فهرست مطالب

مهندسی و مدیریت انرژی - سال نهم شماره 3 (پیاپی 33، پاییز 1398)

فصلنامه مهندسی و مدیریت انرژی
سال نهم شماره 3 (پیاپی 33، پاییز 1398)

  • تاریخ انتشار: 1398/07/09
  • تعداد عناوین: 10
|
  • پویا حسین زاده، خلیل گرگانی فیروزجاه*، عبدالرضا شیخ الاسلامی صفحات 2-13

    در این مقاله، فرآیند برنامه ریزی ایستگاه های شارژ با هدف حداکثرسازی سود صاحبان خودروها و اپراتور ایستگاه شارژ در دو مرحله انجام شده است. نخست، مدل کاملی برای فرمول بندی مسئله شارژ و دشارژ خودروها در ایستگاه های شارژ و در بازه 24 ساعته روز بعد، پیشنهاد شده است. هدف از برنامه ریزی، افزایش سود صاحبان خودروها و سود ایستگاه شارژ است. در این برنامه ریزی، رفتار صاحبان خودروها مانند زمان ورود به ایستگاه شارژ، میزان شارژ اولیه در زمان ورود، زمان خروج از ایستگاه شارژ و میزان انرژی درخواستی به عنوان ورودی های مسئله انتخاب شده است. در مرحله دوم، رفتار صاحبان خودروها مدنظر قرار گرفته است. جهت مدل سازی این مسئله، از روش مونت کارلو و برای بهینه سازی از الگوریتم ژنتیک استفاده شده است. خروجی مرحله اول، بار ساعتی بهینه کل ایستگاه شارژ بوده است. در مرحله دوم، مکان بهینه ایستگاه شارژ با بار بدست آمده بر روی شبکه توزیع استاندارد، تعیین گشته به طوری که اهداف شبکه مانند تلفات و شاخص انحراف ولتاژ، حداقل شده و شاخص پایداری ولتاژ حداکثر شده است.

    کلیدواژگان: خودروی الکتریکی، برنامه ریزی ایستگاه شارژ، تابع سود، عدم قطعیت
  • حسین الیاسی*، مهناز قریشی صفحات 14-25

    در این مقاله یک ساختار جدید کنترلی مبتنی بر نقشه های شناخت فازی (FCM) به منظور مدیریت مصرف انرژی در خودروهای برقی هیبرید پلاگین ارائه شده است. این کنترل کننده نظارتی به گونه ای طراحی شده است تا علاوه بر تامین توان درخواستی راننده، سطح شارژ باتری (SoC) را در محدوده قابل قبولی نگه داشته و همزمان میزان مصرف سوخت در واحد کیلومتر را نیز کاهش دهد. ازآنجایی که در این روش نیاز به داشتن مدل دقیقی از سیستم وجود ندارد، حجم محاسبات در تعیین قانون کنترلی کمتر شده و پیاده سازی آن نسبت به روش های کلاسیک، پیچیدگی کمتری دارد. خودروی برقی هیبرید پلاگین درنظر گرفته شده در این مقاله، از نوع سری-موازی است. به منظور ارزیابی نتایج حاصل از بکارگیری ساختار کنترلی پیشنهادی، برای شبیه سازی، سه سیکل استاندارد رانندگی و یک سیکل رانندگی شهری تهران بزرگ درنظر گرفته شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی نشان می دهد که روش کنترلی پیشنهادی، ضمن تامین توان درخواستی، میزان مصرف سوخت را نسبت به کنترل کننده فازی مرسوم کاهش داده و سطح شارژ باتری را در حد قابل قبولی نگه می دارد.

