فهرست مطالب

نشریه تحقیقات نوین در سیستم های قدرت هوشمند
سال پنجم شماره 1 (پیاپی 11، بهار و تابستان 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/06/11
  • تعداد عناوین: 6
|
  • زینت بیطرفان، حسین هارون آبادی*، رسول اصغری صفحات 1-11

    یکی از مشکلات رایج در سیستمهای قدرت بروز اغتشاشات و ایجاد شرایط اضطرار در شبکه است. از آنجا که با خروج خطوط انتقال ممکن است شبکه به حالت اضطرار رفته و پیامدهای سنگینی در تامین برق مشترکین و امنیت شبکه ایجاد شود، می بایست پیش از وقوع چنین شرایطی، انواع اغتشاشات ممکن در سیستم، ارزیابی و رتبه بندی شده و اقدامات لازم به منظور مقابله با چنین شرایطی توسط بهره بردار شبکه اتخاذ گردد. امروزه نظر به افزایش روز افزون انرژیهای تجدیدپذیر در سیستمهای قدرت، یکی از راهکارهایی که میتواند سهم به سزایی در کاهش اثرات سوء این اغتشاشات داشته باشد، استفاده هدفمند از این واحدهای تولیدی در جهت بهبود امنیت سیستم قدرت است. از این رو این مقاله به بررسی تاثیر نیروگاه های بادی و جایابی بهینه آنها به منظور بیشینه سازی تاثیر آنها بر بهبود شرایط پس از اغتشاش شبکه می پردازد. در این تحقیق ضمن متغیر در نظر گرفتن توان تولیدی واحدهای بادی، سعی در یافتن بهترین مکان به منظور نصب این واحدها میشود؛ بطوریکه بیشترین تاثیر را در بهبود شاخص امنیت شبکه داشته باشند. برای این منظور از الگوریتم بهینه سازی ذرات، شبیه سازی مونت کارلو در نرم افزار متلب استفاده خواهد شد و روش پیشنهادی بر روی شبکه آزمون 24 شینه استاندارد قابلیت اطمینان IEEE آزمایش شده و نتایج عددی مورد تحلیل و بررسی قرار خواهند گرفت.

    کلیدواژگان: نیروگاه بادی، امنیت سیستم های قدرت، بهینه یابی ازدحام ذرات، شبیه سازی مونت کارلو، نرم افزار متلب
  • سعید بوذرجمهری*، حسن براتی صفحات 12-23

    از آن جایی که شبکه های توزیع، سهم بزرگی از تلفات در سیستم های قدرترا شامل می شوند، کاهش تلفات در این شبکه ها یکی از مسایل اساسی در شبکه های سراسری می باشد و از جمله مباحثی است که همواره مورد توجه بوده است. راه های مختلفی برای کاهش تلفات در شبکه های توزیع وجود دارد که یکی از این راه ها، نصب واحدهای تولیدپراکنده است. منابع تجدیدپذیر می توانند یک راه حل پاک و هوشمند برای افزایش تقاضا ارایه دهند. بنابراین فتوولتاییک و توربین بادی در اینجا به عنوان منابع تولیدپراکنده در نظر گرفته شده اند. مکان یابی و تعیین اندازه تولیدات پراکنده تا حد زیادی بر روی تلفات سیستم تاثیر می گذارد. در این مقاله، الگوریتم بهینه سازی بازار بورس (EMA) برای مکان یابی و تعیین اندازه بهینه تولیدات پراکنده تجدیدپذیر برای سیستم توزیع 69 شینه ارایه شده است. الگوریتم بازار بورس بر روی سیستم توزیع شعاعی IEEE با استفاده از نرم افزار MATLAB شبیه سازی و مورد مطالعه قرار گرفته است و نتایج به دست آمده از الگوریتم EMA با الگوریتم های دیگر مقایسه می شود. نتایج به دست آمده موثر بودن الگوریتم بازار بورس را در یافتن مکان و اندازه بهینه تولیدات پراکنده جهت کاهش تلفات و بهبود پروفیل ولتاژ را نشان می دهد.

