javad nikoukar
-
This paper delves into the meticulous optimization of distributed energy resources and their storage within a conventional microgrid framework. The optimization endeavor leverages an array of cutting-edge technologies including photovoltaic, wind, fuel cells, micro-turbines, and batteries, with the dual objectives of curtailing operational expenses and fortifying system reliability. To attain these objectives, the article employs a refined algorithm derived from the Grey Wolf Optimization technique. Furthermore, simulations are executed under two distinct scenarios. In the first scenario, the presumption is that all distributed energy resources within the microgrid are exploitable, whereas in the second scenario, spatial constraints necessitate the exclusion of photovoltaic and wind turbine resources. Simulation outcomes evince that post-implementation of energy management via metaheuristic algorithms, there is a discernible reduction in the operational costs of the microgrid alongside an enhancement in system reliability. Additionally, the elimination of photovoltaic and wind resources results in escalated costs and grid blackout within the microgrid. In summary, the simulation findings affirm the superior efficacy of the proposed modified Grey Wolf algorithm in addressing energy management quandaries in comparison to the Particle Swarm Optimization algorithm.
Keywords: Microgrid Energy Management, Distributed Generation Resources, Reliability, Gray Wolf Algorithm -
This paper introduces and discusses a new control strategy for nonholonomic wheeled mobile robots (WMR). Robot models include kinematic and dynamic equations of motion. A barrier function adaptive terminal sliding mode control is used to control the movement of the robot. It considers sliding mode control (SMC) to deal with the dynamic model uncertainties of the chaos system, and uses a combination of SMC with an adaptive control approach to solve the upper boundaries problem of unknown model uncertainties and their estimation. Chattering is completely eliminated without over estimating the control gains by adopting an adaptive continuous barrier function in the dynamic switching function. Using the Lyapunov's stability theory, it was shown that the proposed scheme can guarantee the convergence of system states to the vicinity of the sliding surface in finite time. Additionally, the adoption of a sliding surface with a nonlinear and integral switching function resulted in removing the reaching phase of the sliding surface and yielding a controller that is robust to uncertainties from the start. The effectiveness of the proposed control method was assessed using three scenarios implemented to a Liu's uncertain chaotic system in MATLAB/Simulink environment. The obtained results confirmed the ability of the proposed approach to achieve continuous and smooth control rules for such chaotic systems. Among the main attributes of the proposed control method are its ability to completely eliminate chattering and yield a robust performance against model uncertainties and unknown external disturbances.
Keywords: Nonholonomic Wheeled Mobile Robot, Adaptive Barrier Function, Terminal Sliding Mode Control, Trajectory Tracking, Chattering-Free -
