فهرست مطالب

The Modares Journal of Electrical Engineering - Volume:12 Issue: 4, 2013

The Modares Journal of Electrical Engineering
Volume:12 Issue: 4, 2013

  • تاریخ انتشار: 1391/11/25
  • تعداد عناوین: 6
|
  • مصطفی غلامی، گئورگ قره پتیان*، محمد محمدی صفحات 1-12
    بدلیل نفوذ بالای مزارع بادی در شبکه ها، این منابع می توانند نقش بارزی در کنترل سیستم قدرت ایفا کنند. در این مقاله از مزارع بادی (WFs) به منظور افزایش حاشیه ی امنیت استاتیک سیستم قدرت استفاده شده است. یکی از روش های معمول برای بهبود حاشیه امنیت استاتیک سیستم قدرت برنامه ریزی مجدد تولید است. در این مقاله برنامه ریزی مجدد تولید برپایه ی مزارع بادی انجام شده است. به منظور ارزیابی وضعیت امنیت استاتیک سیستم قدرت از میزان توان اکتیو و راکتیو خالص تزریقی باس ها استفاده شده است. تعداد ویژگی های انتخابی به کمک یکی از مشهورترین روش های استخراج ویژگی به نام PCA کاهش یافته است. در این مقاله به این منظور از روش های استخراج ویژگی استفاده شده است که تاثیر همه ی ویژگی ها بر روی امنیت سیستم قدرت حفظ شود. در این مقاله برای دستیابی به بهینه ترین راهکار برای افزایش امنیت سیستم قدرت دو مسئله ی بهینه سازی برای دو استراتژی مختلف معرفی شده است. روش پیشنهادی بر روی شبکه 39 باسه پیاده سازی شده است و نتایج تاثیر الگوریتم انتخابی را به خوبی نشان داده است. در این مقاله از تبدیل ناتاف به منظور تولید اعداد تصادفی با ضریب همبستگی مشخص استفاده شده است.
    کلیدواژگان: ارزیابی امنیت استاتیک، درخت تصمیم گیری، کنترل پیشگیرانه، مزارع بادی
  • آ. معظمی، آ. کیومرثی*، ب. میرزاییان، م. نیرومند، س.م مدنی، ا. کریمی صفحات 13-21
    کنترل مستقیم گشتاور (DTC) ماشین سنکرون مغناطیس دائم داخلی (IPMSM) ساختار ساده و پاسخ دینامیکی سریع برای گشتاور، ارائه می کند. روش رایج کنترل مستقیم گشتاور که مبتنی بر جدول انتخاب ولتاژ است، معایبی همچون ریپل شار و گشتاور و همچنین فرکانس کلیدزنی متغیر، را دارا می باشد. این مقاله روش کنترل مستقیم گشتاور مبتنی بر جدول انتخاب ولتاژ بهینه شده ای را برای کاهش توامان ریپل شار و گشتاور با تاکید بر ساختار ساده و دینامیک سریع، ارائه می دهد. جدول انتخاب ولتاژ جدیدی تنها با دو بردار ولتاژ فعال برای هر ناحیه معرفی شده و باند هیستریزیس گشتاور با واحد محاسبه گر ضریب وظیفه جایگزین گردیده است. برای کاهش ریپل شار کنترلر رایج مبتنی بر باند هیستریزیس با روش ساده ی تزریق مثلثی فرکانس بالا (dithering) جایگزین شده است. واحد محاسبه گر ضریب وظیفه برای اعمال ضریب وظیفه به بردارهای انتخابی با هدف کمینه کردن ریپل گشتاور پیاده سازی شده است. افزایش فرکانس کلیدزنی در کنترل مستقیم گشتاور رایج به دلیل وجود تاخیر در تخمین شار و گشتاور؛ حتی زمانی که باندهای هیستریزیس به اندازه ی کافی کاهش پیدا کرده باشند، ممکن نیست. این مقاله با تلفیق روش محاسبه ضریب وظیفه و تزریق موج مثلثی فرکانس بالا، فرکانس کلیدزنی را افزایش می دهد. بنابراین، این روش شکل موج های با ریپل کمتری به طور همزمان برای شار و گشتاور ایجاد می کند. در روش پیشنهادی ساختاری مبتنی بر مقایسه ی شکل موج ها، برای محاسبه ی ضریب وظیفه استفاده شده است؛ بنابراین ویژگی های ذاتی روش کنترل مستقیم گشتاور مانند سادگی ساختار و پاسخ سریع تا اندازه ی زیادی حفظ شده اند.
    کلیدواژگان: کنترل مستقیم گشتاور (DTC) ماشین سنکرون مغناطیس دائم داخلی (IPMSM) ساختار ساده و پاسخ دینامیکی سریع برای گشتاور
  • سرلک، توکلی، سپهری* صفحات 23-31
