محمودرضا حقی فام
-
انتشار عمومی داده های بازارهای برق محلی گستره ی وسیعی از مزایای اقتصادی، فنی، و اجتماعی را به دنبال دارد. همچنین، دسترسی عمومی به این داده ها گامی اساسی در راستای شفافیت در بازارهای برق محلی و ارتقای ماهیت رقابتی آن ها محسوب می شود. با این حال، مشترکین حساس به حریم خصوصی دغدغه ی افشای اطلاعات خصوصی خود را از طریق انتشار داده های خروجی بازارهای برق محلی دارند. این مقاله، با استفاده از مفهوم حریم خصوصی تفاضلی، در پی طراحی مکانیسمی برای بازارهای برق محلی است، که به شکلی قابل اثبات حفاظت از حریم خصوصی شرکت کنندگان در بازار را تضمین کند، و همچنین تمایلات حریم خصوصی آن ها را نیز مد نظر قرار دهد. در گام نخست، ماهیت تصادفی مورد نیاز حریم خصوصی تفاضلی با استفاده از الگوریتم گرادیان افزایشی نویزی در فرایند بهینه سازی مساله تسویه بازار تعبیه می شود. سپس به منظور ایجاد امکان شخصی سازی سطح حفاظت از حریم خصوصی، مکانیسمی مبتنی بر نمونه برداری در سطح مجموعه داده ی ورودی مساله تسویه بازار پیشنهاد می گردد. در بخش مطالعات عددی، تاثیر پارامترهای حریم خصوصی تفاضلی بر خروجی های مساله تسویه بازار ارزیابی می شود. همچنین، مصالحه ی ذاتی میان حفاظت از حریم خصوصی و رفاه اجتماعی در مساله تسویه بازار نیز تحت سیاست های مختلف حفاظت از حریم خصوصی مورد توجه قرار می گیرد.
کلید واژگان: بازارهای برق محلی، طراحی مکانیسم، حریم خصوصی داده، حریم خصوصی تفاضلیJournal of Iranian Association of Electrical and Electronics Engineers, Volume:21 Issue: 4, 2024, PP 99 -111Publicly releasing local electricity markets data brings a multitude of economic as well as technical and societal benefits. Moreover, public access to these data is instrumental for achieving transparency and more competition in local electricity markets. However, privacy-aware market participants have concerns about the leakage of their private information via releasing of the local electricity market outputs. This paper aims to design a mechanism for local electricity markets that provably guarantees the privacy of market participants and also reflects their privacy preferences by implementing differential privacy. First, the required randomization for achieving differential privacy is embedded in the optimization process of the market-clearing problem via noisy gradient ascent algorithm. Then, for providing personalized level of privacy protection, a subsampling mechanism over the input dataset of the market-clearing problem. In numerical studies, the inherent trade-off between the privacy protection and social welfare in the market is investigated under different privacy regimes.
Keywords: Local Electricity Markets, Mechanism Design, Data Privacy, Differential Privacy -
تسلط به فناوری های محصول برای همپایی یک ضرورت اجتناب ناپذیر است. بنگاه های متاخر برای ورود به مرحله نوآوری باید توانمندی های طراحی را در خود تقویت کنند. بخشی از این توانمندی ها از طریق توسعه و بکارگیری فناوری های محصول ایجاد می شود. علیرغم این ضرورت، اکثر روش ها و ابزارهای تدوین استراتژی فناوری تنها به فناوری های فرایندی توجه دارند. به علاوه بنظر می رسد هنوز مفهوم پردازی دقیقی از رابطه میان تسلط بر فناوری های محصول و ارتقای سطح توانمندی های طراحی در فرایند همپایی صورت نگرفته است. در این مقاله، ضمن تفکیک فناوری محصول از فناوری فرایند، رابطه میان توانمندی طراحی و فناوری های محصول تبیین شده است. همچنین با استفاده از رویکرد "تفکر طراحی" روشی برای تدوین استراتژی فناوری پیشنهاد شده است که در آن به هر دو دسته از فناوری های محصول و فرایند توجه می شود. جزییات اجرای روش در قالب یک مثال عملی (ژنراتورهای 320 - 230 مگاولت آمپر) نشان داده شده است. اعتبار روش پیشنهادی با استفاده از گروه کانونی مورد ارزیابی قرار گرفته و کاربست پذیری آن از طریق پیاده سازی در 21 شرکت از زیرمجموعه های گروه صنعتی مپنا مورد آزمون قرار گرفته است. دستاوردهای نظری و عملی تحقیق مورد بحث قرار گرفته و پیشنهادهایی برای تحقیقات آتی ارائه شده است.
کلید واژگان: توانمندی طراحی، فناوری محصول، فرایند همپایی، رویکرد تفکر طراحی، گروه کانونیPossessing product technologies is an inevitable necessity for a catch-up. Latecomers must strengthen their design capabilities to enter the innovation stage. A part of the design capabilities is created by developing and applying product technologies. Despite this necessity, most methods and tools for formulating technology strategy focus on process technologies (embedded in the company's value chain) and ignore product technologies. A precise conceptualization of the relationship between the product technologies and the design capabilities is also required. In this article, while separating product and process technologies, the relationship between design capabilities and product technologies is explained. Also, using the "design thinking" approach, a method for formulating a technology strategy is presented, in which both product and process technologies are considered. The implementation of the proposed method is shown with a practical example of 230-320 MW generators. Using the focus group, the validity of the method has been evaluated. The applicability of the method has been shown by implementing it in 21 subsidiaries of the Mapna group. The theoretical contribution and practical application of the research are discussed and further research is suggested.
Keywords: Design Capability, Product Technology, Catch-Up Process, Design Thinking Approach, Focus Group -
بازارهای برق حافظ حریم خصوصی با اطمینان بخشی به مشترکین در زمینه ی حفاظت از داده های حساس آن ها، نقشی محوری در ترغیب مشترکین برای مشارکت در بازارهای برق محلی ایفا می کنند. هم چنین، این بازارها امکان انتشار آماری خروجی های بازار و به اشتراک گذاری آن ها را نیز فراهم می کنند، که منجر به انتفاع جامعه خواهد شد. این مقاله با استفاده از مفهوم حریم خصوصی تفاضلی، طراحی یک بازار برق برای شبکه های انرژی محلی که به شکلی قابل اثبات حفاظت از حریم خصوصی شرکت کنندگان در بازار را تضمین کند، پیگیری می کند. مدل پیشنهادی ضمن دستیابی به یک پاسخ بهینه ی تقریبی و حفاظت از حریم خصوصی شرکت کنندگان در بازار، منفعت داده ها را نیز برای انتشارهای آماری حفظ می کند. ماهیت تصادفی مورد نیاز حریم خصوصی تفاضلی نیز با استفاده از نویزهای تصادفی با توزیع احتمال گاوسی در هر تکرار از الگوریتم گرادیان افزایشی، در فرایند بهینه سازی مساله تسویه بازار، تعبیه می شود. در بخش مطالعات عددی، تاثیر پارامتر حفاظت از حریم خصوصی تفاضلی را بر توزیع های احتمال خروجی های مساله تسویه بازار و سود بازیگران بررسی می کنیم. هم چنین، مصالحه ی ذاتی میان حفاظت از حریم خصوصی و رفاه اجتماعی در مساله تسویه بازار نیز تحت سیاست های مختلف حفاظت از حریم خصوصی مورد توجه قرار می گیرد.
کلید واژگان: حریم خصوصی تفاضلی، بازارهای برق محلی، طراحی مکانیسم، شبکه های هوشمندPrivacy-preserving electricity markets have a key role in steering customers towards participation in local electricity markets by guarantying to protect their sensitive information. Moreover, these markets make it possible to statically release and share the market outputs for social good. This paper aims to design a market for local energy communities by implementing Differential Privacy (DP) that provably guarantees the privacy of market participants. Besides achieving a near-optimal solution and preserving the privacy of market participants, the proposed model maintains the utility of the market data for statistical releases. The required randomization for satisfying DP is embedded as Gaussian noise in each iteration of the gradient ascent algorithm underlying the optimization process of the market-clearing problem. In numerical studies, we investigate the impacts of the privacy loss parameter on the output distribution of the market-clearing quantities and payoffs of the market participants. In addition, we demonstrate the inherent trade-off between privacy protection and social welfare in the market under different privacy regimes.