برنامه ریزی توان تولیدی واحدها جهت تامین تقاضای بار ساعتی، یکی از مسائل مهم در مدیریت تولید و بهره برداری از سیستم های قدرت می باشد. در این مقاله، مسئله توزیع بهینه بار با در نظر گرفتن تلفات شبکه انتقال، ملاحظات و محدودیت های عملی نیروگاه های حرارتی از قبیل نرخ افزایشی و کاهشی تولید، نواحی ممنوعه تولید، اثر شیر بخار با ترکیب منابع تجدید پذیر شامل مزارع بادی و واحدهای خورشیدی مطرح شده است. منابع انرژی تجدید پذیر به دلیل عدم استفاده از سوخت های سوختی باعث کاهش آلودگی های زیست محیطی شده اما این منابع، دارای عدم قطعیت و ماهیت تصادفی در تولید می باشند. از طرف دیگر منابع بادی و خورشیدی جزء منابع راه اندازی سریع و منابع حرارتی جزء منابع حرارتی راه اندازی کند محسوب می شوند. در نظر گرفتن موارد ذکر شده به صورت توام، مساله توزیع بهینه بار را پیچیده می نماید که در این مقاله برای تعیین میزان مشارکت منابع تولیدی مختلف در تامین بار، از روش جدیدی مبتنی بر الگوریتم سینوس کسینوس، استفاده شده است. به منظور بررسی کارآیی روش پیشنهادی، نتایج شبیه سازی و مطالعات عددی روی یک سیستم نمونه شامل 6 واحد حرارتی، 5 واحد بادی و 13 واحد خورشیدی پیاده سازی شده و با دیگر روش های هوشمند مقایسه شده است. نتایج مطالعات عددی ضمن داشتن سرعت و دقت مناسب، برتری روش پیشنهادی را نسبت به سایر روش ها نشان می دهد.کلید واژگان: توزیع بهینه، الگوریتم سینوس کسینوس، بهینه سازی، منابع انرژی تجدید پذیرDynamic production power planning to meet hourly load demand is one of the important issues in production management and operation of power systems. In this article, the problem of optimal load dispatch considering transmission network losses, considerations and practical limitations of thermal power plants such as increasing and decreasing ramp rates, prohibited production areas, steam valve effect with the combination of renewable resources including wind farms and solar units has been raised. Renewable energy sources have reduced environmental pollution due to the non-use of fossil fuels, but these sources have uncertainty and random nature in production. On the other hand, wind and solar sources are considered to be part of fast start-up sources and thermal sources are considered to be part of slow start-up thermal sources. Considering the mentioned cases together complicates the problem of optimal load distribution, in this article, a new method based on the sine-cosine algorithm is used to determine the contribution of different production sources in the load supply. To solve this problem, which has non-convex cost functions, a new method based on the sine-cosine algorithm has been used. In order to evaluation the effectiveness of the proposed method, simulation results and numerical studies on a sample system including 6 thermal units, 5 wind units and 13 solar units have been implemented and compared with other metaheuristic algorithms. The results of numerical studies show the superiority of the proposed method over other methods while having the appropriate speed and accuracy.Keywords: Optimal Dispatch, Sine Cosine Algorithm, Optimization, Renewable Energy Sources
-
در سیستم های تولید سنتی، حدود 25 درصد از انرژی تولیدی صرف غلبه برتلفات شبکه می شود و وجود منابع انرژی توزیع شده مانند منابع فتوولتاییک، توربین بادی و مزارع بادی، سلول سوختی و تولید همزمان برق و حرارت می توانند مصرف سوخت، آلودگی و تلفات خطوط انتقال را کاهش داده و بهره وری شبکه ها را افزایش دهند. در این مقاله، با در نظر گرفتن محدودیت های توزیع توان توسط الگوریتم جهش قورباغه بهبودیافته، یک چارچوب مدیریت انرژی منظم در ریزشبکه ارایه می شود که در آن سهم دقیق تولید یا مصرف انرژی برای واحدهای مختلف تعیین می گردد. طرح پیشنهادی برای انتخاب بهترین آرایش منابع در ریزشبکه مورد استفاده قرار می گیرد که خروجی آن تعیین تعداد و محل بهینه منابع در شینه های مختلف است. سپس، اپراتور مستقل سیستم با درنظرگرفتن محدودیت های پخش بار، مقدار تبادل و مصرف انرژی را تعیین می کند. از بویلر و CHP نیز برای حفظ تعادل بین تولید انرژی حرارتی توسط منابع تولید انرژی و مشترکین حرارتی استفاده می شود. علاوه بر این، از برنامه های پاسخگویی بار با هدف هموار سازی منحنی بار و کاهش هزینه های بهره برداری در این مسیله بهینه سازی بهره گرفته شده است. روش پیشنهادی با استفاده از نرم افزار MATLAB بر روی سیستم استاندارد 69 شینه و 118 شینه IEEE پیاده سازی و شبیه سازی شده که مقایسه نتایج حاصله با چند الگوریتم دیگر، صحت و برتری روش پیشنهادی را از منظر کاهش هزینه های بهره برداری، کاهش آلودگی و بهبود قابلیت اطمینان نشان می دهد.
