فهرست مطالب

مجله مهندسی برق و الکترونیک ایران
سال نهم شماره 2 (پاییز و زمستان 1391)

  • تاریخ انتشار: 1391/11/14
  • تعداد عناوین: 7
|
  • مهدی روح الامینی، مسعود رشیدی نژاد صفحه 1
    برنامه ریزی همزمان انرژی و ذخیره کنترل فرکانس، از جمله موضوعات مورد توجه محققین در برخی پژوهش های اخیر بوده است. لیکن در این پژوهش ها از محدودیت های عملیاتی واحدها و شبکه قدرت صرفنظر گردیده است. بنابراین اجرایی بودن جواب نهایی تضمین نمی گردد. بی تردید موجه بودن جواب نهائی در گرو مدلسازی محدودیت های یاد شده در ساختار مسئله ی درمدار قرار گرفتن واحدها است که شروط تامین ذخیره کنترل فرکانس را نیز در بر دارد. در این مقاله، قابلیت های واحدهای پیشرفته نیروگاهی و ومحدودیت های فنی آنها مورد توجه بوده و علاوه براین محدودیت گرفتگی در خطوط انتقال به کمک روش پخش بار مستقیم درساختار مسئله بهینه سازی مدل گردیده است. سپس به کمک الگوریتم ژنتیک باینری به حل مسئله برنامه ریزی تدارک همزمان انرژی و ذخیره کنترل فرکانس اولیه در قالب یک روش ابتکاری پرداخته شده است. در پایان نیز روش ارائه شده بر روی سیستم استاندارد 39 شینه IEEE شبیه سازی می شود. نتایج ارائه شده نشان از دقت و کارائی روش پیشنهادی دارد. در این بررسی،مدل بازار مشابه بازار ایران بصورت پرداخت براساس پیشنهاد می باشد.
    کلیدواژگان: افت فرکانس مجاز، الگوریتم ژنتیک، برنامه ریزی همزمان، تراکم، ذخیره اولیه، نرخ بارگیری
  • محسن حمزه، شاهرخ فرهنگی، مجید صنایع پسند صفحه 11
    با روند افزایش استفاده از منابع تولید پراکنده در شبکه های توزیع، تحلیل عملکرد حفاظت های ضدجزیره ای در حالت جزیره ای چند اینورتری از اهمیت بسزایی برخوردار می باشد. در این مقاله روش جدیدی در تحلیل عملکرد حفاظت های ضدجزیره ای منابع تولید پراکنده که اساس روش آنها انحراف فرکانس می باشد، در حالت چند اینورتری ارائه می شود. این روش فراگیر بوده و می تواند عملکرد انواع روش های حفاظت جزیره ای فرکانسی فعال و غیرفعال را در حالت چند اینورتری مورد تحلیل قرار دهد. ناحیه غیر قابل تشخیص در حالت چند اینورتری در صفحه ای متشکل از پارامترهای بار جزیره تعیین می شود. با توجه به روش تحلیلی ارائه شده عملکرد روش های مختلف حفاظت ضدجزیره ای بر مبنای انحراف فرکانس در حالت چند اینورتری با یکدیگر مقایسه می شوند. شبیه سازی هایی در نرم افزار PSCAD انجام می شود و صحت روش پیشنهادی اثبات می گردد.
    کلیدواژگان: حفاظت ضدجزیره ای، انحراف فرکانس، ناحیه غیرقابل تشخیص، جزیره چند اینورتری، فیدبک مثبت، ضریب برش
  • جعفر عبادی، محمدحسین جاویدی دشت بیاض، ناصر پریز صفحه 19
    کنترل تولید متناسب با تغییرات بار از مهمترین وظایف سیستم های قدرت به منظور بهره برداری ایمن از واحد های نیروگاهی می باشد. به همین دلیل سیستم کنترل بار-فرکانس در واحدهای نیروگاهی یکی از مهمترین بخش های نیروگاه محسوب می گردد. این سیستم تحت عنوان سیستم کنترل اتوماتیک بار فرکانس شناخته می-شود.اگر چه در مطالعات مرتبط با سیستم های قدرت به تغییرپذیری توان تولیدی توربین های نیروگاهی در اثر تغییر سرعت اشاره شده است، با این حال، تاکنون این اثر در مدل سازی های مرسوم برای حلقه کنترل بار-فرکانس یا لحاظ نگردیده است و یا اثر آن بصورت توام در ضریب وابستگی بار به فرکانس منظور شده است.این در حالی است که، ضریب وابستگی بار به فرکانس اساسا مرتبط به شبکه می باشد ولی ضریب دمپینگ توربین ها که در مدل سازی مرسوم حلقه کنترل لحاظ نمی گردد، از خصوصیات توربین بوده و برای توربین های مختلف، تاثیر آن متفاوت می باشد.
