV panel that eliminates leakage current without complex control strategy. In this paper, a Proportional Resonant (PR) control strategy is used to control the injected current. The performance of the transformerless inverter is analyzed and its structure has been simulated in PSCAD/EMTDC and the obtained results tested experimentally.
  • A. Omidkhoda*, J. Jafary Behnam Mirghafourian, A. Geraieli, H. R. Sadegh Mohammadi Pages 39-46
    The production of the lightning impulse current is very important for research and Standard quality control tests. Conduction of IEC standard type tests on metal-oxide high voltage surge arresters needs a lightning impulse current generator system that is able to produce both lightning impulse current and simultaneous several kV residual voltage. This paper describes the design and manufacturing of a one million volt residual voltage, 10 kA lightning current generator system and the innovation in design of an integrated high voltage air core reactor. Experimental laboratory tests show the good performance of the manufactured generator and its capability to perform standard type test on metal-oxide high voltage surge arresters.
  • E. Khiabani, H. Moradi Cheshmeh-Beigi Pages 47-54
    This paper introduces a new sensorless rotor position detection technique with the mechanical load asymmetric error determines ability for switched reluctance motor drives. In presented paper combination of pulse injection technique and digital pulse position modulation are employed for control of SR motor. In this method, a single high-frequency pulse is injected in an idle phase to determine the rotor position and estimates the rotor position through analysis of the resultant current after voltage pulse injection. Since the number of injected pulses is constant, in terms of the proper functioning of the motor, output bit stream has a fixed length and is proportional to the mechanical load torque. In the event of mechanical failure as a result of fluctuations in the mechanical load, the number of bits according to the error rate will change, which counts the number of output bits detection circuit , errors in mechanical load is determined. Proposed method decrease the injuries caused by asymmetry error in mechanical load connected to the motor shaft. The proposed sensorless method has been simulated using Matlab-Simulink and implemented on an experimental setup in real time to validate its performance. The results obtained demonstrate the feasibility and practicability of the method.
  • M. R. Alizadeh Pahlavani, Y. Shahbazi Ayat*, A. Vahedi Pages 55-61
    In this paper instantaneous electromagnetic torque computation is done for axial flux permanent-magnet brushless DC (BLDC) motor using Lorentz force theorem. In this method, back electro motive force (EMF) and currents of phases should be defined. A novel method is presented for calculation of back EMF harmonics using analytical method (AM). The analytical results are compared with results obtained from the finite element method (FEM). A good agreement is between AM and FEM. Computational time in AM is much less than FEM. Finally, for torque ripple reduction, some motor geometric parameters are optimized using AM.
  • P. Sarafrazi, H. R. Mohammadi Pages 62-68
    In this paper a new method for identification of interharmonic producing loads in a power system is proposed which is capable of evaluating the contribution of each individual load in the point of common coupling. This method is based on using the superposition and projection method which needs the norton equivalent circuit of loads and supply network. Also in the proposed method, a two-stage adaptive linear neuron is used for determining the interharmonic components of a signal. The effectiveness of the proposed method has been shown through simulation studies in the MATLAB/SIMULINK software. The simulation results show the capability of the proposed method for identification and contribution evaluation of interharmonic sources in a power system.