کلید واژگان: پاسخگویی بار، بازار انرژی، بهینه سازی، منابع انرژی توزیع شده، الگوریتم جهش قورباغهIn traditional generation systems, about 25% of energy is wasted, and the presence of distributed energy resources (DER) such as photovoltaic, wind turbines, fuel cell, and the combined heat and power can reduce fuel consumption, pollution, and transmission losses. In this paper, a complete energy management framework in a microgrid is proposed by considering the constraints using Improved Shuffled Frog Leaping Algorithm, in which the exact share of energy production for different units is determined. The proposed scheme is used to select the best arrangement of DERs in the microgrid, the output of which is to determine the number and optimal location of DERs in several bus-bars. Then, the independent system operator determines the quantity of energy exchange and consumption by considering load distribution constraints. Boilers and CHPs have also been used to maintain the balance between the production of thermal power by energy sources and thermal demands. In addition, the Demand Response Program has been used with the aim of smoothing the load curve and of reducing the operating costs. Finally, the proposed method has been implemented and simulated using MATLAB software on a two standards 69-and- 118-bus IEEE system. The comparison of the results with other algorithms showed the accuracy and superiority of the proposed method from the point of view of reducing operating costs.
Keywords: Demand Response, Energy market, optimization, Distributed Energy Resources, Improved Shuffled Frog Leaping Algorithm -
تولیدات پراکنده در کنار مزایای فراوانشان برای شبکه های توزیع، باعث تغییر جهت و افزایش سطح جریان خطا در شبکه توزیع می شوند. این تغییرات باعث از بین رفتن هماهنگی حفاظتی ریکلوزرها و فیوزها در شبکه های توزیع می شود. معمولا زمان عملکرد ریکلوزرها با دو تنظیم اصلی TDS و IP تعیین می شوند؛ اما دو مشخصه دیگر A و B که در ریکلوزرهای سنتی به صورت استاندارد تعریف می شوند، زمان عملکرد ریکلوزرها را تغییر می دهد که در ریکلوزرهای دیجیتال تغییر پذیرند. در این مقاله، این دو مشخصه به همراه TDS و IP برای ایجاد هماهنگی حفاظتی، بهینه سازی می شوند. برای این منظور، ابتدا مکان و سایز DGها و سپس برای کاهش تاثیرات DG ها، محل و امپدانس FCL ها با هدف کاهش تلفات، بهبود پروفیل ولتاژ و کاهش تغییرات جریان های خطای فیدرها در زمان اتصال DGها با تابع هدف چندعامله بهینه سازی می شود. سپس با هدف بازیابی هماهنگی حفاظتی و کاهش زمان عمکرد تجهیزات حفاظتی فیوز و ریکلوزر، با استفاده از یک تابع چندعامله، مشخصه های A، B، TDS، IP بهینه سازی می شود. طرح پیشنهادی برای اعتبارسنجی بر شبکه 33 باسه IEEE در حضور DGهای سنکرون و SFCL مقاومتی در نرم افزار دیگسایلنت شبیه سازی شده است.
کلید واژگان: پروفیل ولتاژ، هماهنگی حفاظتی، کاهش تلفات، ریکلوزر دیجیتالIn addition to the many advantages of Distributed Generation (DG) for the distribution networks, they change the direction and increase the level of fault current. These changes may cause the loss of protection coordination of reclosers and fuses in distribution networks. Usually, the operation time of reclosers is determined by two main settings, TDS and IP, but two other parameters (A and B), which are defined by the standards of traditional reclosers, are also influential on the operation time of reclosers. These two parameters can be modified in digital reclosers. In this article, these two characteristics are optimized with TDS and IP to restore protection coordination. For this purpose, first, the location and the size of the DGs are specified, after that to alleviate the effects of the DGs, the location and the impedance of FCLs are optimized by a multi-objective optimization function to reduce the loss, improve voltage profile, and reduce the effects of changes in the feeders’ fault current while DGs are connected to the distribution network. Then, to restore the protection coordination, and to reduce the operating time of the protection equipment, fuse, and recloser, the parameters A, B, TDS, and IP are optimized using a multi-function optimization. To validate the proposed approach, the IEEE 33-bus network in the presence of synchronous DGs and resistive SFCL has been simulated in DIgSILENT software.