    کلیدواژگان: خودروی برقی هیبرید پلاگین، نقشه های شناختی فازی، کنترل نظارتی، مدیریت انرژی، سطح شارژ باطری
  • سمیه شمس الدینی لری، امیر عبداللهی*، حسین هژبری صفحات 26-39

    در این مقاله از پارکینگ خودروهای برقی با قابلیت تحویل توان به شبکه، به عنوان یکی از دستاوردهای شبکه قدرت هوشمند استفاده شده است. خودروهای برقی با توجه به شرایط بهره برداری می توانند به عنوان بار و یا منبع تولید توان محسوب گردند. به منظور بهره برداری بهینه از شبکه قدرت، جایابی این واحدهای نوین همانند دیگر تولیدات پراکنده در شبکه قدرت ضروری می باشد. روش پیشنهاد شده در این مقاله برای جایابی پارکینگ خودروهای برقی به صورت یک مساله بهینه سازی می باشد که هدف بیشینه نمودن سود به دست آمده از حضور پارکینگ ها می باشد. کاهش تلفات و افزایش قابلیت اطمینان دو مولفه اصلی تشکیل دهنده تابع هدف مساله جایابی مد نظر در نظر گرفته شده اند. به دلیل عدم قطعیت پارکینگ خودروهای برقی در اتصال به شبکه، مدلسازی این واحدها به منظور تعیین مکان و اندازه بهینه ی آن ها در شبکه توزیع ضروری می نماید. از این رو در این مقاله با استفاده از زنجیره مارکوف توان تولیدی ناوگان خودروهای برقی مدل شده است. آنالیز مدل مارکوف بر اساس داده های سفر مسافران از جمله زمان شروع و پایان سفر آن ها می باشد. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که نصب پارکینگ خودروهای برقی به عواملی از جمله سطح نفوذ خودروهای برقی و قیمت انرژی الکتریکی بستگی دارد. چنان چه مشوق های کافی برای مالکان خودروهای برقی در نظر گرفته شود، مکان و اندازه بهینه پارکینگ خودروهای برقی سود قابل قبولی برای شرکت های توزیع به همراه خواهد داشت.

    کلیدواژگان: پارکینگ خودروهای برقی، زنجیره مارکوف، بهینه سازی چند هدفه، قابلیت اطمینان، عدم قطعیت
  • محمدرضا ذوالقدری*، عباس کمیجانی، سالار آتشپر گرگری، غلامرضا کبریایی طبری صفحات 40-49

    احیای انرژی ترمزی در سیستم های حمل و نقل ریلی الکتریکی شهری می تواند انرژی مصرفی و هرینه های عملیاتی سیستم را کاهش دهد. در این مقاله، طراحی بهینه سیستم ذخیره ساز متحرک با حجم محدود برای سیستم حمل و نقل ریلی الکتریکی شهری ارائه شده است. از ابرخازن به عنوان سیستم ذخیره ساز در این مقاله استفاده شده است. تابع هدف در این مطالعه مجموع هزینه سالیانه شامل هزینه انرژی مصرفی و هزینه استهلاک ابرخازن در یک سال می باشد. طراحی بهینه با توجه به پنج سناریوی ترافیکی (با تعداد مسافر و سر فاصله متفاوت) انجام شده است. تعیین بهینه ظرفیت سیستم ذخیره ساز می تواند هزینه خرید ذخیره ساز و هزینه انرژی مصرفی را کاهش دهد در حالی که وضعیت تغییرات ولتاژ سیستم را نیز بهبود می دهد. نتایج شبیه سازی موثر بودن روش ارائه شده را تایید می نماید.

    کلیدواژگان: سیستم های حمل و نقل ریلی الکتریکی شهری، سیستم ذخیره ساز متحرک، ابرخازن، محدودیت حجم
  • سلمان حاجی آقاسی*، احمد سالم نیا، محسن حمزه صفحات 50-63

