فهرست مطالب
نشریه تحقیقات نوین در سیستم های قدرت هوشمند
سال چهارم شماره 2 (پیاپی 10، پاییز و زمستان 1394)
- تاریخ انتشار: 1394/12/11
- تعداد عناوین: 6
-
صفحات 1-10
تولید انرژی الکتریکی برای سیستم های قدرت با هدف کمینه سازی کل هزینه ی تولیدی برای واحدهای فعال موجود در شبکه قدرت، از مهم ترین مباحث برای سیستم های مدرن امروزی می باشد. به بیانی دیگر هدف از پخش بار اقتصادی، برنامه ریزی بهینه و مناسب برای واحدهای تولید با در نظر گرفتن عوامل و محدودیت های غیر خطی موجود در شبکه قدرت و واحدهای تولیدی می باشد. در این مقاله مساله پخش بار اقتصادی با در نظر گرفتن محدودیت های غیر خطی از جمله تلفات شبکه انتقال، اثر شیر بخار برتابع هزینه تولیدی، توازن تولید و مصرف در سیستم، مناطق عملیاتی ممنوع، حدود تولید و نرخ های افزایشی و کاهشی (ramp rate) به یک مساله بهینه سازی تبدیل شده و در نهایت با استفاده از الگوریتم سینوس کسینوس (SCA) و در محیط نرم افزاری MATLAB به حل آن پرداخته شده است. به منظور ارزیابی کارآیی روش پیشنهاد شده، سیستم های آزمایشی 6 و 13 واحده به عنوان مطالعات موردی با توابع هزینه سوخت افزایشی استفاده شده اند. نتایج شبیه سازی بدست آمده توسط این الگوریتم پیشنهادی با نتایج بدست آمده توسط دیگر الگوریتم های موجود در مراجع مقایسه شده است. نتایج عددی، توانایی حل مساله پخش بار اقتصادی با الگوریتم SCA را نسبت به سایر الگوریتم ها نشان می دهد .
کلیدواژگان: الگوریتم سینوس کسینوس، توزیع اقتصادی، اثر شیر بخار، استراتژی جستجوی اکتشافی -
صفحات 11-15
در این مقاله، طراحی و شبیه سازی یک مبدل تمام پل شیفت فازی تحت سوییچینگ ولتاژ صفر(ZVS) ارایه شده است. مبدل DC/DC تمام پل با مدولاسیون شیفت فازی، به واسطه ی تلفات سوییچینگ کم، کاربرد زیادی در وسایل الکتریکی توان و ولتاژ بالا دارد. در این مقاله یک مبدل تمام پل شیفت فازی با توان 3KW و فرکانس سوییچینگ 100KHz طراحی و با استفاده از نرم افزار PSIM به منظور آنالیز مدار برای ساخت عملی، شبیه سازی شده است. این مبدل برای سیستم های تولید انرژی ترکیبی(HES) که دارای روش کنترلیState Space هستند، مانند انرژی های نو در نظر گرفته شده است. روش کنترلیState Space قادر است چندین منبع الکتریکی مانند فوتوولتاییک و نیروی باد را کنترل کند. نتایج شبیه سازی در این نوع مبدل ها نشان می دهد که در حالت بار کامل بازده ای بالاتر از %90 به دست می آید.