    در این مقاله کنترل کننده مبتنی بر مدل پیش بین برای کنترل وضعیت و ردیابی اهداف هوایی مانند ماهواره ها توسط آنتن های زمینی ارائه گردیده است. مدل مورد بررسی یک آنتن دو درجه آزادی AZ-EL می باشد. موتورهای مغناطیس دائم به عنوان محرک های سیستم درنظر گرفته شده است.
    ساختار کنترل کننده پیشنهادی متشکل از دو کنترل کننده سری به ترتیب پیش بین و خطی سازی فیدبک است و هدف دستیابی به ردیابی پایدار و هموارتر و در عین حال مصرف انرژی کمتر نسبت به روش های کنترلی موجود می باشد. به منظور حذف اثر اغتشاشات موجود و افزایش کارآیی سیستم، در کنترل پیش بین پیشنهادی از انتگرال خطای موقعیت نیز بهره گرفته شده است.
    اغتشاشات واقعی بوجود آمده ناشی از باد و بار، مدل سازی شده و برای یک نمونه صنعتی واقعی محاسبه گردیده است. مسیر مرجع زوایای AZ-EL و زمان نمونه برداری، بر اساس داده های سنسورهای موجود در یک فرآیند ردیابی حقیقی درنطر گرفته شده اند.
    در انتها عملکرد بدست آمده سیستم با استفاده از کنترل کننده پیشنهادی با یک کنترل کننده تناسبی- انترالگیر مقایسه شده است و نتایج شبیه سازی بهبود حاصل گشته در عملکرد سیستم را نمایش می دهند.
    کلیدواژگان: تناسبی، انترالگیر مقایسه شده است و نتایج شبیه سازی بهبود حاصل گشته در عملکرد سیستم
  • محمدی، . موسوی، شایگان، عارفی* صفحات 33-42
    این مقاله با هدف جایابی بهینه خازنهای شنت در در شبکه توزیع با در نظر گرفتن ویژگی های احتمالی بارها ارائه شده است. تابع هدف اصلی در این روش مقاله، کاهش تلفات و بهبود پروفیل ولتاژ می باشد.در این مقاله از روش پیشرو و پسرو به منظور انجام محاسبات پخش بار در سیستم توزیع و روش الگوریتم جستجوی هماهنگ برای بهینه سازی استفاده شده است. جنبه های احتمالی و توابع احتمالی مسئله با استفاده از روش تخمین نقطه ای حل شده است. در این مقاله شاخصی جهت قابلیت اطمینان ارائه شده است. این شاخص میزان محدودیت ها و ریسک سیستم را در هنگامی که بارها به صورت احتمالی و تصادفی در نظر گرفته شوند را نشان می دهد. با استفاده از این شاخص می توان بهینه ترین مکان و مقدار خازن های شنت را با در نظر گرفتن کمترین ریسک در شبکه توزیع بدست آورد. روش پیشنهادی بر روی یک سیستم شعاعی 33 شینه آزمایش و نتایج آن ارائه شده است. نتایج شیه سازی نشان دهنده کارایی روش پیشنهادی می باشد
  • رحمانی، فکریان* صفحات 43-52
    ماکروگریدها شبکه های قدرت مقیاس کوچک، ولتاژ پایینی هستند که منابع انرژی پراکنده تجدیدپذیر را به همراه واسط های الکترونیک قدرت به کار می گیرند. ماکروگریدها به عنوان واحدهای کنترل شده مجزا و شبکه های توزیع فعال به سیستم های کنترل قابل انعطافی نیاز دارند تا عملکرد قابل اطمینان و ایمنی را در مدهای مختلف تضمین کنند. این عملکردهای متنوع ماکروگرید تغییراتی را در ولتاژ و فرکانس به ویژه در حالت جزیره ای موجب می شوند. یک روش کنترلی جدید به همراه دو الگوریتم بهینه سازی (الگوریتم ژنتیک و الگوریتم رقابت استعماری) برای حذف کردن هردوی اختلالات ولتاژ و فرکانس در این مقاله ارایه شده اند. همچنین یک مفهوم جدیدی از کنترل دروپ مرسوم در قالب یک کنترل کننده دروپ سریع طراحی شده است تا قابلیت اطمینان سیستم ماکروگرید را با همکاری یک کنترل کننده فرکانس جدید تضمین کند. نتایج شبیه سازی، رفتار درست رویکرد ارایه شده را در مقایسه با روش های قبلی نشان می دهند.
    کلیدواژگان: منابع انرژی پراکنده، ماکروگرید، کنترل کننده دروپ سریع، الگوریتم بهینه سازی، الگوریتم ژنتیک، الگوریتم رقابت استعماری
  • ح. احمدی نژاد، آ. شایگانی، م. محمدی *، ا. فرجاه صفحات 53-62