    در این مقاله، مدل توسعه یافته ای برای حلقه کنترل بار-فرکانس ارائه گردیده و با شبیه سازی برروی یک شبکه چندماشینه نشان داده شده است که استفاده از مدل مرسوم در برخی از مطالعات ممکن است به نتایج وتحلیل های ناصحیح منجر گردد. به کمک مدل ارائه شده می توان ضمن لحاظ نمودن ضریب دمپینگ توربین تک تک واحدهای نیروگاه ها، به تحلیل نقش هر کدام در مطالعات پرداخت، ضمن اینکه در پیچیدگی مطالعات تغییر چندانی ایجاد نمی گردد.
    کلیدواژگان: کنترل فرکانس، حلقه کنترل بار، فرکانس (ALFC)، ضریب دمپینگ توربین، توسعه مدل
  • محمد فرشاد، محمدحسین جاویدی دشت بیاض، جواد ساده صفحه 29
    بهره گیری از تولیدات پراکنده و تشویق افراد به سرمایه گذاری های غیر کلان در زمینه تولید، می تواند علاوه بر کاهش نیاز به سرمایه گذاری در زمینه توسعه شبکه انتقال و تولید نیروگاهی، مزایای فراوانی از جمله بهبود ساختار رقابتی بازار برق و کاهش هزینه های تامین انرژی الکتریکی داشته باشد. در این مقاله، قانونی تشویقی برای سرمایه گذاری در زمینه تولیدات پراکنده در یک بازار با قانون تسویه تمایزی پیشنهاد شده است. همچنین، اثرات قانون تشویقی مذکور از دو دیدگاه سرمایه گذار تولید پراکنده و بهره بردار مستقل سیستم مورد بررسی قرار گرفته اند. در این رابطه، جهت بررسی اثرات قانون تشویقی سرمایه گذاران تولیدات پراکنده، الگوریتمی بر اساس تکنیک شبیه سازی مونت کارلو و روش بهینه سازی الگوریتم ژنتیک (GA) به منظور جایابی و تعیین ظرفیت بهینه تولیدات پراکنده ارائه و پیشنهاد گردیده است. الگوریتم پیشنهادی بر روی سیستم 30 باسه IEEE اجرا شده و نتایج مورد بررسی قرار گرفته اند.
    کلیدواژگان: تولید پراکنده، قانون تسویه تمایزی، جایابی و تعیین ظرفیت بهینه، مونت کارلو، الگوریتم ژنتیک
  • مصطفی رجبی مشهدی، محمدصادق قاضی زاد، محمدحسین جاویدی صفحه 39
    از مسائل مهم و مورد توجه طرحان بازار برق، کاهش قیمت برق و نوسانات آن در کوتاه مدت می باشد. کاهش قیمت برق و نوسانات آن موجب کاهش ریسک بازار و افزایش امنیت خرید انرژی برای مصرف کنندگان می-گردد. در این مقاله، فن آوری انتخاب و بکارگیری نرخ بارگیری سریع واحدهای نیروگاهی پیشرفته در برنامه ریزی همزمان انرژی و ذخیره اولیه کنترل فرکانس اولیه معرفی شده و سپس نقش آن در کاهش هزینه خرید انرژی و ذخیره ی اولیه کنترل فرکانس مورد بررسی و تحلیل قرار می گیرد. نتایج حاصله از شبیه سازی برای سناریوهای مختلف قیمت دهی فروشندگان نشان می دهند که در صورت بکارگیری نرخ بارگیری سریع، قیمت انرژی تمام شده و نیز نوسانات آن کاهش می یابد. به علاوه، نتایج حاصله از شبیه سازی در بارهای مختلف نشان می دهند که در بسیاری از موارد ممکن است استفاده از نرخ بارگیری سریع در بارحداقل ضرورتی نداشته باشد، درحالی که در بارهای زیاد(پیک) امری ضروری است. از طرفی، بکارگیری نرخ بارگیری سریع از نظر اقتصادی در بارهای میانی نزدیک پیک توجیه پذیر بوده و در بارهای کمتر بسته به هزینه های استهلاک نرخ بارگیری سریع، ممکن است توجیه پذیر گردد.