Keywords: Differential privacy, Local electricity markets, Mechanism design, Smart grids -
در این مقاله یک مدل بهینه سازی چندهدفه برای طراحی شبکه های توزیع ارایه می شود. مدل پیشنهادی به دنبال حصول دو هدف اصلی است: (1) کمینه کردن هزینه ی تمام شده و (2) کمینه کردن انرژی تامین نشده موردانتظار1. در روش پیشنهادی، باس ها و فیدرهای شبکه می توانند بسته به نتیجه ی حاصل از بهینه سازی AC یا DC باشند. به منظور مدل کردن تغییرات تصادفی مربوط به تقاضای بار و میزان تولید منابع تولید پراکنده موجود، از شبیه سازی مونته کارلو2 استفاده شده است. مسیله طراحی موردنظر با استفاده از الگوریتم ژنتیک چندهدفه حل می شود و با استفاده از اصل بهینگی پارتو و ایجاد مصالحه بین هزینه های تمام شده و انرژی تامین نشده موردانتظار، پاسخ بهینه حاصل خواهد شد. روش پیشنهادی، در دو حالت روی یک شبکه 14 باسه متشکل از نقاط بار AC و DC، منابع تولید پراکنده با خروجی AC و DC مورد ارزیابی قرار می گیرد. در حالت اول یک منطقه شهری و در حالت دوم، یک شهرک صنعتی مد نظر است که برخی نقاط بار آن هزینه خاموشی بالایی دارند. پس از حل مسیله طراحی به صورت AC خالص و AC/DC ترکیبی، برخی خروجی ها مانند هزینه تمام شده، انرژی تامین نشده، تلفات و یک شاخص قابلیت اطمینان مانند متوسط زمان خاموشی سالانه هر مشترک در این دو طرح مورد مقایسه قرار خواهند گرفت.
کلید واژگان: طراحی شبکه توزیع، قابلیت اطمینان، بهینه سازی چندهدفه، شبکه های توزیع ترکیبی AC، DC، منابع تولید پراکنده، شبکه های توزیع هیبریدJournal of Iranian Association of Electrical and Electronics Engineers, Volume:20 Issue: 2, 2023, PP 77 -86In this paper, a stochastic multi-objective optimization model for planning distribution networks has been proposed. After running this model, the optimal configuration will be obtained. The proposed model has two main objectives (1) Minimizing the Net Present Value and (2) Minimizing the Expected Energy Not Supplied. In this model, based on the optimal solution, the network’s buses and feeders can be either AC or DC. Monte Carlo Simulation (MCS) has been used in order to model stochastic variations of load demands and distributed generations’ output. For obtaining the best solution, the planning problem will be solved with NSGA, and then a tradeoff between NPV and EENS will be calculated with Pareto Front. The proposed model will be tested on a 14-Bus network, which includes AC and DC load points, and DGs with AC or DC output. The test network will be planned as a pure AC network, and also as a hybrid AC/DC network for (1) an urban zone and (2) a case in which some of the load points are industrial loads and have a very large interruption cost. Finally, at the end of the paper, some results such as NPV, ENS, network’s loss, and a reliability index such as SAIDI will be compared.
Keywords: Distribution Network Planning, Reliability, Multi-Objective Optimization, Hybrid AC, DC distribution networks, Distributed Generation, Hybrid Networks -
تلفات انرژی الکتریکی به عنوان بخش جداناپذیر سیستم های تحویل توان همواره به عنوان معیاری برای سنجش نحوه ی مدیریت شبکه از سوی فعالان صنعت برق شناخته می شود. به شکلی که تلفات بالای شبکه نشان دهنده ی ضعیف مدیران و عدم کارایی برنامه های اجرا شد در این شبکه است. سنجش میزان دقیق تلفات از طریق پخش بار صورت می پذیرد؛ اما شبکه های توزیع به خصوص شبکه های ولتاژ ضعیف به دلیل گستردگی و عدم توسعه ی سیستم های اطلاعاتی دارای کمبود های زیاد اطلاعاتی هستند این امر باعث شده سنجشی از تلفات این بخش در دسترس نباشد. از همین رو نهاد قانون گذاری شبکه برق و شرکت های توزیع برای سنجش وضعیت مدیریتی شبکه، کارایی طرح های اجرا شده، برنامه ریزی آینده و تخصیص بودجه دید مناسبی ندارند. در این مقاله با استفاده از تحلیل های آماری و قابلیت بالای پاسخ گویی شبکه های عمیق عصبی به مسایل غیر خطی روشی جدید برای تخمین تلفات در فضای ضعف سیستم اطلاعاتی ارایه شده است.
کلید واژگان: تخمین تلفات، فیدرهای فشار ضعیف، ضعف سیستم های اطلاعاتی، شبکه های عصبی عمیقJournal of Iranian Association of Electrical and Electronics Engineers, Volume:20 Issue: 2, 2023, PP 11 -18Electricity losses as an integral part of power delivery systems have always been recognized by electricity industry actors as a measure of how the network managed. In a way, the high losses of the network show the weak managers and the inefficiency of the programs implemented in this network. The exact amount of losses is measured by load flow; But distribution networks, especially low voltage networks, have many information deficiencies due to the expansion and lack of development of information systems; This has left no measure of losses available in this section. Therefore, the electricity network regulator and distribution companies do not have a good view to assessing the management status of the network, the efficiency of the implemented projects, future planning, and budget allocation. In this paper, by using statistical analysis and high responsiveness of deep neural networks to nonlinear problems, a new method for estimating losses in the weak space of information systems is presented.
Keywords: Loss Estimation, Low voltage Feeders, Weak Information Systems, Deep Neural Networks -
پس از وقوع یک خطای دایمی در صورتی که امکان تامین بار در شبکه وجود نداشته باشد، طرح بازیابی بهینه بار این امکان را به سیستم می دهد که بازیابی بار با کمترین هزینه خروج، کمترین قطعی بار و در کوتاه ترین زمان ممکن انجام شود.در این مقاله طرح جدیدی به نام برداشت هوشمند بار با نام اختصاری SLS ارایه شده است.در طرح SLS پیشنهادی، انواع وسایل موجود در خانه های هوشمند به چهار دسته ی بارهای قابل تنظیم، قابل وقفه، قابل جابجایی و غیر قابل کنترل دسته بندی شده اند. . در این طرح، یک الگوریتم دو لایه جدید برای حل مساله بازیابی بهینه بار پیشنهاد شده است. در لایه اول، یک روش اکتشافی مبتنی بر نظریه گراف برای تجدید پیکربندی بهینه سیستم ارایه شده است. در لایه دوم برای بازیابی بهینه بار، ابزارهایی نظیر برنامه ریزی مجدد منابع تولید پراکنده، برداشت بار، قطع بار و قطع بار حساس استفاده شده است. این لایه یک مسیله برنامه ریزی غیرخطی عدد صحیح مختلط نامحدب است. برای دستیابی به راه حل بهینه سراسری و زمان حل کمتر، مدل از برنامه ریزی غیرخطی عدد صحیح مختلط نامحدب به برنامه ریزی خطی عدد صحیح مختلط تبدیل می شود.
یک سیستم توزیع اصلاح شده RBTS به عنوان یک سیستم آزمون، برای نشان دادن اثربخشی روش پیشنهادی استفاده شده است.کلید واژگان: بازیابی بهینه بار، برداشت هوشمند بار، برنامه ریزی مجدد منابع تولید پراکنده، خانه هوشمندJournal of Iranian Association of Electrical and Electronics Engineers, Volume:19 Issue: 4, 2023, PP 241 -254After a permanent fault occurs if it is not possible to supply the load in the network, the optimal load restoration scheme allows the system to restoration the load with the lowest exit cost, the lowest load interruption, and in the shortest possible time. This article introduces a new design called Smart Load Shedding, abbreviated SLS. In the proposed SLS scheme, the types of devices in smart homes are divided into four categories: adjustable, interruptible, shiftable, and uncontrollable loads. In this design, a new two-layer algorithm is proposed to solve the service restoration problem. In the first layer, a heuristic method based on graph theory for optimal system configuration is presented. In the second layer, for optimal load restoration, tools such as rescheduling of distributed generation sources, load shedding, load curtailment, and sensitive load curtailment are used. This layer is a nonlinear mixed-integer nonlinear programming problem. To achieve the optimal global solution and less solution time, the model changes from nonlinear programming of non-convex mixed integer nonlinear programming to mixed-integer linear programming. A modified RBTS distribution system is used as a test system to demonstrate the effectiveness of the proposed method.