    در سال های اخیر استفاده از ذخیره ساز های ترکیبی انرژی در سیستم های تجدیدپذیر به دلیل مواردی مانند افزایش طول عمر ذخیره ساز ها و بهبود قابلیت اطمینان مورد توجه قرار گرفته است. در این مقاله روش جدیدی جهت تعیین ظرفیت باتری و ابرخازن در یک ریزشبکه مستقل ارائه شده است. اختلاف توان های تولیدی  و مصرفی با استفاده از تبدیل فوریه گسسته به حوزه فرکانس انتقال داده می شود و با تعیین فرکانس قطع تابع هزینه بهینه حاصل می شود به طوریکه فرکانس های سریع توان توسط ابرخازن و فرکانس های کند توسط باتری تامین می شود. در روش ارائه شده تعیین ظرفیت ذخیره سازها به گونه ای انجام شده است که ضمن پاسخ گویی مناسب به بارها طول عمر ذخیره سازها نیز حداکثر شود. استفاده از روش پیشنهادی بدلیل ترکیب ذخیره سازها دینامیک عملکردی سیستم را بهبود داده و با کاهش تعداد شارژ و دشارژ باتری هزینه ذخیره سازی را کاهش می دهد.  بدلیل ضرورت و اهمیت ذخیره سازها در سیستم های مستقل، ریزشبکه در نظر گرفته شده یک ریزشبکه مستقل از شبکه بوده که شامل تولید کنندگان مختلف توان می باشد. جهت اعتبارسنجی روش، از داده های آماری واقعی استفاده شده و روش پیشنهادی بر روی یک ریزشبکه نمونه تست و نتایج حاصل موثر بودن روش را تایید می نمایند.

    کلیدواژگان: ریزشبکه، ذخیره ساز، باتری، ابرخازن، تبدیل فوریه گسسته، منابع تجدیدپذیر
  • غضنفر شاهقلیان*، بهادر فانی، بابک کیوانی، حامد کریمی، مجید معظمی صفحات 64-71

    برای کنترل ریز شبکه های خودگردان عموما از روش های افتی معمول استفاده می شود. در ریزشبکه های جزیره ای به علت اثرات عدم تطابق امپدانس خط، توان راکتیو با استفاده از روش افتی معمول نمی تواند با دقت به اشتراک گذاشته شود. در این مقاله برای بهبود تقسیم توان راکتیو یک روش کنترل افتی بهبود یافته ارائه شده است. در این روش ریز منابع با مشخصه های معمول توان اکتیو- فرکانس (P-w) و توان راکتیو- ولتاژ (Q-E) کار می کنند و در فاصله های زمانی ثابتی شیب مشخصه Q-E با انجام فرآیند مشخصی به گونه ای تنظیم می شود که خطای تسهیم توان راکتیو کاهش یابد. کارائی و انعطاف پذیری روش پیشنهادی با استفاده از نتایج شبیه ساز در محیط نرم افزاری سیمولینک متلب نشان داده شده است.

    کلیدواژگان: تولید پراکنده (DG)، ریزشبکه، مشخصه افتی، تسهیم توان
  • حمید فتاحی، حمدی عبدی*، فرشاد خسروی، شهرام کریمی صفحات 72-85

    نفوذ روز افزون انرژی های تجدید پذیر با توجه به عدم قطعیت های ناشی از آن ها، سبب بروز تغییراتی در ابزار های مرسوم برنامه ریزی و بهره برداری سیستم های قدرت شده است. تغییرات احتمالاتی توان هنگام نفوذ انرژی های تجدید پذیر به وسیله پخش توان قطعی نمی توانند تحلیل شوند، زیرا انرژی های تجدید پذیر همواره دارای عدم قطعیت هایی می باشند. پخش توان بهینه احتمالاتی یکی از ابزار های مفید برای تجزیه و تحلیل سیستم های قدرت در شرایط حضور عدم قطعیت ها می باشد. هدف از این مقاله بررسی اثرات عدم قطعیت های انرژی بادی و نیروگاه خورشیدی روی یک شبکه نمونه استاندارد با استفاده از روش پخش توان بهینه احتمالاتی می باشد. در این مقاله، سیستم استاندارد 89 شینه PEGASE اروپا می باشد. از جمله نوآوری های این مقاله مقایسه روش های شبیه سازی مونت کارلو و تحلیلی مشتمل بر روش های تخمین نقطه ای می باشد. تحلیل و مقایسه نتایج نشان می دهد که در روش های تحلیلی به دلیل این که از نقاط کمتری برای بهینه سازی استفاده می شود پخش توان بهینه سریع تر محاسبه می شود. که این موضوع سبب افزایش بهره وری محاسبه خواهد شد. نتایج مقایسه اجرای روش های فوق الذکر روی سیستم نمونه 89 شینه نشان دهنده کاهش تقریبی زمان محاسبه به میزان تقریبی 92 و 93 درصد به ترتیب در مورد روش های تخمین دو و سه نقطه ای نسبت به روش مونت کارلو می باشد. این در حالی است که نتیجه حاصل از انجام پخش توان بهینه با روش های فوق تفاوت های تقریبا قابل اغمازی را به ترتیب به میزان 5/2 درصد کاهشی و افزایشی تجربه می کند.