    کلیدواژگان: نرخ بارگیری سریع، نوسان قیمت، ذخیره ی اولیه، برنامه ریزی همزمان، کنترل فرکانس
  • امیر موسی حدادی، علیرضا جلیلیان، احد کاظمی صفحه 49
    در این مقاله روش جدیدی برای تخمین بهینه هارمونیک ها با استفاده از الگوریتم ترکیبی IGHS ارائه شده است. مساله تخمین بهینه هارمونیک ها یک مساله غیر خطی در تخمین فاز و فرکانس و یک مساله خطی در تخمین دامنه می باشد. در حالی که الگوریتم ترکیبی IGHS برای تخمین فاز و فرکانس مولفه های هارمونیکی سیگنال در حضور نویز مورد استفاده قرار می گیرد، برای تخمین دامنه، از روش حداقل مربعات استفاده می شود. بهبود زمان اجرای الگوریتم و درصد خطا در مقایسه با سایر روش های موجود برای تخمین هارمونیک ها، نظیر تبدیل فوریه، الگوریتم ژنتیک، PSO و FBF نشان داده شده است. کارایی الگوریتم معرفی شده در تخمین میان هارمونیک ها، زیرهارمونیک ها و همچنین تشخیص وجود انحراف فرکانس نشان داده شده و عملکرد آن در صورت وجود مولفه DC میرا شونده نیز بررسی شده است.
    کلیدواژگان: الگوریتم تکاملی، تخمین بهینه، هارمونیک، جستجوی همساز
  • حجت مویدی راد، محمد علی شمسی نژاد، محسن فرشاد صفحه 59
    یکی از قدرتمندترین روش های کنترل درایو موتور القایی روش کنترل برداری مستقیم می باشد. این روش کنترلی وابسته به تخمین شار است. در روش کنترل برداری مستقیم مدل ولتاژ، در محدوده ی سرعت های پایین، به دلیل وقوع افت ولتاژ بر روی مقاومت استاتور، تخمین شار با خطای زیادی همراه خواهد شد که به نوبه ی خود عملکرد درایو موتور القایی را مختل می کند. اکثر محققین برای رفع مشکل فوق از تخمین مقاومت استاتور استفاده کرده اند. یکی از بحث های مهم دیگر در موتور القایی، بهبود پاسخ زمانی موتور است که در بعضی از کاربری های خاص از اهمیت بالایی برخوردار است. هدف این مقاله، بهبود پاسخ زمانی درایو موتور القایی (از منظر: سرعت پاسخ دهی، ریپل پاسخ و خطای ماندگار ردیابی) و حل مشکل تخمین شار برای سرعت های پایین بدون استفاده از ایده ی تخمین مقاومت استاتور است. برای رسیدن به این اهداف، روشی برای جبران شار روتور ارائه شده است که اهداف ذکر شده را برآورده می کند. در این مقاله پروفایل سرعت به خوبی بهبود یافته است. روش پیشنهادی با استفاده از اطلاعات یک ماشین القایی موجود در نرم افزار متلب، در محیط سیمولینک شبیه سازی شده است که نتایج شبیه سازی شده موید ادعاهای ارائه شده هستند.
    کلیدواژگان: بهبود پاسخ زمانی، جبران شار، درایو موتور القایی، سرعت پایین، کنترل برداری مستقیم
|
  • M.Rouholamini, M.Rashidinejed Page 1
    The simultaneous scheduling of energy and primary reserve is one of most important recent researches. However, in these researches, operation constraints and transmission limitations have been neglected. So it is possible that the power flow results be infeasible since some real constraints are not considered. In this papercongestion constraint intransmission lines, technical capabilities and real constraints of modern generating units are considered in modeling of optimization problem. Congestion constraint is applied using DC power flow. Optimization problem is solved using anovel method based on binary genetic algorithm. Finally, the proposed method has been implemented on IEEE-39 bus case system. The obtained results verify the efficiency of proposed method. In this survey, it is assumed that the market structure is pay as bid.
    Keywords: Primary Reserve, Simultaneous Scheduling, Load Ramp Rate, Genetic Algorithm, Technical Capabilities, Allowed Frequency Deviation, Congestion
  • M. Hamzeh, Sh. Farhangi, M. Sanaye Pasand Page 11
    Because of high penetration of distributed resources in the distribution networks, the analysis of islanding protection in the multiple inverters situation has become of a great importance. In this paper a new method which analyzes the frequency based anti-islanding protection in the multiple inverters situation, is presented. The method has wide domain of applicability and analyzes the operation of different active and passive methods in multiple inverters situation. The non-detection zone in the multiple inverters situation is determined in a plane consisted of the island load parameters. By this method the effectiveness of different frequency based anti-islanding protection can be compared in multiple inverters situation. The simulations are performed in PSCAD environment, which verifies the capability of the proposed method.