Keywords: Optimal load restoration, Smart load shedding, DGR rescheduling, Smart home -
یکی از چالش های اساسی حوزه بازار انعطاف پذیری محلی، ابهام در مورد نحوه مشارکت بازیگرانی چون بهره بردار سیستم انتقال (TSO) در این بازار جهت بهره مندی از منابع انعطاف پذیری سمت مصرف و همچنین هماهنگی آن با بهره بردار شبکه توزیع (DSO) است. از این رو در این مطالعه با هدف مدیریت تراکم های پیش بینی نشده سیستم انتقال در اثر افزایش ناگهانی سطح تقاضا با بهره گیری از منابع سمت مصرف، ساختاری دوسطحی برای بازار انعطاف پذیری ارایه شده است. سطح اول این بازار مربوط به تامین خدمات مورد نیاز TSO بوده و تنها DSOها امکان مشارکت در آن را دارند. سطح دوم نیز شامل بازارهای محلی موجود در هر شبکه توزیع است که توسط DSOها اجرا شده و توصرف کنندگان خدمات انعطاف پذیری پیشنهادی خود را در این بازارها ثبت می کنند. در این مطالعه هماهنگی بین TSO و DSO مبتنی بر مدل با مدیریت DSO است. به این ترتیب تمام پیشنهادات انعطاف پذیری شبکه توزیع توسط DSO تجمیع و پس از اصلاح توابع هزینه توصرف کننده ها با رویکرد کاهش تلفات شبکه توزیع، در بازار انعطاف پذیری سطح اول ثبت و در اختیار TSO قرار خواهد گرفت. فرایند اصلاح توابع هزینه توصرف کننده ها توسط DSO یک مسیله بهینه سازی است که با الگوریتم بهینه سازی چرخه آب حل شده است.
کلید واژگان: بهره بردار سیستم انتقال، تراکم های پیش بینی نشده، منابع سمت مصرف، بهره بردار سیستم توزیع، ساختار دوسطحیThe lack of clarity regarding the participation of transmission system operators and their collaboration with distribution system operators in local flexibility markets is one of the challenges of these markets. So in this study for managing transmission system unpredicted congestions due to sudden increase in system load with demand side resources, a bilevel flexibility market is presented. The first level of this market is related to providing TSOs with required services and only DSOs can participate in this level. The second level consists of local markets in each distribution system that are managed by DSOs and prosumers submit their flexibility bids in these markets. In this paper, DSO and TSO coordination is based on DSO-managed models. This means that DSO aggregates all flexibility bids in distribution networks and modifies prosumers' cost functions considering distribution network loss minimization. The DSO then submits these bids to the first level flexibility market. Modifying prosumers' cost functions is an optimization problem that is solved using water cycle optimization algorithms.
Keywords: Transmission system operator, unpredicted congestions, demand side resources, distribution system operator, bi-level flexibility market -
ایجاد مشخصه های مثبت تولید برق از قبیل کاهش تلفات توان، بهبود پروفیل ولتاژ و افزایش قابلیت اطمینان، با مطالعات دقیق و صرف هزینه های چشمگیر به دست می آید. از این رو بررسی موارد یاد شده و ارایه راه کارهای بهینه، عرصه جدیدی را برای پژوهش و بررسی در صنعت برق ایجاد کرده است. همچنین باید توجه کرد که غالب طراحان شبکه، استفاده از منابع تولید پراکنده و بانک های خازنی را به منظور مرتفع کردن غالب مشکلات شبکه ی توزیع پیشنهاد می کنند. از این رو در این مقاله، بانک های خازنی و نیروگاه های تولید پراکنده به صورت همزمان در شبکه توزیع جایابی می شوند. هدف از این جایابی کمینه سازی تلفات توان، بهبود پروفیل ولتاژ و بهبود قابلیت اطمینان به صورت موازی است. مطالعه برروی شبکه توزیع 118 شینه استاندارد IEEE و با طرح سناریوهایی مبتنی بر خطا و تعداد منابع جایابی شده انجام خواهد شد. همچنین از الگوریتم ژنتیک و روش پخش بار پیشرو و پسرو به عنوان تکنیک حل مساله با استفاده از نرم افزار MATLAB استفاده شده است. بررسی شاخص های ENS و SAIDI به جهت بهبود قابلیت اطمینان شبکه جزیره ای مورد توجه و ارزیابی قرار می گیرد و سپس تاثیر آن بر روی شبکه مورد مطالعه بررسی می گردد.
کلید واژگان: جایابی همزمان، بهبود قابلیت اطمینان، الگوریتم ژنتیک، کاهش تلفات، بهبود پروفیل ولتاژCreating positive characteristics of power generation such as reducing power losses, improving voltage profiles and increasing reliability can be achieved through careful studies and significant costs. Therefore, the study of the mentioned cases and the presentation of optimal solutions has created a new field for research and study in the electricity industry. It should also be noted that most network designers recommend the use of distributed generation resources and capacitive banks in order to solve most of the distribution network problems. Therefore, in this paper, capacitive banks and distributed generation power plants are located simultaneously in the distribution network. The purpose of this placement is to minimize power losses, improve voltage profiles and improve reliability in parallel. The study will be conducted on the IEEE 118-bus network and will be done by designing scenarios based on fault and the number of resources placed. Also, genetic algorithm and forward-backward load flow method have been used as a problem solving technique using MATLAB software. ENS and SAIDI indicators are evaluated to improve the reliability of the island network and then its effect on the studied network is investigated.
Keywords: Simultaneous placement, Improve Reliability, Genetic algorithm, reduction of losses, Improved voltage profile -
شرکت های برق از دیرباز به دنبال شناسایی و کاهش موارد برق دزدی به عنوان اصلی ترین بخش تلفات غیر فنی بوده اند.از طرفی شناسایی این موارد لزوما از طریق بازرسی مشترکین ممکن است که شرکت های برق به دلایلی نظیر هزینه بالا، تعداد مشترکین و... به دنبال کاهش محدوده بازرسی به موارد با احتمال برق دزدی بیشتر هستند. یکی از راهکارهای کاهش محدوده بازرسی، استفاده از روش های هوش مصنوعی است، اما چالش مهمی که در این حوزه وجود دارد عدم تعادل در نسبت مشرکین مشکوک به مشترکین عادی است که منجر به عملکرد ضعیف الگوریتم ها می شود. در این مقاله باهدف غلبه بر این چالش با فرض اینکه بتوان رفتار مشترک مشکوک را به صورت تابع ریاضی از رفتار مشترک عادی بیان کرد، در مرحله اول الگوی مصرف مشترکین عادی و مشکوک دسته بندی شده است؛ سپس یک شبکه عمیق اولیه جهت مدل سازی رفتار مشترکین مشکوک آموزش داده شده است. در ادامه به کمک شبکه آموزش داده شده اولیه، سناریوهای محتمل برق دزدی به ازای مشترکین عادی پیش بینی شده است. درنهایت یک شبکه عمیق ثانویه جهت تفکیک مشترکین عادی و مشکوک آموزش داده شده است. بررسی مدل پیشنهادی به ازای سناریوهای مختلف و مقایسه با تحقیقات پیشین بر روی مجموعه داده واقعی با بیش از 6000 مشترک عملکرد بالای آن را نشان می دهد.
کلید واژگان: برق دزدی، تشخیص تقلب، دسته بندی مشترکین مشکوک، پیش بینی الگو مصرف، یادگیری عمیقJournal of Iranian Association of Electrical and Electronics Engineers, Volume:19 Issue: 1, 2022, PP 13 -22Electricity utility have long sought to identify and reduce energy theft, which represents significant part of non-technical losses. On the other hand, once a fraudulent customer is detected, on-site inspection is necessary for final verification. Since inspecting all customers is expensive, utilities seek to reduce the range of inspection to cases with a higher probability of theft. One way to reduce the scope of inspection is to use artificial intelligence-based methods. An essential challenge here is data imbalance in terms of the ratio of normal to fraudulent customers, which leads to the poor performance of algorithms. In This paper in order to overcome this challenge, assuming that suspicious behavior can be expressed as a mathematical function of normal behavior, in the first stage, the consumption pattern of normal and suspicious customers is categorized using clustering algorithms. Then a deep neural network is trained to model suspicious customers. Next, using trained network, possible theft scenarios for normal costumers are predicted. Finally, a secondary deep neural network is trained to separate the normal and suspicious customers. Assessment of the proposed algorithm for different scenarios on a real data-set with more than 6000 customers and comparison with previous research shows its high performance.