    کلیدواژگان: تولیدات پراکنده، الگوریتم بازار بورس، جایابی بهینه، بهبود پروفیل ولتاژ، کاهش تلفات
  • احسان اکبری* صفحات 24-33

    در این مقاله، ساختار جدیدی از بازیاب دینامیکی ولتاژ (DVR) مبتنی بر اینورتر چندسطحی مدولار ترکیبی  (M3I) ارایه شده است که توانایی جبران سازی کمبود، بیشبود و فلیکر ولتاژ را برای بارهای حساس دارد. اینورتر چندسطحی مدولار ترکیبی در مقایسه با ساختارهای مشابه از تعداد IGBT و مدار راه انداز کم تری تشکیل شده است. همچنین به دلیل پایین بودن تعداد منابع DC ورودی و نبود خازن الکترولیت در ساختار اینورتر مذکور، کنترل این اینورتر برای تولید ولتاژ مطلوب ساده می باشد. این اینورتر از سه اینورتر تمام پل تک فاز، یک اینورتر تمام پل سه فاز و سلول های کمکی برای افزایش تعداد سطوح ولتاژ خط به خط تشکیل شده است. همچنین این اینورتر قادر به تولید تعداد سطوح ولتاژ خروجی بالاتر و اعوجاج هارمونیکی کمتری است که این ویژگی سبب عملی شدن این ساختار در جبران ساز کیفیت توان شبکه های توزیع نیروی برق گردیده است. روش کلیدزنی کنترل  نزدیک ترین سطح NLC در اینورتر پیشنهادی جهت ایجاد شکل موج مطلوب استفاده می گردد. روش کنترلی پیش از خطا (Per-Sag) برای کنترل DVR پیشنهادی انتخاب شده و از روش قاب مرجع سنکرون جهت آشکار سازی آنی نوسانات ولتاژ شبکه بهره گرفته ایم. برای بررسی و تایید کارایی DVR پیشنهادی، شبیه سازی های لازم در محیط نرم افزاری MATLAB/SIMULINK انجام شده و نتایج آن حاکی از دقت و عملکرد مطلوب DVR پیشنهادی در جبران سازی کمبود، بیشبود و فلیکر ولتاژ شبکه های توزیع نیروی برق می باشد.

    کلیدواژگان: اینورتر چندسطحی مدولار، بازیاب دینامیکی ولتاژ، بیشبود ولتاژ، فلیکر ولتاژ، کمبود ولتاژ، کلیدزنی NLC
  • احسان توسلی نژاد*، افشین لشکرآرا صفحات 34-43

    افزایش تقاضا برای انرژی الکتریکی و توسعه نیافتن شبکه انتقال، سبب شده است که سیستم های انتقال به عنوان یک محیط واسطه ای میان تولید و مصرف، بیش از پیش تحت فشار قرار بگیرند. در صورتی که شبکه انتقال قادر به اصلاح تعاملات مورد نظر بازار نباشد، تراکم در بازار برق رخ می دهد. اگر این تراکم کنترل نشود، منجر به افزایش قیمت بازار و انحصار در فروش می شود. یکی از روش های موثر برای مقابله با این موضوع، استفاده از ادوات FACTS نظیر TCSC است که با تغییر امپدانس خط، قابلیت کنترل توان عبوری از خطوط را دارد. لذا یافتن ظرفیت و محل نصب این ادوات، به عنوان یک ضرورت برای اپراتورهای سیستم قدرت است. در این مقاله یک روش بهینه سازی برای یافتن تعداد، محل نصب و ظرفیت بهینه TCSC به منظور کنترل تراکم شبکه در نظر گرفته شده است که اهداف این مساله بهینه سازی، کاهش هزینه های عملیاتی، بهبود پروفیل ولتاژ و بهبود پایداری گذرا می باشد. برای این منظور از الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات مبتنی بر رتبه بندی حاشیه سراسری برای حل مساله استفاده شده است. روش ارایه شده بر روی سیستم آزمایشی نیوانگلند با استفاده از برنامه MATLAB متلب پیاده سازی شده است. نتایج بدست آمده از شبیه سازی ها، بیانگر صحت و کارآمدی روش ارایه شده می باشد.