Keywords: Voltage Profile, Protection Coordination, Loss reduction, Digital reclosers -
در این مقاله به بررسی یک کنترل کننده ترکیبی برای روبات های متحرک چرخ دار در حضور اغتشاش خارجی و عدم قطعیت پارامتری خواهیم پرداخت. مدل های ربات شامل معادلات سینماتیکی و دینامیکی حرکت است. ربات متحرک چرخ دار به منظور دستیابی به موقعیت نهایی باید به نحوی کنترل گردد که بتواند یک مسیر مرجع را دنبال نماید. در بسیاری از تحقیقات انجام شده معمولا از یک استراتژی کنترل حرکتی برای ربات متحرک استفاده می شود. در این مطالعه، استراتژی کنترل پیشنهادی دارای دو مرحله شامل کنترل سینماتیکی و کنترل دینامیکی است. در این راستا، ابتدا پس از معرفی مدل سینماتیکی ربات، یک کنترل کننده پیش بین برای این قسمت طراحی و اثبات خواهد شد. سپس، بر اساس مدل دینامیکی غیرخطی ربات، یک کنترل کننده دینامیکی مود لغزشی تطبیقی معرفی می شود تا اغتشاشات را به صورت آنلاین تخمین زده، بهره کنترل را به طور خودکار تنظیم و پدیده چترینگ را به طور کامل حذف نماید. در ادامه، تجزیه و تحلیل و اثبات طرح پیشنهادی با استفاده از نظریه پایداری لیاپانوف انجام شده است. بر اساس قانون کنترل تطبیقی پیشنهادی، همگرایی بهینه و عملکرد ردیابی همه سیگنال ها تضمین شده و خطاهای ردیابی می توانند به طور دلخواه در زمان محدود به مبدا همگرا شوند. نتایج شبیه سازی برای نشان دادن اثربخشی طرح پیشنهادی با استفاده از نرم افزار متلب انجام شده است.
کلید واژگان: ربات متحرک چرخ دار، ردیابی مسیر، کنترل مودلغزشی تطبیقی، کنترل کننده ترکیبی، مدل سینماتیکی و دینامیکیIn this paper, we investigate a hybrid controller for wheeled mobile robots in the presence of external disturbances and parametric uncertainty. Robot models include kinematic and dynamic equations of motion. In this paper, in order to reach the final position, the wheeled moving robot must be controlled in such a way that it can follow a reference path. Many studies often use a motion control strategy for the wheeled mobile robot. In this study, the proposed control strategy has two stages including cinematic control and dynamic control. In this regard, first after introducing the kinematic model of the robot, we design a predictive controller for this part and prove it. Then, based on the nonlinear dynamic dynamics of the robot, an adaptive sliding mode dynamic controller is introduced to estimate the disturbances online, automatically adjust the gain of the control and eliminate the umbrella phenomenon completely. Then, the proposed design is analyzed and proved using Lyapanov's theory of stability. According to the proposed adaptive control law, optimal convergence and tracking performance of all signals are guaranteed and tracking errors can converge arbitrarily in finite time to the source. Simulation results have been performed to show the effectiveness of the proposed design using Matlab software.