Keywords: Energy theft, Fraud detection, Classification suspicious customers, Load forecasting, Deep learning -
پس از بروز خطا و از مدار خارج شدن بخشی از شبکه توزیع، به مدار برگرداندن حداکثر بار در حداقل زمان، هدف اصلی فرآیندی است که بطور کلی تحت عنوان بازیابی شناخته میشود. ابزارهای محاسباتی و تصمیم گیری می توانند نقش مهمی در موفقیت آمیز بودن بازیابی داشته باشند. یکی از این ابزارها، سیستم چندعامله است که یک سیستم نرم افزاری مبتنی بر اجزا یا عاملهایی با قابلیت تبادل اطلاعات و تصمیم سازی محلی است. در این مقاله روشی بر اساس سیستم چندعامله برای بازیابی شبکه های توزیع شعاعی پیشنهاد میشود. مزیت روش پیشنهادی، علاوه بر مدیریت غیرمتمرکز فرآیند بازیابی، امکان لحاظ کردن اولویت زون ها یا نواحی در فیدر توزیع برای به مدار برگرداندن آنها است. این اولویت بندی برمبنای نوع بارهای موجود در یک زون تعریف میشود. پیاده سازی روش پیشنهادی با استفاده از Java Agent Developement Framework یا JADE و ارزیابی آن بر روی یک شبکه توزیع آزمون، نشان دهنده کارایی آن در اجرای بازیابی ضمن اولویت بندی بارها است.
کلید واژگان: بازیابی بار، سیستم چندعامله، شبکه توزیع، اولویت بندی بارJournal of Iranian Association of Electrical and Electronics Engineers, Volume:19 Issue: 1, 2022, PP 237 -244After occurrence of a fault and outage of loads in a distribution network, it is tried to reconnect as much as possible loads in the minimum time by a process which is generally known as restoration. Computational and decision-making tools can play an important role to have a successful restoration. One of these tools is multi-agent system, which is a software-based system that includes components or agents. These agents have the ability to exchange information and make local decisions. In this paper, a multi-agent system is proposed for restoration of radial distribution networks. The multi-agent system brings about decentralized management in the restoration. Also, the proposed system considers priority for zones in distribution feeders. The priority is in accordance with type of loads in the zones. Implementation of the proposed method using Java Agent Development Framework (JADE) and its evaluation on a test distribution network, demonstrates an effective restoration with consideration of load priorities.
Keywords: Restoration, Multi-Agent System, Distribution Network, Load Priority -
سیستم قدرت به طورمعمول بر مبنای اصول اساسی قابلیت اطمینان، امنیت و کفایت، طراحی و بهره برداری می شوند. این اصول می توانند به درستی با خطاهای شناخته شده در تجهیزات زیرساخت قدرت تعامل کنند. بااین حال، اخیرا با رخداد تهدیدهایی با احتمال وقوع پایین و شدت تخریب بالا، نگرانی هایی در باب نگرش متداول قابلیت اطمینان گرا اوج گرفته است. از این رو تاب آورساختن سیستم قدرت در برابر انواع تهدیدها و ارتقا امنیت انرژی در شرایط بحرانی، از نکات بسیار مهمی است که باید موردتوجه جدی قرارگیرد. شبکه ی توزیع به دلیل نقطه اتصال به مصرف کنندگان نهایی دارای جایگاه ویژه ای است و با توجه به گستردگی آن، امنیت عرضه ی انرژی الکتریکی وابستگی شدیدی به این شبکه دارد. از این روی تلاش زیادی در راستای برنامه ریزی، طراحی و بهره برداری بهینه آن از دیرباز انجام گرفته است. از این روی، طراحی تاب آور بهینه ی شبکه ی توزیع فشار متوسط مرسوم، به منظورکاهش آسیب پذیری در برابر حوادث طبیعی چندگانه هدف گذاری شده است. در این مقاله، استراتژی جدیدی برای بیان رابطه ی بین نمودارهای شکنندگی تجهیزات، مکان جغرافیایی تجهیزات و شاخص ریسک فضایی طوفان و سیل پیشنهاد شده است. به منظور نیل به این هدف، مفهوم تاب آوری و عوامل موثر در ارتقای آن، استخراج اطلس جامع آسیب پذیری شبکه های توزیع و هم چنین مدلسازی ریسک مبتنی بر حوادث طبیعی در این مقاله مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. شبیه سازی رایانه ای روش پیشنهادی بر روی شبکه فشار متوسط مقیاس بزرگ انجام گردیده است. نتایج ارایه شده حاکی از صحت مدلسازی و اثربخشی روش پیشنهادی دارد.
کلید واژگان: طراحی شبکه های توزیع الکتریکی، سیستم قدرت، وقایع با احتمال وقوع پایین و شدت تخریب بالا، تاب آوری، اطلس آسیب پذیری، حوادث طبیعیJournal of Iranian Association of Electrical and Electronics Engineers, Volume:18 Issue: 2, 2021, PP 119 -129Power systems have been traditionally designed and operated based on the main principles of reliability, i.e. security and adequacy. These principles can properly deal with the known failures in the power infrastructure components. However, recently occurred High Impact Low Probability (HILP) threats have raised the concerns about the classical reliability-oriented view. Hence, resilient distribution networks against various threats and enhancement of energy security in critical situations are the most significant challenges that must be taken into consideration. Distribution network plays vital role in power systems because of its connection point to the end users and due to its wide range, security of electricity supply is strongly dependent on it. Hence, a lot of efforts have been done on distribution networks scheduling, planning and operation. So, optimal resilient planning of conventional medium voltage distribution network is aimed at mitigating vulnerability to natural disasters. In this paper, a new method is suggested to make a relation between network component fragility curves, component geographical location and natural disasters spatial risk index. To achieve this goal, the resiliency concept and effective solutions for resiliency increment, elicitation of vulnerability atlas of distribution networks and natural disaster risk based modelling have been discussed and assessed comprehensively in this paper. The simulation of proposed method is applied on a large scale distribution network. The obtained results validate the effectiveness of proposed methodology.
Keywords: Electric Distribution Network Planning, Power System, High Impact- Low Probability, Resiliency, Vulnerability, Natural disasters -
یکی از مهمترین وظایف بهره برداران در شرکت های توزیع، بازیابی بار بعد از بروز عیب در شبکه می باشد. در طرح های بازیابی بار علاوه بر رعایت قیود پخش بار لازم است ساختار شبکه در حالت شعاعی حفظ شده و از همه مهمتر تعادل مصرف با امکان تامین بار ناشی از محدودیت های فیدر پشتیبان (و یا محدودیت منابع توزیع شده) رعایت شود. در این مقاله رویکرد جدید با عنوان برداشت هوشمند بار در شبکه های توزیع ارایه شده که هدف آن، طراحی یک ماژول برداشت هوشمند بار در مواقعی است که امکان تامین بار بعد از وقوع خطا در شبکه وجود نداشته باشد. در این صورت بازیابی بار در شبکه با کمترین هزینه خروج و در کوتاه ترین زمان ممکن در راستای جلب حداکثر رضایتمندی مشترکین فراهم خواهد شد. به منظور اعتبارسنجی روش پیشنهادی، سطح اتوماسیون شبکه توزیع نمونه به منظور کنترل هوشمند بارها در سه سناریو تعریف شده است. انواع بارهای موجود در خانه های هوشمند نیز اولویت بندی و به سه دسته بارهای قابل تنظیم، قابل وقفه و قابل جابجایی دسته بندی شده اند. روش پیشنهادی در محیط نرم افزار متلب کدنویسی شده است. برای نشان دادن اثربخشی مدل پیشنهادی، شبیه سازی بر روی یک سیستم RBTS پیاده سازی شده است. نتایج، کارآیی روش پیشنهادی را در کاهش هزینه ها و بهبود مدیریت بازیابی سیستم توزیع نشان می دهد.