کلیدواژگان: مبدل تمام پل شیفت فاز، سوئیچینگ تحت ولتاژ صفر، مبدل DC، DC، تولید انرژی ترکیبی -
صفحات 16-27
امروزه بهره برداری از ژنراتور دو سو تغذیه در نیروگاه های بادی در حال گسترش می باشد، علت این امر راندمان بالای آن ها نسبت به سایر ژنراتورها و انعطاف پذیری شان در کنترل توان های اکتیو و راکتیو می باشد. یکی از مهم ترین موضوعات در توربین های بادی مجهز به ژنراتور القایی دو سو تغذیه (DFIG)، قابلیت عبور از ولتاژ پایین (LVRT) در هنگام وقوع خطا یا افت ولتاژ ناگهانی شبکه می باشد. نیاز LVRT به منظور عبور از ولتاژ پایین و متصل ماندن واحد تولیدی به شبکه، در هنگام هر نوع خطا مطرح می شود. در طی بروز خطا در شبکه الکتریکی، جریان سیم پیچی های استاتور افزایش می یابد و به دلیل تزویج مغناطیسی میان سیم پیچی های روتور و استاتور این جریان در سیم پیچ های روتور و مبدل الکترونیک قدرت طرف روتور نیز ظاهر می گردد و منجر به آسیب دیدن سیم پیچ های روتور و مبدل طرف روتور و از مدار خارج شدن DFIG می شود، در نتیجه باید با اعمال روش هایی مانع از صدمه دیدن مدار روتور و مبدل آن و خروج DFIG از شبکه شد. در این مقاله به منظور بهبود قابلیت عبور از ولتاژ پایین توربین بادی مجهز به DFIG از بازیاب دینامیکی ولتاژ (DVR) مبتنی بر اینورتر چند سطحی مدولار شده با اتصال آبشاری بر پایه ساختار نیم سلولی با اتصال ستاره دوبل (MMCC-DSCC) استفاده شده است. با جبران سازی افت ولتاژ توسط DVR پیشنهادی، امکان عملکرد عادی DFIG در حین وقوع خطا (افت ولتاژ) فراهم می شود. با توجه به عملکرد DFIG در شرایط خطا مقدار ولتاژ تزریقی توسط DVR بسیار حایز اهمیت بوده زیرا افزایش بیش از حد ولتاژ، عملکرد سیستم را تحت تاثیر قرار می دهد. به منظور رفع این مشکل و افزایش قابلیت پایدار ماندن پس از وقوع خطا، از سیستم کنترل تناسبی-انتگرالی (PI) استفاده شده است و جهت کاهش هارمونیک های ولتاژ تزریقی DVR از اینورتر چند سطحی (MMCC-DSCC) در ساختار DVR بهره گرفته ایم. نتایج به دست آمده از شبیه سازی ها در محیط نرم افزاری MATLAB/SIMULINK نشان می دهد که DVR پیشنهادی تاثیر بسیار خوبی در بهبود LVRT توربین بادی مجهز به DFIG دارد.
کلیدواژگان: افت ولتاژ، بازیاب دینامیکی ولتاژ، توربین بادی مبتنی بر DFIG، قابلیت عبور از ولتاژ پایین (LVRT)، اینورتر MMCC-DSCC -
صفحات 28-34
ایده مبدل شبه منبع امپدانسی از مبدل منبع امپدانسی گرفته شده است. اینورتر شبه منبع امپدانسی برای اولین بار در سال 2007 پیشنهاد شد. این مبدل تمام توانایی های مبدل منبع امپدانسی را دارا می باشد و می توان آن را برای تبدیل توان dc-to-ac، ac-to-dc، ac-to-ac و dc-to-dc استفاده نمود. مبدل شبه منبع امپدانسی یک شبکه امپدانس منحصر به فرد متشکل از دو سلف، دو خازن و دو المان سوییچینگ است. از مزایای مبدل شبه منبع امپدانسی می توان جریان ورودی پیوسته ، کاهش ظرفیت عناصر مانند ظرفیت خازن وسلف ، بهره ولتاژ بالا، افزایش قابلیت اطمینان مبدل را نام برد. یکی از ویژگی های آن توانایی افزایش ولتاژ ورودی به سطح مرجع مورد نظر با کمترین ریپل ونوسان در خروجی است. در این پژوهش برای توصیف اصل کار و کنترل، در قسمت اول قسمت های مبدل شبه منبع امپدانسی و اصول عملیاتی آن را توضیح می دهد. معادلات حاکم بر ساختار مبدل شبه منبع امپدانسی داده شده است. سپس به منظور تبدیل توان DC-DC از این مبدل استفاده شده است که کنترل آن با استفاده از منطق فازی می باشد در آخر، مبدل شبه منبع امپدانسی با روش کنترل فازی در محیط نرم افزار Matlab/Simulink و با استفاده از toolbox fuzzy شبیه سازی و نتایج آن نشان داده شده است.