Keywords: adaptive sliding mode control, hybrid controller, kinematic, dynamic model, path tracking, wheeled mobile robot -
خطوط و ترانسفورماتورهای انتقال از مهم ترین تجهیزات شبکه قدرت اند که خروج آن ها می تواند منجر به خروج های پی درپی بعدی شود. در این مقاله تلاش شده است با در نظر گرفتن یک مدل شبیه سازی خروج آبشاری، خطوط یا ترانسفورماتورهایی که بهره برداران با عملیاتی مانند قطع بار و یا کاهش تولید نتوانند از اضافه بار شدن آن ها جلوگیری کنند، شناسایی شوند. همچنین از روش ارزیابی ریسک تجزیه و تحلیل حالات خطا و اثرات آن برای شناسایی خطوط و ترانسفورماتورهای بحرانی شبکه که به عنوان حادثه آغازگر خروج های آبشاری شناخته می شود، استفاده می شود. این روش با ارزیابی سه معیار شدت اثر خطر، احتمال وقوع خطر و احتمال کشف خطر، عدد اولویت ریسک ترکیبات پیشامدهای ممکن N-K (1< K≤3) در شبکه را که منجر به اضافه بار شدن خطوط یا ترانسفورماتورهای انتقال می شود، محاسبه و طبقه بندی می کند. اطلاعات اولیه این روش بر مبنای محاسبه سه شاخص بارگذاری وزن دهی شده خطوط، ترانسفورماتورها و همچنین پروفایل ولتاژ شینه ها به دست می آید. روش پیشنهادی در شبکه استاندارد 39 شینه IEEE پیاده سازی و نتایج آن در مقایسه با سایر روش ها، صحت، کارایی و دقت آن را نشان می دهد.
کلید واژگان: خطاهای آغازین، تجزیه و تحلیل حالات خطا، اولویت ریسک، آسیب پذیری، ارزیابی ریسک، خروج آبشاریTransmission lines and transformers are the most important equipment of a power network, the outage of which can lead to cascading failure. This paper tries to identify those lines or transformers that cannot be prevented from being overloaded by operations such as load shedding or production decrease through considering a model of cascade outage simulation. Also, one of the risk assessment methods, called Failure Modes and Effects Analysis (FMEA) method, is used to identify the critical network lines and transformers known as initial events of cascading failures. This method through the evaluation of three criteria ofseverity, occurrence, and detection assesses and categorizes the risk priority number (RPN) of the combination of possible N-K (1). The proposed method was implemented in the IEEE 39-bus test system, and its results showed its accuracy compared to the other methods.
Keywords: Initial Events, failure modes, risk priority, vulnerability, risk assessment, cascading failure -
وقایع آبشاری یکی از حالات مخرب در سیستم های قدرت می باشد که در ابتدا ممکن است با یک خطای کوچک و جزیی شروع شود و سپس با اثر زنجیره ای مانند دومینو گسترش یافته و منجر به خاموشی در مقیاس بزرگ شود. لذا جلوگیری از خروج های آبشاری امری ضروری می باشد، زیرا زندگی روزمره ما به شدت به شبکه برق رسانی پایدار و قابل اعتماد بستگی دارد. تاکنون روش های زیادی در مراجع مختلف برای شناسایی خطاهای آغازین وقایع آبشاری شامل خطوط و ترانسفورماتور های مستعد خرابی با هدف انجام اقدامات اصلاحی به منظور کاهش اثرات نامطلوب خرابی آبشاری ارایه شده است. در این مقاله ابتدا چندین روش شناخته شده با پتانسیل شناسایی خطا های آغازین که منجر به خطاهای آبشاری فاجعه آمیز می شود، بر روی یک شبکه استاندارد 39 باسه IEEE پیاده سازی می شود، سپس مزایا و کمبودهای روش ها با هم مقایسه می گردد و در ادامه یک روش جدید با دقت و سرعت تشخیص مناسب نسبت به سایر روش ها ارایه می شود. همچنین از روش یکایک شماری مبتنی بر تکنیک ارزیابی ریسک ویلیام فاین برای اعتبار سنجی نتایج روش های مختلف استفاده می شود. روش یکایک شماری یک روش دشوار و وقت گیر است، لذا جهت کاهش ابعاد روش مذکور به منظور صحت سنجی مناسب تر و سریع تر روش ها از تکنیک ارزیابی ریسک ویلیام فاین استفاده می شود. این تکنیک با محاسبه نمره ارزیابی ریسک ترکیبات پیشامدهای محتمل N-K(1<K≤3)، شناسایی و رتبه بندی خطرات آغازین بالقوه و موثر در ایجاد زنجیره خطاهای پی درپی در شبکه قدرت را انجام می دهد.