کلید واژگان: بازیابی بار، برداشت هوشمند بار، قابلیت اطمینان شبکه های توزیع، خانه هوشمندOne of the most important tasks of operators in distribution companies is to restoration after a fault in the network. In load restoration schemes, in addition to observing the load flow constraints, it is necessary to maintain the grid structure radially and, most importantly, observing the balance of consumption with the possibility of providing load due to the limitations of the backup feeder (or distributed resource constraints). This paper presents a new approach called smart load shedding in distribution networks, which aims to design a smart load shedding module in situations where it is not possible to provide load after a network failure. In this case, the network load restoration will be provided at the lowest outage cost and in the shortest possible time to maximize customer satisfaction. In order to validate the proposed method, the level of automation of the sample distribution network for smart control of loads is defined in three scenarios. The types of loads available in smart homes are also prioritized and categorized into three categories of adjustable, interruptible, and shiftable loads. The proposed method is coded in the MATLAB software environment. To demonstrate the effectiveness of the proposed model, simulation is implemented on an RBTS system. The results show the effectiveness of the proposed method in reducing costs and improving the restoration management of the distribution system.
Keywords: Load restoration, Smart load shedding, Reliability of distribution networks, Smart home -
قابلیت خودترمیمی به عنوان یکی از مهم ترین ویژگی های شبکه های توزیع هوشمند موجب افزایش قابلیت اطمینان و تاب آوری در برابر وقوع اغتشاش در شبکه می شود. با توجه به لزوم مطالعه چالش های پیش روی مدیریت خروج در شبکه های توزیع هوشمند و توسعه راه کارهای پیشنهادی در این حوزه، در این مقاله به بررسی تاثیر قابلیت خودترمیمی و مدیریت خودکار خروج بر قابلیت اطمینان شبکه توزیع هوشمند پرداخته شده است. برای این منظور با تشریح فضای مسئله و ارایه مدل کنترلی و بهره برداری از شبکه در دو مد عادی و خودترمیمی، الگوریتم جدیدی برای ارزیابی قابلیت اطمینان شبکه های توزیع هوشمند پیشنهادشده است. در الگوریتم پیشنهادی از روش مونت کارلو برای ایجاد سناریوهای خروج تجهیزات استفاده شده است. در هر سناریوی خروج، وضعیت کلیدهای قابل کنترل برای ایجاد ساختار چند ریزشبکه، اجرای برنامه قطع مستقیم بار و بهره برداری از منابع حرارتی و ذخیره ساز انرژی، در چارچوب یک مسئله بهینه سازی تعیین می شود. از قابلیت های مدل پیشنهادی در نظر گرفتن عدم قطعیت منابع بادی و محدودیت های بهره برداری از شبکه توزیع ازجمله قیود ولتاژ و قیود حرارتی خطوط می باشد. نتایج حاصل از اجرای الگوریتم پیشنهادی بر روی شبکه اصلاح شده IEEE RBTS، حاکی از بهبود شاخص های قابلیت اطمینان شبکه با اتخاذ استراتژی مدیریت خودکار خروج در شبکه های توزیع هوشمند، می باشد.
کلید واژگان: خودترمیمی، ریزشبکه، شبکه توزیع هوشمند، قابلیت اطمینان، مدیریت خودکار خروج، منابع تجدیدپذیرSelf-healing as one of the most important features of smart distribution networks that increases network reliability and resiliency. Considering the necessity of studying the challenges facing outage management in smart distribution networks and developing the proposed solutions in this field, this paper investigate the impact of self-healing and automatic outage management on smart distribution networks on network reliability. In this paper, a new algorithm is proposed to evaluate the reliability of smart distribution networks by describing the problem scope and providing a control and operation model in both normal and self-healing modes. In the proposed algorithm, the Monte Carlo method is used to simulate equipment outage scenarios. In each outage scenario, in the optimization problem framework, the status of the controllable switch to create the structure of the multi microgrid, direct load control program and the scheduling of thermal sources and energy storage in the fault period are determined. The capabilities of the proposed model are to consider the wind resources uncertainties and the distribution network operational constraint such as voltage constraints and line thermal constraints. The results of the implementation of the proposed algorithm on the modified IEEE RBTS network will improve the reliability of the network by adopting outage management strategies in smart distribution networks.
Keywords: Self-healing, Microgrid, Smart distribution network, Reliability, Automation outage management, Renewable Resources -
تعمیر و نگهداری قابلیت اطمینان محور، ابزاری برای مدیریت تعمیر و نگهداری دارایی های استهلاک پذیر است. اساس این روش شناسایی مودهای خرابی دارایی ها، فرایند استهلاک آنها و برنامه ریزی تعمیرات به منظور کاهش ریسک خرابی و هزینه های مرتبط با تعمیر و نگهداری است. یکی از روش های تعمیراتی مورد استفاده در تعمیر و نگهداری قابلیت اطمینان محور، تعمیر و نگهداری مبتنی بر بازرسی است. در تعمیر و نگهداری مبتنی بر بازرسی، پس از بازرسی و تعیین وضعیت استهلاک یک تجهیز در مورد نوع تعمیر تصمیم گیری می شود. در این مقاله، مدلی برای برنامه ریزی سالانه تعمیر و نگهداری مبتنی بر بازرسی تجهیزات شبکه ارائه می شود. مسئله برنامه ریزی به صورت یک مدل احتمالی با متغیرهای باینری به عنوان زمان های بازرسی فرمول بندی می شود و استراتژی بهینه تعمیراتی تعیین می شود. این مدل روی یک ترانسفورماتور، پیاده سازی و آنالیز حساسیت به منظور بررسی اثر هزینه بازرسی و هزینه خاموشی انجام می شود.کلید واژگان: مدیریت دارایی، تعمیر و نگهداری قابلیت اطمینان محور، بازرسی، استراتژی تعمیراتیReliability centered maintenance is a tool for managing the maintenance of deteriorating assets. The basis of this method is the identification of failure mode of equipment, deterioration process, and maintenance scheduling to reduce the risk of failure and maintenance costs. One of the maintenance methods used in reliability-based maintenance is inspection-based maintenance. In inspection-based maintenance, a decision about the type of maintenance is made after an inspection and determination of the deterioration status of equipment. In this paper, a model for annual maintenance scheduling of network equipment is provided. The scheduling problem is formulated as a probabilistic model with binary variables as inspection times and the optimal maintenance strategy is determined. This model is implemented on a transformer and sensitivity analysis is performed to analyze the effect of inspection and outage cost.Keywords: Asset management, reliability centered maintenance, inspection, maintenance strategy
-