    در این مقاله الگوریتمی جهت دسته بندی پدیده های کیفیت توان بر مبنای روش ماشین بردار هسته ای (Core Vector Machine) ارائه شده است. در روش پیشنهادی در گام اول ویژگی های مربوطه بر اساس تبدیل موجک انتخاب و اطلاعات ورودی دسته بندی شده است. در گام دوم از روش های استخراج و انتخاب ویژگی بهترین ویژگی ها جهت دسته بندی پدیده های کیفیت توان استفاده شده است. در گام سوم از روش یادگیری ماشین بردار هسته ای استفاده شده و شبکه مربوطه آموزش داده می شود. در گام چهارم ارزیابی نتایج صورت می گیرد. نتایج شبیه سازی نشان دهنده کارایی روش پیشنهادی در مقایسه با دیگر روش های موجود می باشد.

    کلیدواژگان: نتایج شبیه سازی نشان دهنده کارایی روش پیشنهادی در مقایسه با دیگر روش های موجود می باش
|
  • Mustafa Gholami, Gvrvg Gharehpetian *, Mohammad Mohammadi Pages 1-12
    Due to the high penetration of wind farms in the networks, they can have a significant role in the control of power systems. In this paper, wind farms (WFs) are used to improve the static security margins of the power system. Generation rescheduling is one of the remedies to improve the static security margins of the power system. In this paper, the generation rescheduling is presented based on wind farms. To assess the security of the power system, the net active and reactive (generation minus demand) powers of all buses are selected as features. The numbers of the features are reduced based on one of the famous methods of the feature extraction methods named Principle Component Analysis (PCA). The feature extraction method is used to save all features effects on the security of the power system. In this paper, to find the most optimum way to improve the static security margins, two optimization problems are introduced for the two strategies presented. The proposed method is implemented on the IEEE 39-bus network and the results show its effectiveness on the static security margin. It should be mentioned that the proposed method can deal with correlated random variables. Nataf transformation is used to build more accurate and more realistic database to train the classifier to assess the static security margins of the power system. The real data of Iran's grid are used to validate the Nataf transformation
    Keywords: Static Security Assessment, Decision Tree, Preventive Control, Wind Farms
  • A. Moazami, A. Kiyoumarsi *, B. Mirzaeian, M. Niromand, S. M. Madani Madani, H. R. Karimi, Alavijeh Karimi, Alavijeh Pages 13-21
    The Direct Torque Control (DTC) of Interior Permanent Magnet Synchronous Motor (IPMSM) offers simple structure and fast torque response. The conventional Switching Table-based DTC (ST-DTC) presents some disadvantages like high torque and flux ripple and also variable switching frequency. This paper investigates the improved ST-DTC strategies to reduce both torque and flux ripple in DTC of IPMSM with emphasis on structure simplicity and fast dynamics. New switching table with only two active vectors for each sector is introduced and the torque control hysteresis band is replaced by duty cycle calculation unit. For flux ripple reduction, conventional hysteresis-based controller is replaced by simple dithering technique. The duty cycle calculation unit is implemented to operate on each selected vector with the aim of torque ripple RMS minimization. The increase of switching frequency in ST-DTC because of delay in torque and flux estimation process, actually, is not possible; even when hysteresis bands are sufficiently diminished. This paper incorporates the combination of duty cycle modulated DTC and dithering technique to enlarge switching frequency. It therefore provides smoother waveform concurrently for the motor torque and the flux. In the proposed method waveform comparison structure for duty cycle calculation is used; hence, the merits of classical ST-DTC, such as fast dynamic and simple structure, are mostly preserved
    Keywords: Direct torque control, duty cycle, ripples reduction, switching table
  • M. Sarlak, M. Tavakoli, M. Sepehri* Pages 23-31