کلید واژگان: خطای آغازین، وقایع آبشاری، روش ارزیابی ریسک ویلیام فاین، آسیب پذیری، پیشامد محتمل، روش حداکثر جریانCascading failures are one of the most destructive states in the power systems, which may initially start with a small error and then spread with a chain effect like a domino, leading to large-scale blackouts. Therefore, it is necessary to prevent cascading failures, because our daily lives depend heavily on a stable and reliable power supply network. So far different methods have been proposed to identify the initial events of cascade failures, including fault-prone lines and transformers, with the aim of taking remedial action scheme to reduce the adverse effects of cascade failure. In this paper, several well-known methods with the potential to detect initial events that lead to catastrophic cascading failures are first implemented of the IEEE 39-bus test system and the Competencies and shortcomings of methods are compared. In the following, a new method is presented with appropriate speed and accuracy compared to other methods. The enumeration method based on William Fine risk assessment technique is used to validate the results of different methods. The enumeration method is a difficult and time-consuming method. Therefore, in order to reduce the dimensions of the mentioned method in order to validate the methods more appropriately and faster, the William Fine risk assessment technique is used. This technique identifies and ranks the potential and effective initial events in creating the chain of cascading failures in the power system by calculating the risk assessment score of combinations of possible N-K(1<K≤3) contingencies.
Keywords: Initial Event, Cascading Failure, William Fine Risk Assessment Method, Vulnerability, Possible Contingency, Maximum Flow Method -
In this paper, reference path tracking based on terminal slip mode control for a wheeled mobile robot is presented and the proposed method is practically simulated on a mobile robot. The wheeled actuator is a nonlinear system with two inputs for controlling and three state variables and a nonlinear constraint. To control this system in this paper, first by converting the equations of the non-holonomic system into a chain form, the equations of a wheeled mobile robot are extracted for generalized chain equations. Then the limited time terminal sliding model control method is presented to control the reference path tracking of this system. It could be run using a graphical simulation environment in MATLAB software. The proposed method for the wheeled mobile robot used in the laboratory is simulated. The simulation results in the graphical environment show the efficiency of the proposed method in comparison with the classical sliding mode control method. Finally, the practical results of the controller simulation to follow the reference path provided on the mobile robot are shown. The results of the practical simulation show well the proper performance of the proposed method.Keywords: NON-HOLONOMIC SYSTEMS, sliding mode control, TERMINAL SLIDING MODE CONTROLLER, GRAPHIC SIMULATION
-
در این مقاله هماهنگی حفاظتی برای رله های اضافه جریان جهتدار دیجیتال تنظیم دوگانی DS-DOCR در حضور منابع تجدیدپذیر و ذخیره ساز انرژی در شرایط بیشترین و کمترین مقدار جریان خطا در شبکه توزیع مورد بررسی قرار گرفته است. طرح پیشنهادی جهت دستیابی به هماهنگی حفاظتی سریع در رله های DS-DOCR به کمینه سازی زمان کلی عملکرد رله ها می پردازد. همچنین برای ارتقاء انعطاف پذیری در تنظیمات DS-DOCRها، محدوده ی مجاز برای کلیه ی پارامترهای رله مانند ضرایب B، A، جریان پیکاپ IP، ضریب تنظیم زمانی TDS، در دو جهت پیش رو و پشت سر بیان می شود. طرح پیشنهادی برای بررسی نتایج عملکرد رله های DS-DOCR برروی شبکه ی توزیع 9 باسه IEEE با حضور بیشترین مقدار نفوذ منابع فتوولتاییک PV، بادی و ذخیره سازهای انرژی ESS در دو حالت بیشترین و کمترین مقدار جریان خطا بررسی شده است. شبیه سازی روش مطالعاتی در نرم افزار DigSilent Power Factory انجام شده است. نتایج عددی نمایانگر این است که الگوریتم حل پیشنهادی مقادیر بهینه ی پارامترهای تنظیم رله های DS-DOCR را به نحو مطلوبی ارایه کرده است که قادر به دستیابی به هماهنگی حفاظتی مطمین و سریع می باشد.