کلیدواژگان: مبدل سوئیچینگ، شبکه امپدانسی، مبدل شبه منبع امپدانسی، منطق فازی، کنترل دامنه ولتاژ -
صفحات 35-45
دراین مقاله روشی برای کنترل مد لغزشی (SMC) بار فرکانس یک سیستم قدرت سه ناحیه ای شامل توربین بدون بازگرمایش، توربین بازگرمایش و توربین هیدورلیکی مبتنی بر مد لغزشی (با پارامترهای بهینه شده) ارایه میگردد. در فرآیند مدلسازی، باند مرده گاورنر و محدودیت نرخ تولید نیز در نظر می شود. هدف اصلی، تنظیم خطای فرکانس، خطای توان خطوط ارتباطی و خطای کنترل هر ناحیه در حضور اغتشاشات بار و عدم قطعیت های سیستم می باشد. بهینه سازی با استفاده از الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات انجام شده است. با شبیه سازی درمحیط متلب کنترل کننده پیشنهادی با کنترل کننده PI سنتی (که پارامترهای آن نیز بهینه شده) مقایسه گردیده و مقاوم بودن کنترل کننده مد لغزشی در برابر اغتشاشات بار و تغییرات پارامترهای سیستم آزموده می شود.
کلیدواژگان: کنترل بار فرکانس، کنترل مد لغزشی سیستم به هم متصل سه ناحیه ای، بهینه سازی ازدحام ذرات -
صفحات 46-54
یکی از روش های موثر جهت پاسخ گویی به رشد بار و تامین سطح مشخصی از قابلیت اطمینان، استفاده از منابع تولید پراکنده می باشد. از جمله سیستم های تولید پراکنده بسیار پرکاربرد ، نیروگاه های خورشیدی می باشند. به جهت اهمیت ویژه خروج سیستم از حالت عملکرد که می تواند حجم بالایی از مشترکین را بی برق نماید، شاخص های مختلف قابلیت اطمینان مطرح می گردند. نصب نیروگاه های خورشیدی در شبکه توزیع، ولتاژ نقاط مختلف را تحت تاثیر قرار می دهد؛ لذا باید مکان و میزان توان تزریقی توسط واحدهای خورشیدی در شینه ها به نحوی تعیین گردد که بیشترین تاثیر را از لحاظ بهبود کیفیت ولتاژ و افزایش قابلیت اطمینان در مجموعه سیستم توزیع دارا باشد. در این مقاله هدف آن است تا با استفاده از الگوریتم بهینه سازی چند هدفه اجتماع ذرات جایابی مناسب برای واحد خورشیدی حاصل و در نتیجه آن بهبود تلفات سیستم و شاخص های قابلیت اطمینان آن تامین شود. روش پیشنهادی با استفاده از نرم افزار MATLAB بر روی سیستم روی بیلینتون (RBTS) اعمال شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد نیروگاه های خورشیدی با توجه به مشخصات، تکنولوژی و مکان اتصال به شبکه، می توانند تاثیرات مثبتی از جمله بهبود قابلیت اطمینان و بهبود کیفیت ولتاژ روی شبکه های توزیع بوجود آورند.
کلیدواژگان: سیستم تولید توان خورشیدی، جایابی بهینه، الگوریتم بهینه سازی اجتماع ذرات، سیستم توزیع، قابلیت اطمینان
-
Pages 16-27
Today, the use of a Doubly-Fed Induction Generator in wind farms is expanding, due to their high efficiency compared to other generators and their flexibility in controlling active and reactive power. One of the most important topics in wind turbines is the DFIG, Low-Voltage Ride-Through (LVRT), in the event of an fault, or a sudden voltage sag across the grid. The requirement for Low-Voltage Ride-Through to cross the low voltage and to connect the unit to the grid is considered when any fault occurs. During the electrical grid fault, the current of the stator windings increases. Because of the magnetic coupling between the rotor and stator routers, this current also appears in the rotor coil rotors and the electronic converter on the rotor's side. Causing damage to the rotor's and rotor's coils and the DFIG's outgoing circuit, thus preventing damage to the rotor circuit and its converter and the DFIG output from the network Became. In this paper, in order to improve the Low-Voltage Ride-Through, a DFIG-equipped wind turbine has been utilized from a Dynamic Voltage Restorer (DVR) based on a modular multi-level inverter Modular Multilevel Cascade Converter Double-Star Chopper -Cells MMCC-DSCC cascade connection. By compensating for the voltage sag by the proposed DVR, the normal operation of the DFIG during an error (voltage sag) is provided. Due to the DFIG performance in fault situations, the value of the injected voltage by the DVR is very important because over-voltage rise affects system performance. In order to solve this problem and increase the stability of stay after failure, a proportional-integral control system (PI) has been used. In order to reduce DVR injection voltage harmonics, a multi-level inverter (MMCC-DSCC) is used in the DVR structure. Let's go the results obtained from simulations in the MATLAB / SIMULINK software environment indicate that the proposed DVR has a very good effect on improving the LVRT turbine with DFIG.