    This paper develops new results on the use of model predictive control to regulate the attitude of a ground station antenna. Two degree of freedom AZ-EL pedestal is considered as ground station antenna. Permanent Magnet Synchronous Motors are taken into consideration as the best choice for satisfaction of control objectives as actuators. The design is based on a two cascade controller consist of MPC and a simple feedback linearization, respectively. The proposed approach provides more smooth tracking and lower energy consumption with respect to analogous works. The model predictive controller employs integral action, resulting in zero steady-state error and load torque disturbance rejection. Realistic disturbances caused by wind and load is considered and applied to an industry-sized pedestal. The reference data of azimuth and elevation angles are chosen from a real tracking mission. The comparison of simulation results by typical PI controller, verify the effectiveness of the proposed method.
    Keywords: Tracking, azimuth, elevation pedestal, MPC, PMSM drive
  • M. Mohammadi, M. Mousavi, A. Shayegani Shayegani, M.M. Arefi Arefi * Pages 33-42
    This paper presents a probabilistic confidence-interval based method for optimal placement of shunt capacitors in distribution networks by considering probabilistic characteristics of loads. The main objective function are reducing loss and improving the voltage profile. Backward forward sweep method has been employed to obtain the power flow results in distribution system. In addition, Integer Harmony Search Algorithm has been used to solve the optimization problem. The probabilistic aspects of problem have been solved using point estimation (PE) method. The novelty of this paper is introducing a confidence interval index using Gram-Charlier expansion. This index shows the risk of system to violate its security constraints when loads are considered as stochastic random variables. Using this index, planners can find the optimal sitting and sizing of capacitors in distribution systems based on their desired level of risk. Verification of the proposed method has been tested on 33-bus radial distribution system. Results demonstrate the effectiveness and merits of the proposed method.
    Keywords: Point Estimation method, Integer Harmony Search Algorithm, Optimal Capacitor Placement, Probabilistic Methods, Gram, Charlier expansion
  • R. Rahmani, A. Fakharian* Pages 43-52
    Microgrids are small-scale, low voltage (LV) power networks which employ renewable distribution energy resources (DERs) with power electronic interfaces (PEIs). Microgrids as single controlled units and active distribution networks require flexible control systems to ensure reliable and secure operation in different modes. These various operations of microgrid cause variations in voltage and frequency especially in island mode. In this paper, a new control method with two optimization algorithms (genetic algorithm (GA) & imperialist competitive algorithm (ICA)) are proposed to eliminate both voltage and frequency disturbances. Also, a new concept of conventional droop control in format of fast droop controller (FDC) is designed to guaranty the microgrid system reliability with cooperation of a modern frequency controller. Simulation results show the truth behavior of proposed approach in comparison with previous methods
    Keywords: Distribution energy resources (DERs), microgrid, fast droop controller (FDC), optimization algorithm, genetic algorithm (GA), imperialist competitive algorithm (ICA)
  • H. Adaminejad, I. Shayegani, M. Ohammadi, E. Farjah Pages 53-62

    Since it is essential to deliver smoothed sinusoidal voltage to the customers, diagnosing power quality (PQ) events has played important role in power delivery and conversion. This diagnostic scheme should be accurate to classify PQ events from other events in power system. Also it should be fast enough to rapidly mitigate PQ events. In this paper, an algorithm based on Core Vector Machine (CVM) has been introduced to classify power quality events. Feature selection method has also been applied to increase the accuracy of the classifier’s algorithm. Some features have been selected among several others extracted by wavelet transform. In addition, eight different classes are simulated due to the corresponding equations used in previous studies. Evaluating the performance of the algorithm, different indices have been used to assess the operation of the classifier’s algorithm. Simulations results show the robust capability of the proposed algorithm to classify the PQ events

    Keywords: Classifier Algorithm, Core Vector Machine Algorithm, Power Quality Events, Power Quality Classification