عملکرد نامناسب زون 3 رله های دیستانس در شبکه انتقال طی شرایط بحرانی سیستم قدرت همچون تجاوز بار به عنوان یکی از عوامل مهم در تریگرشدن وقوع رخدادهای آبشاری گزارش شده اند. پدیده های متقارن همچون وقوع نوسان توان، تغییر توان عبوری از خطوط ناشی از خروج خطوط دیگر و ناپایداری ولتاژ می تواند امنیت سیستم حفاظتی را تهدید کرده و منجر به عملکرد بی مورد زون 3 رله دیستانس شود. چالش مهم دیگر، تشخیص سریع و مطمئن وقوع خطاهای سه فاز در حین وقوع تجاوز بار است. در این مقاله یک شاخص نظارتی مبتنی بر زاویه فاز مولفه سوپرایمپوز توان مختلط ارائه می گردد که از اندازه گیری های فازور سنکرون به دست آمده از دو طرف خطوط تحت پوشش زون 3 رله دیستانس استخراج می گردد. شاخص پیشنهادشده قادر به تشخیص سریع خطاهای سه فاز از تجاوز بار در بازه زمانی کمتر از یک سیکل می باشد. عدم تاثیرپذیری از مقاومت خطای بالا، مکان وقوع خطا، زمان وقوع خطا و جبران سازی سری خط از جمله ویژگی های کلیدی روش پیشنهادی است. عملکرد صحیح روش پیشنهادی روی سیستم استاندارد New England 39 bus ارزیابی و مورد تایید قرار می گیرد.کلید واژگان: تجاوز بار استاتیکی، زون 3 رله دیستانس، اندازه گیری های فازور سنکرون، مولفه های تحمیلی خطای سوپرایمپوزInappropriate operation of zone 3 distance relays in transmission network during power system stressed condition such as load encroachment situation have reported as an important factor contributing in triggering the cascading outages. Symmetrical events such as power swing, power flow transfer resulted from line outage and voltage instability can threaten the security of protection system and cause the malopertion of zone 3 distance relay. Another challenge is the fast and dependable distinguishing the three phase faults during the load encroachment condition. In this paper, a supervisory index is presented based on phase angle of superimposed component complex power which is extracted from synchrophasor measurements obtained from both ends of lines covered by zone 3 distance relay. The proposed index has the proficiency in fast detection of three phase faults from load encroachment in less than one cycle. Unaffected by high fault resistance, fault location,fault inception angle and series compensation capacitor are the outstanding features of the proposed index. The validity of the proposed scheme is confirmed on 39-bus New England test system.Keywords: Static load encroachment_zone 3 distance relay_synchrophasor measurement_fault superimposed component
-
منابع انرژی پراکنده (DER) با محوریت مولدهای تجدیدپذیر نقش مهمی را در شبکه های توزیع فعال که مباحث زیست محیطی یکی از دغدغه های آن محسوب می شود، ایفا می کنند. کوچک بودن مقیاس این نوع منابع و تولید نایقین واحدهای تجدیدپذیر از مهم ترین چالش های عدم حضور این واحدها در بازارهای عمده فروشی برق می باشند. بر اساس مفهوم نیروگاه مجازی (VPP) ، امکان یکپارچه سازی و تجمیع منابع ناهمگون DER محقق می شود ضمن اینکه پوشش ریسک های مرتبط با عدم قطعیت تولید اعضای ائتلاف VPP ممکن می گردد. همچنین، هماهنگی یکپارچه منابع DER تحت نیروگاه مجازی نسبت به حالتی که این منابع به طور مجزا در تعاملات تجاری حضور پیدا می کنند، باعث ایجاد سود مازاد می گردد. در این مقاله، در ابتدا نحوه مدل سازی ریاضی هر یک از اعضای تشکیل دهنده ائتلاف VPP و مشارکت مجموعه ی آن ها در بازار روزفروش برق ارائه می گردد. در ادامه، چگونگی تشکیل ائتلافی بزرگتر میان VPP و تجمیع کننده بار و مشارکت یکپارچه این دو نهاد تجاری در بازار روزفروش و بازار زمان-حقیقی مورد تحلیل قرار می گیرد. در نهایت با ارائه یک مورد مطالعاتی، میزان سودبخشی حاصل از تشکیل چنین ائتلافی در شبکه های توزیع فعال نشان داده خواهد شد.کلید واژگان: یروگاه مجازی، شبکه توزیع فعال، تجمیع کننده بار، شرکت ائتلافی، بازار زمان-حقیقی، برنامه ریزی تصادفیJournal of Iranian Association of Electrical and Electronics Engineers, Volume:15 Issue: 3, 2018, PP 45 -58Distributed Energy Resources (DERs) play a key role in the Active Distribution Networks (ADNs) with environmental concerns. Their small scales and the uncertainty pertaining to intermittent generation of renewable resources are the major challenges of participating in the wholesale electricity markets. Based on the concept of Virtual Power Plant (VPP), the aggregation of heterogeneous DERs is possible and the associated risks of their uncertain generation or consumption can be also hedged. Moreover, the coordination of DERs under the umbrella of VPP yields a surplus profit in comparison with the profits made by uncoordinated DERs. In this paper, the mathematical modeling of each member of the VPP and the way of its involvement in the pool are first presented. Then, the coalition forming of a VPP with a Load Aggregator (LA) and their simultaneous participation in both the day-ahead and real-time markets are analyzed. Finally, the profitability of such bigger coalition in ADN is demonstrated via a comprehensive case study.Keywords: Virtual Power Plant, Active Distribution Network, Load Aggregator, Coalition Company, Real-time Market, Stochastic Programming
-
پدیده های طبیعی و شرایط آب و هوایی سخت می توانند منجر به وقوع خاموشی های گسترده در شبکه های قدرت شوند. به منظور کاهش هزینه های اقتصادی و اجتماعی ناشی از وقوع خاموشی ها، اکثر شرکت های برق از دستورالعمل ها و رویه های عملیاتی از پیش تعیین شده ای جهت بازیابی سیستم استفاده می نمایند. با این حال، به دلیل اثرات شدید و ماهیت متفاوت چنین پدیده هایی روش های سنتی بازیابی بار در شبکه توزیع نمی توانند تامین انرژی الکتریکی مطلوب مصرف کنندگان را در این شرایط تضمین نمایند. از این رو در این مقاله مدلی مبتنی بر برنامه ریزی خطی عدد صحیح به منظور بازیابی بارها در شبکه توزیع پس از وقوع چنین رخدادهایی، ارائه شده است. در این مدل با ارائه الگوریتم هایی مبتنی بر تئوری گراف، ویژگی های توپولوژیکی شبکه توزیع همراه با دیگر ویژگی های الکتریکی آن در قالب یک مساله خطی فرمول بندی شده است. تشکیل ریزشبکه ها، تعیین محدوده سرویس دهی آن ها و مدیریت بهینه تکنولوژی هایی مانند منابع تولید پراکنده و منابع پاسخ گویی بار پس از وقوع رخداد نیز مورد توجه بوده است. در انتها نیز با انجام شبیه سازی های متعدد، کارایی و کاربردپذیری مدل یک پارچه پیشنهادی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است.کلید واژگان: بازیابی، ریزشبکه، شبکه های توزیع، منابع پاسخ گویی بارNatural disasters and severe weather conditions can lead to extensive outages in power networks. In order to reduce the economic and social effects of blackouts, most electric utilities apply pre-determined instructions and procedures to recover the system and restore the loads. However, due to the high impacts and different nature of such incidents, traditional methods of load restoration in the distribution networks can not guarantee the desired performance of the system in these situations. Therefore, in this paper, a novel model based on mixed-integer linear programming is presented to load restoration in distribution networks after such disasters. In this model, by utilizing graph related theories, the topological features of the distribution network along with its electrical characteristics are formulated in the form of one linear optimization problem. The formation of microgrids, determination of their service areas, and the optimal management of different technologies such as distributed generation units and demand response resources have been also considered. Finally, by performing multiple simulations, the efficiency and applicability of the proposed integrated model have been verified.Keywords: Restoration, microgrid, distribution network, demand response
-
با تغییر ساختار در شرکت های توزیع برق، مدیریت تلفات انرژی یکی از اقدامات مهم افزایش کارایی شبکه است. بر این اساس، پایش تلفات فنی و برنامه ریزی استراتژیک برای کاهش تلفات، از اهداف اصلی مدیر دارایی خواهد بود. از طرفی برای پایش تلفات، استفاده از روش های متداول سنجش و تخمین تلفات شبکه، نیازمند به داده های فراوان بوده یا عمدتا در شبکه های عملی قابل استفاده نیستند. در این مقاله، یک روش عملی برای پایش تلفات از منظر چرخه ورود تجهیزات به شبکه توزیع ارائه می شود. بدین منظور به کمک گروه تمرکز برای هر فرایند ورود تجهیز، شاخص هایی استخراج شده و تابع توزیع احتمالی آن ها تهیه می شوند. سپس با تعیین مقدار مجاز هر شاخص به کمک روش دلفی، تابع توزیع احتمالی جدید و انحراف هر فرایند به صورت فاصله احتمالی محاسبه می شود. در انتها روش پیشنهادی در یک شبکه نمونه با داده های واقعی مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج حاکی از انحراف زیاد عملکرد فرایند طراحی از نگاه تلفات است.کلید واژگان: تلفات انرژی، مدیریت دارایی، روش دلفی، گروه تمرکز، تابع توزیع احتمالیRestructuring in electrical power distribution utilities, energy loss management is one of the critical activities to enhance network efficiency. Accordingly, monitoring of technical loss and strategic planning for loss reduction would be a main target of asset manager. For loss monitoring, the usual methods of loss calculation and estimation need numerous data which is not used mostly to utilize real networks. In this research, a practical method for loss monitoring is introduced according to the viewpoint of components supply chain to network. For this purpose, indictors are extracted by the focus group for each process of component inserting and their probability distribution functions are calculated. Then, permissible values of indicators are determined by the Delphi method and to calculate new probability functions, the probability distance of each process is calculated. Finally, a real distribution network with historical data is used here to study the proposed method. The results illustrate that the most deviation is in the design process from the power loss viewpoint.Keywords: Energy loss, Asset management, Delphi method, Focus group, Probability distribution function