کلید واژگان: هماهنگی حفاظتی، شبکه توزیع، رله اضافه جریان جهتدار دیجیتال تنظیم دوگانی، ذخیره ساز انرژیIn this paper, the protection coordination for Digital dual-setting directional overcurrent relays (DS-DOCR) in the presence of renewable energy sources and energy storage system in the conditions of maximum and minimum fault current in the distribution network is investigated. The proposed scheme minimizes the total operating time of the relays to achieve fast protection coordination in DS-DOCR relays. In addition, to increase the flexibility in the DS-DOCR settings, the permitted range for all relay parameters such as A, B, pickup current (IP), and time dial setting (TDS) is explained in both forward and backward directions. In the proposed scheme, the operating results of DS-DOCR relays on the IEEE 9-bus distribution network in the presence of maximum penetration of photovoltaic sources (PV), wind and energy storage systems (ESSs), in maximum and minimum fault current conditions are investigated. Simulation of the study method is done in DIgSILENT Power Factory software. The numerical results indicate that the proposed solution algorithm has ideally provided the optimal values of the DS-DOCR relays setting parameters, and is capable of achieving reliable and fast protection coordination.
Keywords: Protection Coordination, Distribution Network, Dual-Setting Digital Directional Overcurrent Relays, Energy Storage System -
Recently, Combined Heat and Power (CHP) systems have been utilized increasingly in power systems. With the addition penetration of CHP-based co-generation of electricity and heat, the determination of economic dispatch of power and heat becomes a more complex and challenging issue. The optimal operation of CHP-based systems is inherently a nonlinear and non-convex optimization problem with a lot of local optimal solutions. In this paper, the Improved Shuffled Frog Leaping Algorithm (ISFLA) is used for solution of the problem. ISFLA is an improved version of shuffled frog leaping algorithm in which new solutions are produced in respect to global best solution. The ISFLA is well able to attain the optimal solutions even in the case of non-convex optimization problems. To evaluate the efficiency of the proposed method, it has been implemented on the standard test system. The obtained results have been compared with other heuristic methods. The numerical results show that the ISFLA is faster and more precise than other methods.Keywords: Combined heat, power, Optimization, Economic dispatch, Improved Shuffled Frog Leaping Algorithm
-
در این مقاله، هماهنگی حفاظتی بهینه مقید به پایداری سیستم به صورت مسئله تصادفی در ریزشبکه با مدهای عملکردی اتصال به شبکه و جزیره ای متشکل از منابع انرژی تجدیدپذیر و سیستم های ذخیره ساز انرژی بیان می شود. این مسئله برای تنظیم بهینه رله های اضافه جریان تنظیم دوگانی و انتخاب اندازه راکتانس محدودکننده جریان خطا، کمینه سازی زمان عملکرد کل رله ها در مدهای حفاظتی اولیه و پشتیبان را بر عهده دارد. همچنین مقید به محدودیت های فاصله زمانی هماهنگی، پارامترهای تنظیم رله ها، اندازه محدودکننده جریان خطا و پایداری ریزشبکه در شرایط خطا می باشد. ریزشبکه ها عموما دارای منابع تجدیدپذیر و ذخیره ساز انرژی هستند، پس طرح حفاظتی پیشنهادی نیاز به بهره برداری روزانه ریزشبکه با مدل تصادفی به منظور محاسبه متغیرهای شبکه قبل از رخداد خطا دارد. لذا مسئله مذکور، کمینه سازی هزینه های بهره برداری و ریزش بار ریزشبکه مقید به معادلات پخش توان بهینه آن در حضور منابع مختلف با فرض عدم قطعیت های بار و تولید را بر عهده دارد. بنابراین، اعمال طرح پیشنهادی بر روی ریزشبکه های 9 و 32 باس، حل آن با الگوریتم جست وجوی کلاغ و با انتخاب اندازه بهینه برای منابع تجدیدپذیر و ذخیره ساز انرژی متناسب با شاخص های بهره برداری و هماهنگی حفاظتی، می توان راه حل حفاظتی سریع مقید به پایداری سیستم در شرایط خطا را به دست آورد.