    کلیدواژگان: مدیریت تراکم، ادوات FACTS، TCSC، الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات مبتنی بر رتبه بندی حاشیه سراسری، پایداری گذرا، پروفیل ولتاژ
  • اسما فرخ فر*، حسن براتی صفحات 44-51

    استفاده از منابع تولید پراکنده و بانک های خازنی به دلیل توسعه شبکه های توزیع و همچنین افزایش تقاضای برق روز به روز در حال افزایش است. نیروگاه های تولید پراکنده و خازن ها در صورتی که در محل مناسب به شبکه برق متصل شوند، اثرات مختلفی از جمله کاهش تلفات، بهبود پروفیل ولتاژ و افزایش قابلیت اطمینان شبکه را خواهند داشت. در این مقاله جهت کاهش تلفات سیستم توزیع به جایابی بهینه همزمان منابع تولید پراکنده و خازن ها در سیستم های توزیع شعاعی پرداخته شده است. به همین منظور، از الگوریتم سینوس کسینوس (SCA) که الهام گرفته از توایع ساده ریاضی است، استفاده شده است. شبیه سازی بر روی شبکه تست 69 شینه IEEE انجام گرفته است. نتایج شبیه سازی کارایی الگوریتم پیشنهادی در مسیله جایابی بهینه همزمان منابع تولید پراکنده و خازن ها در سیستم های توزیع شعاعی جهت کاهش تلفات و بهبود پروفیل ولتاژ در مقایسه با دیگر الگوریتم های بهینه سازی بکار گرفته شده در این زمینه را نشان می دهد.

    کلیدواژگان: الگوریتم سینوس کسینوس (SCA)، خازن، منابع تولید پراکنده (DG)، سیستم های توزیع شعاعی، تلفات توان
  • مرتضی کاظمی*، افشین لشکرآرا صفحات 52-60

    در این مقاله، مکانیابی تجهیزات سیستم انتقال انعطاف پذیر (FACTS) در سیستم های قدرت حلقوی شکل با حضور توربین های بادی و واحدهای حرارتی صورت پذیرفته است. تجهیزات مد نظر STATCOM و TCSC می باشد. استفاده از این تجهیزات می تواند بهره برداری سیستم را افزایش دهد. بنابراین مکانیابی این تجهیزات همراه با با پخش بار بهینه مد نظر قرار گرفته است. هدف پخش بار بهینه با هدف حداقل سازی هزینه های ناشی از تولید توان مولدها می باشد. شبیه سازی توسط نرم افزار MATLAB پیاده سازی شده است. الگوریتم جستجوی گرانشی بمنظور حل مسیله مورد استفاده قرار گرفته است و شبکه استاندارد 39 شین IEEE بمنظور پیاده سازی روش پیشنهادی بکار گرفته شده است.

    کلیدواژگان: پخش بار بهینه، الگوریتم جستجوی گرانشی، توربین های بادی، هزینه بهره برداری
|
  • Zinat Bitarafan, Hossein Haroonabadi *, Rasool Asghari Pages 1-11

    One common problem in power systems is contingencies. Since the system is likely to enter an emergency condition, the various possible failures likely to occur in a system should be evaluated and ranked beforehand and the necessary measures should be accordingly taken so as to cope with such upcoming conditions by the system operator. According to the today’s increase in the use of renewable energies in power systems, a solution that can play a considerable part in reducing the adverse effects of such failures is the purposive use of such production entities for improving the power system security. Thus, the present study deals with the investigation of the methods of maximizing wind farms and their optimal location effects on the improvement of the post-contingency conditions of the system. Meanwhile taking the wind farms’ production power into consideration, the current research tries to find the best location for wind farms in such a manner that they could exert the largest effect on improving the system security. To do so, Particle Swarm Optimization (PSO) algorithm and Monte Carlo Simulation (MCS) using MATLAB are applied and the proposed method has been tested on IEEE-RTS and the numerical results have been analyzed.

    Keywords: Wind farm, Power system security, Particle Swarm Optimization, Monte Carlo simulation, MATLAB
  • S. bouzarjmehri *, H. barati Pages 12-23

    Since distribution networks incorporate a large share of the losses in power systems, reducing losses in these networks is one of the most important issues of global networks, including issues that have always been taken into consideration. There are several ways to reduce losses in distribution networks, one of which is the installation of distributed generation units. Renewable sources can supply a clean and smart solution to the increased demands. Thus, Photovoltaic (PV) and Wind Turbine (WT) are taken here as resources of Distributed Generation (DG). Location and sizing of distributed generation have affected largely on the system losses. In this article, Exchange Market Optimization Algorithm (EMA) is proposed for optimal location and sizing of DG based renewable sources for the 69 buses distribution system. The exchange market algorithm on IEEE radial distribution system is simulated and studied using Matlab software and the results of the exchange market algorithm are compared with other algorithms. The results show the effectiveness of the exchange market algorithm in finding the optimal location and sizing of DG to reduce losses and improve the voltage profile.