    کلیدواژگان: پخش توان بهینه احتمالاتی (P-OPF)، عدم قطعیت، شبیه سازی مونت کارلو (MCS)، روش تخمین دونقطه ای (2PEM) و روش تخمین سه نقطه ای (3PEM)
  • مهدی صبری، روشنک رضایی پور* صفحات 86-97

    طراحی و توسعه آینده سیستم با توجه به رشد بار ولزوم اضافه کردن ژنراتورها، ترانسفورماتورها و خطوط جدید در سیستم قدرت بدون مطالعه پخش بار امکان پذیر نمی باشد. ضرورت مطالعات پخش بار بهینه نیز علاوه بر موارد ذکر شده برای پخش بار، به جهت رسیدن به توابع هدف است که در این مقاله هزینه سوخت ژنراتورها، تلفات توان اکتیو شبکه و شاخص بارپذیری شبکه مورد استفاده قرار گرفته است. بنابراین با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی و مقایسه دو الگوریتم پس انتشار خطا از این نوع شبکه و تعریف مدل، به بررسی و تحلیل پخش بار بهینه پرداخته شده است. با استفاده از نمایه های ارزیابی مدل و آزمون مرگان-گرنجر-نیوبلد(MGN) عملکرد این دو الگوریتم مورد تحلیل و مقایسه قرار گرفته اند. از روش آماری بوت استرپینگ نیز جهت رسیدن به بهترین عملکرد برای بهبود برآورد پخش بار بهینه استفاده شده است. به منظور کاهش گام ها با خطای کم تر از 1% جهت بهبود برآورد پخش بار بهینه با بهینه سازی توابع تک هدفه مذکور، شبکه های عصبی بیزین و پرسپترون در شبکه استاندارد 30 شین IEEE مورد بررسی قرار گرفته اند. نتایج، نقش موثر شبکه عصبی بیزین بوت استرپ شده را از لحاظ عملکرد در نرم افزار متلب نشان می دهد.

    کلیدواژگان: برآورد(تخمین)، پخش بار بهینه، شبکه عصبی بیزین، بوت استرپینگ، آزمون MGN
  • محمد علی صادق زاده* صفحات 98-107

    انرژی تابش خورشید یکی از منابع پاک و تجدیدپذیر بوده که استفاده از آن نیاز حال و آینده بشر می باشد. کشور ایران با متوسط سالانه300 روز آفتابی از این پتانسیل بالقوه برخوردار است و آبگرمکن های ترموسیفونی خورشیدی ساده ترین مبدل های خورشیدی- گرمایی به شمار می روند. علیرغم مزایای ویژه، آنها نمی توانند در ایام سرد سال آب گرم مصرفی مورد نیاز خانوار را تامین کنند و لذا نیازمند سیستم پشتیبانی چون گرمکن الکتریکی مقاومتی (المنت برقی) می باشند. کاهش انرژی مصرفی بوسیله المنت (سیستم پشتیبان) نه تنها باعث کاهش بار شبکه توزیع برق شده بلکه باعث افزایش کارآیی آبگرمکن خورشیدی و ترویج آنها در کاربردهای بخش ساختمان می شود. زمانبندی روزانه مناسب وصل بودن مدار المنت برقی به کمک کلید تایمر (مد کاری زمانکار) موجب کاهش سهم پشتیبان در مقایسه با وضعیت اتصال پیوسته مدار مذکور (مد کاری دائمی) می شود. نتایج میدانی موید اینست که استفاده از کلید زمانکار در دوره سرما قابل ملاحظه بوده و باعث شد مصرف برق سالانه آبگرمکن 700 کیلووات ساعت کاهش و کارایی آن از %44 به %67 ارتقاء یابد.