-
در این مقاله، یک روش محک زنی چند سطحی جهت ارزیابی کارایی شرکت های توزیع الکتریکی ارائه می شود. دروش ارائه شده، همکاری مشترک هزینه های بهره برداری و سرمایه گذاری برای بهبود کیفیت خدمات و کاهش تلفات انرژی در نظر می گیرد. در ابتدا، روش خوشه بندی وزن دار فازی c-means توسط روش ارائه شده به کار گرفته می شود تا شرکت های مشابه شناسایی شوند. سپس، روش ارائه شده، تحلیل پوششی داده ها و تحلیل مازاد را در چند سطح به کار می گیرد و از طریق خلق رقابت مجازی میان شرکت های توزیع، کارایی شرکت ها را تخمین زده و مقادیر هزینه مازاد شرکت ها را شناسایی می کند. در انتها، روش پیشنهاد شده بر روی شرکت های توزیع الکتریکی اعمال شده و نتایج آن در انتهای مقاله گزارش داده شده است.کلید واژگان: محک زنی کارایی، تحلیل پوششی داده ها، تحلیل مازاد، خوشه بندی وزن دار فازی c، meansIn this paper, a multi-level benchmarking method is presented for assessing efficiency of electrical distribution companies expenditures. Proposed method considers mutual cooperation of capital expenditure (CAPEX) and operational expenditure (OPEX) for improving quality and decreasing energy losses. Firstly, weighted fuzzy c-means clustering (WFCM) is used by proposed method to find similar companies. Then, proposed method utilizes data envelopment analysis (DEA) and slack analysis in multi levels and through creating pseudo competition between companies, estimates companies efficiency scores and slacks in their expenditures. Finally, proposed IBRS is applied on Iranian distribution companies and its results are discussed.Keywords: Multi, level Efficiency Benchmarking of Electrical Distribution CompaniesEfficiency benchmarking, Data envelopment analysis, Slack analysis, Weighted fuzzy c, means clustering
-
تنظیم مقررات شرکت های توزیع از مباحث مهم سیستم قدرت بوده که تاثیر بسزایی در فعالیت های این بخش دارد. قیمت گذاری خدمات توزیع از عوامل مهم تنظیم مقررات بوده که به دو روش کلی مبتنی بر هزینه و مبتنی بر عملکرد انجام می شود. هزینه های شرکت توزیع عموما شامل هزینه های سرمایه ای و عملیاتی می شود. در روش های معمول تنظیم مقررات کیفیت خدمات، افزایش بهره وری و... با استفاده از محک زنی انجام می شود. با توجه به اینکه شرکت های توزیع عموما در یک شرایط مساوی نیستند، لذا می بایست برای نیل به اهداف مورد نظر تنظیمگر، شرکت های مشابه، با هم ارزیابی شوند و شاخص های مربوطه بدست آیند. در این مقاله، الگوریتم جامعی برای خوشه بندی شرکت های توزیع در فرآیند تعیین هزینه ی عملیاتی پیشنهاد شده است. در خوشه بندی از سه روش بطور موازی استفاده شده که دقت خوشه بندی را بیشتر کرده و در هر مرحله از شاخص های مختلف اعتبارسنجی استفاده شده است. در ادامه تاثیر خوشه بندی در هزینه ی مورد قبول شرکت بررسی شده و با استفاده از شاخص انحراف معیار، خوشه بندی نهایی تعیین می شود. در پایان روش پیشنهادی برای شرکت های توزیع انگلستان مورد مطالعه قرار گرفته است.کلید واژگان: تنظیم مقررات، شرکت های توزیع، خوشه بندی، اعتبار سنجی خوشه بندی، تحلیل پوششی داده ها، محک زنی، خوشه بندی K، means، خوشه بندی FCMJournal of Iranian Association of Electrical and Electronics Engineers, Volume:13 Issue: 1, 2016, P 11Electric distribution companies regulation has important effect on power system. Distribution services costing are done by two method¡ price base and performance base. Distribution company cost include operational and investment. Services quality¡ productivity improvement and etc are applied by benchmarking. With regard to different condition of companies¡ it is important that regulator benchmarks similar of them. In this paper¡ comprehensive algorithm is proposed to distribution companies clustering in operation expenditure (Opex) determination process. Three method and different cluster validation indexes is used in clustering that increase accuracy. Subsequently¡ clustering methods effects analyses in opex by standard deviation index. Finally proposed method is applied to UK electric distribution companies.Keywords: Regulation, electric distribution company, clustering, clustering evaluating, DEA, benchmarking, Kmeans, FCM
-
اطلاعات تجهیزات شبکه، اهمیت زیادی در تصمیم گیری مدیریت دارایی دارد. این داده ها بایستی بعنوان ورودی به فرآیندهای تصمیم گیری مدیریت دارایی به تصمیم گیران شرکت برق ارائه شوند. با استخراج و تهیه اطلاعات مورد نیاز، تحلیل و ارزیابی امکان پذیر خواهد بود. از طرف دیگر، برای مدیریت کارا و اقتصادی از نظر قابلیت اطمینان، تحلیل نرخ خرابی برای تعیین ماهیت خطا در تجهیز از وظایف مهم مدیر دارایی است. نرخ خرابی تجهیزات از طربق داده های جمع آوری شده در فرآیند مدیریت خاموشی که معمولا در دیتابیس های حوادث شرکت برق موجودند بدست می آیند. در این مقاله با بررسی فرآیندهای ورود تجهیز به سیستم توزیع، نسبت به تحلیل خرابی ناشی از هر فرآیند اقدام می شود. در این تحلیل، عوامل و زیرعوامل خرابی ناشی از هر فرآیند به کمک گروه تمرکز بدست آمده و ارتباط آنها با علت اصلی خرابی به کمک روش دلفی مشخص می گردد و با مدلسازی نرخ خرابی ناشی از هر فرآیند، دلایل خرابی ناشی از هر فرآیند مورد بررسی و تحلیل قرار می گیرد.
کلید واژگان: مدیریت دارایی، نرخ خرابی، سیستم توزیع، گروه تمرکز، روش دلفی، فرآیند پوآسن غیرهمگن، تابع توزیع وایبالInformation about network components is of great importance for asset management decision making. This information is needed as input for the asset management decision process to come to a decision. To be able to extract the requested information، analysis and evaluation are needed. On the other hand، for efficient and economical asset management from reliability view point، analysis of failure rate for determination of origin of fault in component is an important task for asset manager. The failure rate of components is obtained by gathering data in outage management process that is available usually in detail in outage databases in electrical distribution. In this paper، failure analysis of process is obtained by assessment of process of component entry in distribution system. In this analysis، failure factors and sub-factors of each process is assigned by focus group and then relation between factors and causes of component failure is obtained by Delphi method. Finally، reasons of process-based failure are invested by modeling of failure rate for each process.Keywords: Asset management, Failure Rate, Distribution System, Focus Group, Delphi Method, Non, Homogeneous Poisson Process, Weibull Distribution Function -
شبکه های بیزی به عنوان چارچوبی قدرتمند برای بررسی پدیده های احتمالاتی در بسیاری از مسایل دنیای واقعی کاربرد موفقیت آمیزی داشته اما در حوزه قابلیت اطمینان سیستم های قدرت ترکیبی به ندرت مورد توجه قرار گرفته است. در مقایسه با روش های رایج، ارزیابی قابلیت اطمینان با شبکه های بیزی هم در مدل سازی و هم در تحلیل، قابلیت های افزوده ای فراهم می کند. از دیدگاه مدل سازی، بسیاری از فرضیات محدودکننده روش های رایج حذف می شود و از دیدگاه تحلیل، امکان انجام بسیاری از تحلیل های قابلیت اطمینان- محور فراهم می شود که در روش های رایج به ندرت در دسترس و به سختی قابل انجام است. در این مقاله، روشی جدید مبتنی بر مجموعه های انقطاع حداقل برای مدل سازی قابلیت اطمینان، ارزیابی قابلیت اطمینان و تحلیل های قابلیت اطمینان- محور در سیستم های قدرت ترکیبی با شبکه های بیزی پیشنهاد شده است.