    Keywords: Anti, islanding Protection, Frequency Drift, Non, Detection Zone, Multiple Inverters Situation, Positive Feedback, Chopping Fraction
  • J. Ebadi M. H. Javidi Dasht Bayaz, N. Pariz Page 19
    Maintaining desired megawatt output of a generator unit is an essential role of Automatic Load-Frequency Control (ALFC) loop for secure operation of power system. In modeling this control loop, a major part concerns with the modeling of the mechanical behavior of turbine-generator. While, the efficiency of turbines normally depends on the speed they are operated, in most studies it is not included in the accurately modeling. In cases that this dependency is considered, its effect, together with load frequency dependency is included in load frequency factor (D). On other hand, it should be mentioned that the frequency dependency of a turbine indicated by its damping coefficient relates to its own physical properties, while the load frequency dependency concerns to the rest of the system. Therefore, considering these two properties in the modeling with one parameter may not accurately express the characteristics of the whole system. In this paper, a developed model for automatic load frequency control loop is proposed in which the turbine dependency coefficient is accurately considered. It is shown that while the traditionally used approximate models for ALFC may lead to not acceptable conclusions, accurate modeling of ALFC will result in more accurate and reliable results.
    Keywords: Frequency Control, Automatic Load Frequency Control (ALFC), Damping Coefficient of Turbine, Model Development
  • M. Farshad, M. H. Javidi Dasht Bayaz, J. Sadeh Page 29
    Encourage people to investment in small-scale electricity generation and expansion of dispersed generation (DG) may have several advantages such as, reducing the needs for investment in power plantsand transmission network developments, improving the competitiveness of electricity market and moderating the costs of electrical energy procurement. In this paper, an encouraging market rule in a pay-as-bid system is proposed to accelerate the appropriate investments in DG units. The proposed rule is viewed and analyzed from the perspective of DG investor and Independent System Operator (ISO) using a novel DG placement and sizing algorithm based on Monte Carlo and Genetic Algorithm (GA). The proposed algorithm is implemented on IEEE 30-bus test system under the encouraging rule and the simulation results are presented and discussed.
    Keywords: Dispersed Generation, Pay, as Bid Settlement Rule, Optimal Placement, Sizing, Monte Carlo, Genetic Algorithm
  • Mostafa Rajabi Mashhadi, M. Sadegh Ghazizadeh M. Hossein Javidi Page 39
    Frequency control, as an ancillary service, is usually provided by generation reserves. In modern generating units the ramp rate limit can be selected; e.g. their ramp rate can be selected to be either normal or fast. In this paper, the impact of selecting the fast ramp rate of generating units on electricity price and its volatility is investigated in simultaneous scheduling of energy and primary reserve. Simulation results show that using this capability of generating units, results in reduction of both the electricity price and its volatility. While, in minimum load condition, this capability may not necessarily be effective, it will be very essential for peak load condition. The effectiveness of this capability for medium load conditions depends on the load value and the units committed.
    Keywords: Fast Ramp Rate, Volatility Price, Primary Reserve, Simultaneous Scheduling, Frequency Control
  • A. M. Haddadi A. Jalilian A. Kazemi Page 49
    This paper presents an improved global-best harmony search (IGHS) method to estimate the harmonics in power systems. It utilizes IGHS to estimate the harmonic components of a distorted signal along with adaptive noise. The harmonic estimation problem is linear in amplitudes and nonlinear in phases and frequencies. IGHS is used to estimate phases and frequencies, whereas the least square (LS) method is used to estimate the amplitudes. The improvements in error, as well as the running time compared with the conventional discrete Fourier transform, genetic algorithm method, particle swarm optimizer with passive congregation (PSOPC) and Fuzzy Bacterial Foraging (FBF) is explained in this paper. The results show that new method is able to estimate integral harmonics, inter harmonics and sub-harmonics even in the presence of fundamental frequency deviation and decaying DC component with quite acceptable performance.
    Keywords: Evolutionary Algorithms, Optimal Estimation, Harmonisc, Harmony Search
  • Hojat Moayedi Rad, Mohammad Ali Shamsi Nejad Mohsen Farshad Page 59
    One of the most important control methods in induction motor is direct vector control. This method is based on rotor flux estimation using stator voltage. The machine voltage is low in The voltage model for low speed and voltage drop over the stator resistance is not negligible in front of stator voltage. Thus the stator flux estimation using voltage method is not precise. Some methods are based on estimation of stator resistance to decrease speed error. In this study, we propose a new method by modifying rotor flux. By this way not only drive performance is good in low speed but also the dynamic response became more rapid. In this paper, speed profile has improved. The simulation results by Matlab- Simulink confirm the new proposed method.
    Keywords: Direct Vector Control, Flux Compensation, Improvement of Dynamic Response, Induction Motor Drive, Low Speed