    کلیدواژگان: انرژی تجدیدپذیر، انرژی خورشیدی، آبگرمکن خورشیدی، گرمکن الکتریکی، کارایی آبگرمکن، کلید زمانکار
  • مهدی مداحی، فهیمه توانایی* صفحات 108-121

    از عواملی که تاثیر بسزایی بر میزان دریافت انرژی خورشیدی توسط ساختمان دارد، جنس مصالح بکاررفته در نمای خارجی و نورگذرها  هستند. هدف کلی در این پژوهش، توجه به اقلیم موجود(مشهد) در انتخاب و نحوه بکارگیری مصالح درونی دیوار و همچنین ابعاد بازشوها نسبت به نما، با توجه به معیارهای مصرف انرژی، جهت رسیدن به الگوی بهینه در طراحی با استفاده از مدل سازی یک نمونه ساختمان مسکونی میان مرتبه در نرم افزار دیزاین بیلدر است. روش تحقیق در پژوهش حاضر از نوع ترکیبی می باشد، در مرحله اول جژئیات جداره ها با مصالح درونی مختلف از جمله بلوک سفالی، لیکا و AACو بازه 10-50 درصد بازشو به نما، وارد نرم افزار و مورد تحلیل قرار می گیرد. در مرحله ی بعدی از طریق بهینه سازی پارامتریک، تمامی حالت ها در جداره های آفتابگیر بنا به طور همزمان بررسی شده و در نهایت امر، بلوک AAC با عایق حرارتی پلی استایرن اکسترود شده بعنوان مصالح بهینه در این اقلیم و بازه پیشنهادی برای بازشوها نسبت به نما 25-30 درصد ارزیابی شده است تا علاوه بر حداقل دسترسی به نور از اتلاف انرژی ساختمان نیز جلوگیری نماید.

    کلیدواژگان: عملکرد حرارتی، جداره های خارجی، ساختمان مسکونی، دیزاین بیلدر، شهر مشهد
|
  • Poya Hosseinzadeh, Khalil Gorgani Firouzjah*, Abdolreza Sheikholeslami Pages 2-13

    In this paper, the electric vehicle (EV) charging station scheduling process is designed to maximize the profit of EVs owners and the station operator in two steps. First, a complete model is proposed to formulate the problem of charging and discharging EVs at charging stations in one-day-ahead 24-hours. The purpose of the program is to increase the profits of EVs owners charging station operator. In this manner, the charging behaviour of EVs such as arrival time to the station, the initial charge, the departure time from the station and the amount of requested energy are known as inputs of the problem. In the second stage, uncertainty is considered. Monte Carlo and Genetic Algorithm have been used to model the uncertainties in the problem and optimization, respectively. The output of the first stage is the optimal hourly load of the station. Then in the second stage, the optimal location of the charging station is determined by the obtained optimal load on the standard distribution network. So that the losses and voltage deviation index are minimized and the voltage stability index is maximized.

    Keywords: Electric Vehicle, Charging Station Scheduling, Profit, Uncertainty
  • Hussein Eliasi*, Mahnaz Ghoreyshi Pages 14-25

    In this paper, a new control strategy for energy management in Plug-in Hybrid Electric Vehicles (PHEVs) using Fuzzy Cognitive Map (FCM) is presented. In this strategy, FCM is used as a supervisory control such that the State of Charge (SoC) of the battery is kept in the acceptable range and fuel consumption per kilometer is reduced, in addition to providing the request power. Since this method does not need to have an accurate model of the system, it has lower computational complexity in determining the control law and its implementation is easier than the classical methods. In this paper, the PHEV is series-parallel. For analysis the performance of the proposed control strategy, three actual and standard driving cycles and a typical urban driving cycle based on the actual traffic condition in Tehran city, have been used. Simulation results show the proposed control strategy provides the request power, reduceing the fuel consumption and keeps the SoC in high level, in comparison to conventional Fuzzy Controller.