    Keywords: Distributed Generation, Exchange Market Algorithm, Optimal placement, Voltage profiles, Loss reduction
  • Ehsan Akbari* Pages 24-33

    In this paper, a new structure of Dynamic Voltage Restorer (DVR) based on a mixed modular multi-level inverter (M3I) is proposed, which is capable of compensating for voltage sag, swell and flickers for sensitive loads. The mixed modular multi-level inverter is made up of fewer IGBTs and less circuitry than similar structures. Due to the low number of DC inputs and the lack of electrolyte capacitors in the inverter structure, the control of this inverter is simple to produce the desired voltage. This inverter is made up of three inverters, a single-phase bridge, a triple-inverters, and auxiliary cells to increase the number of line-to-line voltage levels. The inverter also has the ability to produce a number of higher output voltage levels and less harmonic distortion, which makes this structure possible in the power quality compensation grid. The switching method of controlling the closest NLC level in the proposed inverter is used to create the desired waveform. The pre-sag control method was used to control the proposed DVR and use the synchronous reference frame (SRF) method to anomalous detection of grid voltage fluctuations. To investigate and validate the proposed DVR performance, simulations are carried out in the MATLAB / SIMULINK software environment, and the results indicate that the proposed DVR is desirable for optimum performance and performance in voltage sag, swell, and flicker of the power distribution grids.

    Keywords: Dynamic Voltage Restorer (DVR), Mixed Modular Multi-level Inverter, Voltage sag, Voltage swell, Voltage flicker, NLC control
  • Ehsan TavasoliNEjhad*, Afshin Lashkarara Pages 34-43

    Increased demand for electrical energy and the lack of development of the transmission network, has made transmission systems, as an intermediary between production and consumption, be more pressed. If the transmission network is not able to correct the desired interactions in the market congestion occurs in the electricity market. If this density is not controlled leading to a rise in market prices and monopolies in sales. One of the effective ways to deal with the issue is the use of FACTS devices such as TCSC, by changing the transmission line impedance, it has the ability to control the power flow of the transmission lines. Therefore, finding the capacity and location of these devices, it is a necessity for power system operators. In this thesis, an optimization method is used to find the number, the installation location and optimal capacity of the TCSC are intended to control network congestion. The goal of the optimization problem is to improve the voltage profile, improve transient stability and reduce operating costs. For this purpose, the Multi-objective particle swarm optimization based on global margin ranking has been used to solve the problem. In this research, several scenarios have been presented to illustrate the effect of adding TCSC to the network. The proposed method has been implemented on the New England Testing System, which has been used for this purpose by the Matlab software environment. The results obtained by the proposed algorithm indicate the accuracy and efficiency of the proposed method.

    Keywords: Congestion Management, FACTS devices, TCSC, Multi-objective particle swarm optimization based on global margin ranking, Transient Stability, Voltage Profile
  • Asma Farokhfar*, Hasan Barati Pages 44-51

    The usage of scattered sources of production and capacitor banks is increasing due to the development of distribution networks as well as increasing demand for electricity. Discontinued power plants and capacitors, if connected to a power grid in the right place, will have various effects, including loss reduction, improved voltage profiles, and increased network reliability. This dissertation is devoted to reducing losses of the distribution system to the simultaneous optimal location of distributed generation sources and capacitors in radial distribution systems. For this purpose, the sinus cosine algorithm (SCA), which is inspired by simple maths, is used. Simulation on the 69 IEEE bus interfaces. The simulation results show the efficiency of the proposed algorithm in the problem of optimal location of simultaneous distributed generation sources and capacitors in radial distribution systems to reduce losses and improve the voltage profile compared to other optimization algorithms used in this field.

    Keywords: Cosine sinus (SCA) algorithm, capacitor, distributed generation sources (DG), radial distribution systems, power losses
  • Morteza Kazemi*, Afshin Lashkar Ara Pages 52-60

    In this paper, the location of the FACTS system in ring power systems with the presence of wind turbines and thermal units has been made. Equipment required by STATCOM and TCSC. Using this equipment can increase the operation of the system. Therefore, the location of this equipment is considered with optimal load distribution. The purpose of optimal load distribution is to minimize the cost of generating power generation. Simulation is implemented by MATLAB software. The gravitational search algorithm has been used to solve the problem and the IEEE 39-channel network has been used to implement the proposed method.

    Keywords: Optimal load distribution, Gravitational search algorithm, Wind turbines, Cost of operation