Keywords: Dynamic Voltage Restorer, DFIG, LVRT, MMCC-DSCC, Voltage Sag -
Pages 28-34
Idea of Quasi-Z-Source converter gets for Z-Source converter. The Quasi-Z-Source Inverter was suggested in 2007. This power converter has total ability of Z-Source converter and can be used to implement dc-to-ac, ac-to-dc, ac-to-ac, and dc-to-dc power conversion. Quasi-Z-Source converter employs a unique impedance network (or circuit) to couple the converter main circuit to the power source. Other benefits Quasi-Z-Source are: Continuous input current ,Decrease capacity of element such as inductor and capacity in Z-network ,High voltage gain . The Quasi-Z-Source converter overcomes the conceptual and theoretical barriers and limitations of the traditional voltage-source converters. One of its features is the ability to increase the input voltage to a preferred level. To describe the operating principle and control, this paper focuses on an example: a Quasi-Z-Source converter for dc-ac power conversion. The first section describes Quasi-Z-Source converter parts and its operation principles. Next section first describes the fundamental concepts of Fuzzy Logic. Fuzzy Logic is a new way of thinking and describing things and for implementation of intelligence and smart machines and industrial robots whose basics are like the human kind. In the next chapter simulate the Quasi-Z-Source converter with Fuzzy control method.
Keywords: Power Electronic Converter, DC-AC converter, Z, Source Converter, Quasi-Z-Source converter, Fuzzy control, Fuzzy rules, Maximum Power Tracking (MPPT) -
Pages 35-45
Load frequency control (LFC) in power systems is one of the most important issues in the field of optimizing power system performance that attracted the attention of many researchers. In this work, a sliding mode based load frequency control is developed on a three-area interconnected power system. The power system contains non-reheat, reheat, and hydraulic turbines which are distributed in these three areas respectively. Both governor dead band and generation rate constraint are included in the model of this power system. Our control goal is to regulate the frequency error, tie-line power error and area control error despite the presences of external load disturbance and system uncertainties. Additionally, an optimization process is proposed for optimal adjustment of the sliding mode control parameters of each of the three areas, aimed at improving integral performance and step response characteristics such as amount of overshoot, steady state error, and sitting time. The optimization was performed using the particle swarm optimization (PSO) algorithm, which is one of the most powerful algorithms for nonlinear problems solving. The sliding mode based load frequency controller is simulated on this three-area interconnected nonlinear power system. The simulation results verify the effectiveness of the sliding mode controller. In addition, the performance of SMC is compared with an optimized PI controller. The comparison study shows the superiority of the SMC to the PI controller in term of control performance. They also demonstrate the robustness of the sliding mode controller against parameter variations and external disturbances.
Keywords: Load Frequency Control, Sliding Mode Control, Three-Area Interconnected Power System, Particle Swarm Optimization -
Pages 46-54
The use of distributed generation resources is an effective way for responding to load growth and providing a certain level of reliability. Solar power plants are of widely used distributed generation systems. Due to the particular importance of logging out a system of operating mode, which can interrupt a large number of customers served, different reliability indices are considered. Installing solar power plants in a distribution network affects voltage at different points. Therefore, placement and amount of power injected by solar cells into busbars should be determined so that to have maximum impact on the distribution system in terms of improving voltage quality and enhancing reliability. The present study aimed to find a suitable place for a solar plant, resulting in reduced system losses and enhanced reliability indices, using multi-objective particle swarm optimization algorithm. The proposed method is implemented using the MATLAB software on the Billington system (RBTS).The results show that solar power plants can have positive effects, such as improving reliability and improving the voltage quality on distribution networks, depending on the specifications, technology and location of the network connection
Keywords: Solar power generation system, optimal placement, particle swarm optimization algorithm, distribution system, reliability
©2000-2025 magiran.com All Rights Reserved.