    Keywords: Plug-in Hybrid Electric Vehicles, Fuzzy Cognitive Maps, Supervisory Control, Energy Management, State of Charge
  • Somayeh Shamsadini Lori, Amir Abdollahi*, Hossein Hojabri Pages 26-39

    In this paper, parking lots with bidirectional power flow capability, is used as an achievements of smart power systems. Based on operating conditions, electric vehicles can be considered  as a load  or generator. For optimal operation of power systems, allocation of these novel units is also necessary same as other distributed generation. In this paper, an optimization problem is  proposed for allocation of electric vehicles parking lots. Loss reduction and reliability improvement are considered as two  main components of this allocation problem cost function. Because of uncertain in electric vehicle grid connection, modeling of  these probabilistic units is necessary to determine optimal size and location of  parking lots. There-fore, in this paper electric vehicle’s generated power is modeled by  Markove Chain. Markove Chain analysis is based on passengers’-trip data such as trip start and end time. Simulation  results show that installation of electric vehicle parking lots depends on many factors such as availability of electric vehicles as well as the electricity price. Also, it is shown that by taking enough incentive for electric vehicles owners, optimal size and location of parking lots  has a considerable benefit for distribution system companies.

    Keywords: Parking lots, Markove Chain, Multi-Objective Optimization, Reliability, Uncertainty
  • MohammadReza Zolghadri*, Salar Ttashpar Gargari ., Gholamreza Kebriaei, abas kamijani Pages 40-49

    Train braking energy regeneration in urban electrical rail transportation systems can reduce energy consumption and operational cost of the system. In this paper, optimal design of an onboard energy storage system (OESS) with volume constraint is presented for urban electrical rail transportation systems (ERTS). Onboard super-capacitors are considered as the storage system. The objective functions is the total cost including the energy consumption and super-capacitor depreciation costs. Optimal design is executed considering five different traffic scenarios for daily metro headway and passenger. Determining the optimum capacity of the energy storage system minimizes the total cost of energy storage installation and energy cost while improving the voltage profile of the system. Simulation results confirm effectiveness of the proposed optimization method.

    Keywords: Electrical Rail Transportation System (ERTS), Onboard Energy Storage System (OESS), Super-capacitor, Volume Constraint
  • Salman Hajiaghasi*, Salemnia, Mohsen Hamzeh Pages 50-63

    In recent years, hybrid energy storage (HES) to increase lifetime and reliability extremely are used in renewable systems and microgrids. In this paper, a new method for determining battery and supercapacitor capacity in an isolated microgrid is presented. Difference between Generation and load power using discrete fourier transform is transferred to the frequency domain and by determining the cut-off frequency, the optimized cost function is obtained; so that high frequencies are provided by supercapacitor and low frequencies by the battery. In the presented method, determining the capacity of the storages is done in such a way that in addition to the good response to loads, the lifetime of storages is maximized. The use of the proposed method due to the hybridization of storages improve the dynamic performance of the system by reducing the number of battery charging and discharging, decreases storage cost. Due to necessity and importance of storages in the isolated microgrid, the considered microgrid is isolated from the main grid that is consisted of different distributed generations. The proposed algorithm is tested on an isolated microgrid and the results confirm method effectiveness.

    Keywords: Micro Grid, Storage, Battery, Super Capacitor, Discrete Fourier Transform, Renewable Energy
  • Ghazanfar Shahgholian*, Bahador Fani, Babak Keyvani, Hamed Karimi, Majid Moazzami Pages 64-71

    Usually, the conventional droop methods is utilized for control of autonomous micro-grids. In islanded micro-grids (MG), due to the effects of mismatch in line impedance, the reactive power can't share by using the conventional droop method. In this paper, a method is proposed to improve reactive power sharing. In this method, the micro-sources are acted with P-w & Q-E droop characteristics, and then the reactive power sharing error is reduced to modify Q-E characteristic on the periodic time distances. The feasibility and effectiveness of the proposed method are validated using simulation on SIMULINK/MATLAB software.