ابتدا روشی جدید برای تعیین مجموعه های انقطاع حداقل در سیستم قدرت ترکیبی ارائه شده است. بر مبنای مجموعه های انقطاع حداقل، داده های قابلیت اطمینان تجهیزات و ارتباط منطقی بین گره ها، ساختار و پارامترهای مدل بیزی برای قابلیت اطمینان سیستم قدرت ترکیبی تعیین شده است. برای کاهش بار محاسباتی و کاربردپذیری روش برای سیستم های بزرگ، گره های واسط پیشنهاد و با مدل بیزی ترکیب شده است. با استفاده از مدل بیزی، تحلیل های قابلیت اطمینان- محور متعددی بر روی سیستم قدرت ترکیبی ارائه شده که برای مطالعات مختلف سیستم قدرت مفید بوده و در روش های رایج به سختی قابل انجام است. برای نمایش چگونگی استخراج مدل بیزی قابلیت اطمینان، روش پیشنهادی در شبکه RBTS به اجرا درآمده و برای اعتبارسنجی، نتایج آن با روش های دیگر مقایسه شده است. نتایج اجرای تحلیل های مختلف قابلیت اطمینان- محور در این شبکه بررسی شده و همچنین برای نمایش امکان پذیری در شبکه های بزرگ، روش پیشنهادی بر روی RTS اجرا شده است.
کلید واژگان: تحلیل های قابلیت اطمینان، محور، سیستم قدرت ترکیبی، شبکه های بیزی، مجموعه های انقطاع حداقل، مدل سازی قابلیت اطمینانBayesian Networks (BNs) as a strong framework for handling probabilistic events have been successfully applied in a variety of real-world problems, but they have received little attention in the area of composite power systems reliability assessment. Reliability assessment by BN provides some additional capabilities in comparison to conventional methods, both at the modeling and at the analysis levels. At the modeling level, several restrictive assumptions, implicit in the conventional methods, can be removed. At the analysis level, a variety of applicable reliability-based analysis which is hardly achievable in conventional methods, can be conveniently performed. This paper proposes a methodology based on Minimal Cutsets (MCs) to apply BNs to composite power system reliability modeling, reliability assessment and reliability-based analysis.To have a more accurate BN model, a new method of MC determination for composite power system is proposed. Bayesian structure is extracted, based on the determined MCs. Bayesian parameters are defined based on the logical relationships of nodes. To make the proposed method applicable to large composite power systems, virtual nodes are proposed and combined with Bayesian model. Also, a variety of reliability-based analyses are presented which are hardly achievable in conventional methods. The proposed method is validated by applying to RBTS and comparing the results with other reliability analysis methods. The proposed methodology is applied to the Reliability Test System (RTS), to show its feasibility in large networks. -
در این مقاله موضوع کلیدزنی شبکه انتقال در بازار احتمالی هم زمان انرژی و رزرو چرخان مدل سازی شده است. در مدل سازی انجام گرفته قیود دینامیکی متناظر با کلیدزنی شبکه انتقال در داخل مساله بهینه سازی مدل شده است و هدف از بیان مساله کمینه کردن هزینه تامین بار، هزینه امنیت شبکه و جلوگیری از ناپایداری گذرا در هنگام بازکردن خطوط می باشد.
کلیدزنی انتقال در مقایسه با روش های دیگر همانند بازآرایی تولید و قطع بار می تواند به عنوان روشی کنترلی برای مدیریت پیشامدها در سیستم به کار گرفته شود.
در این مقاله با استفاده از مدل برنامه ریزی احتمالاتی غیر خطی اعداد صحیح، کلیدزنی انتقال در هنگام بهره برداری عادی و پیشامدها برای تعیین میزان بهینه انرژی و رزرو به کار گرفته شده است. برای بررسی کارایی استراتژی پیشنهادی سیستم تست 14شینه مورد مطالعه قرار گرفته است و مطابق با نتایج حاصل شده، استراتژی پیشنهادی هزینه های حدی انرژی و رزرو را کاهش داده است و از طرفی در نظر گرفتن محدودیت های دینامیکی باعث کم شدن اثرات کاهش هزینه در بازار می شود ولی ناپایداری گذرای سیستم و هزینه های ناپایداری را هنگام خروج خطوط مورد نظر قرار داده و هزینه های مرتبط با آن را کاهش می دهد..کلید واژگان: کلیدزنی انتقال، بازار احتمالاتی هم زمان انرژ و رزرو چرخان، برنامه ریزی احتمالاتی غیر خطی اعداد صحیحIn this paper a joint energy and reserve market with transmission switching considering dynamic constraints has been proposed to minimize the cost of supplying load, reliability expenses and avoidance of transient instability in line switching.Transmission switching is used during contingencies and steady state to determine optimal required energy and reserve values. To investigate the efficiency of the proposed strategy IEEE 14 bus test is studied. According to the obtained results, this strategy decreases energy and reserve marginal prices, as well as reliability cost.
-
روش های پیشین تنظیم شبکه های توزیع انرژی الکتریکی مانند روش نرخ بازگشت، سرپوش قیمت، سرپوش قیمت به علاوه طرح پاداش و جریمه، انگیزه لازم برای سرمایه گذاری بهینه در شبکه را فراهم نمی کنند. به این معنا که روش نرخ بازگشت منجر به سرمایه گذاری بیشتر از حد مطلوب و روش سرپوش قیمت منجر به کاهش سرمایه گذاری در شبکه می گردد. روش طرح جریمه و پاداش به علاوه سرپوش قیمت نیز به علت ارائه قابلیت اطمینان و انرژی به صورت کالای واحد امکان توزیع بهینه سرمایه در شبکه را فراهم نمی کند. به منظور رفع معضل سرمایه گذاری بهینه، در سال های اخیر روش بیمه به عنوان راهکاری جایگزین برای تنظیم شبکه های توزیع ارائه شده که امکان جداسازی خدمات قابلیت اطمینان از خدمات انرژی و در نتیجه توزیع بهینه سرمایه در شبکه را فراهم می کند.
این مقاله در گام نخست با مقایسه ساختار سرمایه گذاری در روش بیمه با ساختار سرمایه گذاری در روش های پیشین تنظیم، مزایای این روش به نسبت روش های قبل را بیان کرده و در گام دوم با بررسی تاثیرات منفی دو معضل سواری رایگان و تاخیر در سرمایه گذاری، لزوم و نحوه به کارگیری راهکاری متمرکز در کنار طرح بیمه را روشن می سازد.
کلید واژگان: بیمه قابلیت اطمینان، ساختار سرمایه گذاری، سواری رایگان، مدیریت سرمایهSeveral regulation schemes such as Rate of Return (ROR) and Price Cap (PC) lack incentives for efficient investment. ROR lead to overinvestment and PC on the other hand lead to underinvestment. Regulator employs various forms of reward/penalty schemes (RPS) to cover inherent weaknesses in PC. Adding RPS allow utilities to make cost effective reliability improvements in response to changes in technology and costs but since this schemes result in consumers purchasing reliability and delivery as a single, optimal level of investment can’t be insured. To solve this problem, in the recent year, the Reliability Insurance Scheme (RIS) has been introduced which through it the reliability and delivery services are unbundled and so the efficient investment is insured. In this paper, firstly, the investment structure under RIS is compared to that of traditional regulatory schemes and, according to this comparison; the advantages of RIS are illustrated. In the second step, under RIS, the effects of free-riding and investment delay on the investment dynamics are evaluated and finally the centralized method for alleviating these effects is proposed. -
در این مقاله هدف تعیین مکان بهینه منابع تولید پراکنده در شبکه توزیع می باشد. عدم قطعیت بار و محدوده مطلوب ولتاژ با استفاده از تئوری اطلاعات فازی مدل شده است. همچنین تابع هدف شامل کاهش تلفات، بهبود شاخص پروفایل و پایداری ولتاژ بوده و قیود مرتبط با آن، قیود ولتاژ و توان عبوری از خط می باشد. تغییرات بار در سه بازه زمانی (حداکثر، حداقل و متوسط) نشان داده شده و برای بهینه سازی تابع هدف از روش PSO و برای انتخاب جواب از روش max-min استفاده شده است. نتایج اجرای مدل و روش پیشنهادی در 5 سناریو بر روی سیستم 33باسه IEEE ارائه گردیده است.
کلید واژگان: جایابی منابع تولید پراکنده، عدم قطعیت بار، تلفات، پروفایل ولتاژ، پایداری ولتاژThe purpose of this paper is optimal location of distributed generation in electric distribution networks. Load uncertainty and desired voltage range has been modeled using fuzzy data theory. The objective function includes loss reduction, improvement of profile index and voltage stability index with their relevant constraints, voltage constraints and transmittable power from the line. Load variation has been shown for three different time durations (peak, off peak and average).PSO technique has been used to optimize the objective function while Max-Min method has been applied to select the answer. Results produced from the proposed model have been provided in 5 different scenarios on a 33 bus system of IEEE.
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.