    Keywords: Distributed Generation (DG), Microgrid, Conventional Characteristic, Power Sharing
  • Hamid Fattahi, Hamdi Abdi*, Farshad Khosravi, Shahram Karimi Pages 72-85

    The increasing penetration of renewable energy results in changing the traditional power system planning and operation tools. As the generated power by the renewable energy resources are probabilistically changed, the certain power system analysis tolls cannot be applied in this case.  Probabilistic optimal power flow is one of the most useful tools regarding the power system analysis in presence the uncertainties. In this paper, Monte Carlo simulation and point estimation methods are used to solve the POPF in the presence of wind and solar sources uncertainties. These methods are simulated on the PEGASE 89–bus European system. The most important novelty of this paper is arising from the comparison detailed studies of point estimation methods with the Monte Carlo simulation method. As the obtained results confirm, the point estimation methods lead to increasing the computing time efficiency in compare to the Monte Carlo simulation method. Also, increasing the number of sampling points in PEMs will be resulted in increasing the accuracy of the obtained results, while the computing time is still lower than the Monte Carlo simulation method.

    Keywords: Probabilistic optimal power flow (POPF), uncertainty, Monte Carlo Simulation (MCS), 2Point Estimation Method (2PEM), 3Point Estimation Method (3PEM)
  • Mahdi Sabri, Roshanak Rezaeipour* Pages 86-97

    The future of development and design is impossible without study of Power Flow(PF), exigency the system outcomes load growth, necessity add generators, transformers and power lines in  power system. The urgency for Optimal Power Flow (OPF) studies, in addition to the items listed for the PF and in order to achieve the objective functions. In this paper has been used cost of generator fuel, active power losses network and system loadability index, so artificial neural network used to compare two propagation algorithms of this type of network and define the model OPF analysis is carried out. The performances of the two algorithms are analyzed and compared using the model assessment index and MGN tests. Statistical method of Bootstrap has been used on achieve the best performance to improve OPF estimates. In order to reduce steps with less than 1%, for evaluate and improve the OPF estimation with single-objective optimization functions of the Bayesian and Perceptron neural networks have been studied in IEEE 30 bus test system. The results show the effective role of bootstrapped Bayesian neural network in terms of performance, using MATLAB software.

    Keywords: Estimation, Optimal Power Flow (OPF), Bayesian Neural Network, Bootstrap, MGN Test
  • Mohammad Ali Sadeghzadeh* Pages 98-107

    The solar radiation energy is one of the clean, essential and renewable resources for future. Iran, having 300 annual sunny days, has such intrinsic potential and thermosyphon solar-electrical water heaters (TSEWH) are the simplest solar-thermal convertors. Despite their unique merits, they can not supply hot water for domestic applications during cold period, so, an auxiliary backup system such as electrical resistance heater (electrical element) is required. The reduction of consumed electrical energy by electrical element not only leads to decrease of electrical network load, but also enhances the solar water heater efficiency and speeds up their application in the buildings sector. Careful scheduling the electrical element circuit via a timer key (timing mode operating) leads to reduction of auxiliary portion compared to the case that its circuit to be activated permanently (continues mode). Field results imply that, implementation the timer key to TSEWH has been considerable during cold period and reduced the consumed electrical energy as much as700kWh yearly and promoted its annual efficiency from 46% up to 67%.

    Keywords: Renewable Energy, Solar Energy, Solar Water Heater, Electrical Heater, Water Heater Efficiency, Scheduled Timer Key
  • Mahdi Madahi, Fahime Tavanaiee* Pages 108-121

    The factors that can have a significant effect on the amount of solar energy received by the building are the material used in the external view and the lightning. The general objective of this research is to consider the existing climate conditions (Mashhad) in selecting and applying materials as well as the dimensions of the openings relative to the facade, taking into account the energy consumption criteria, in order to achieve the optimal pattern in design using modeling of a building sample Residential interiors are in the Design Builder software. The method of research in the present study is a composite type. In the first stage, the sections of the walls with different materials such as clay block, leka and AAC and intervals of 10-50% of the facade are introduced into the software and analyzed. In the next step, through parametric optimization, all modes in the sunblinds were simultaneously investigated and, finally, the AAC block with extruded thermal insulation of extruded polystyrene as the optimal materials in this climate and the proposed range for Exposures are rated at 25-30%, in addition to minimizing light access to the energy loss of buildings.

    Keywords: Thermal performance, External walls, Residential building, Design Builder, Mashhad