کلید واژگان: الگوریتم جست وجوی کلاغ، بهره برداری بهینه روزانه ریزشبکه، پایداری سیستم، سیستم ذخیره ساز انرژی، منابع انرژی تجدیدپذیر، هماهنگی حفاظتی بهینهThis paper presents the system stability-constrianted optimal protection coordination (SSCOPC) as stochastic problem in the microgrid with grid-connected and islanded operation modes, including renewable energy sources (RESs) and energy storage systems (ESSs). To regulate optimally the dual setting overcurrent relays (DSORs) and to selectin the reactance size of fault current limiter (FCL), the system minimizes the total relays operation time in the primary and backup protection modes. Also, it is subject to the limits of the coordination time interval (CTI), DSORs setting parameters, FCL size, and microgrid stability in the fault condition. Generally, the microgrid includes RESs and ESSs; thus, the proposed SSCOPC needs a daily operation of microgrid as stochastic model to calculate network variables before fault occurrence. Hence, s this situation minimizes the microgrid operation cost and load shedding cost of islanded microgid which are subjected to optimal power flow equations in the presence of RESs and ESSswhile considering the uncertainty of the load and its generation. Therefore, by applying the proposed problem on the 9 and 32 bus microgrid, solving the problem by the Crow Search Algorithm (CSA), and selecting optimal size of RESs and ESSs, based on operation and protection coordination indices, the proposed SSCOPC can obtain a fast protection solution that considers system stability in faulty conditions.
Keywords: Crow Search Algorithm, Daily Optimal Operation of Microgrid, System Stability, Energy Storage System, Renewable Energy Source, Optimal Protection Coordination -
با توجه به روند پیشرفت تکنولوژی های استفاده از انرژی های تجدیدپذیر و حمایت سیاست گذاران حوزه انرژی جهت استفاده بیشتر از این منابع پاک و ارزان، تحقیقات بسیاری درجهت بهره گیری هرچه بیشتر از این گونه انرژی ها در حال انجام است. محدودیت هایی از قبیل ظرفیت پایین، عدم قطعیت توان خروجی و مشکلات پایداری، استفاده از منابع انرژی پراکنده را پرهزینه و دشوار ساخته است. برای رفع این مشکلات، مفهومی جدید با عنوان نیروگاه مجازی پیشنهاد شده است. در این مقاله یک مدل کامل برای برنامه ریزی بهینه یک نیروگاه مجازی ارایه شده به صورتی که عدم قطعیت های منابع تولید پراکنده نظیر انرژی باد و خورشید و همچنین خودرو های الکتریکی در نظر گرفته شده است. علاوه بر این، از پاسخ گویی بار که مدلسازی آن بر مبنای پاسخ گویی بار مبتنی بر قیمت برای بارهای معمولی و مبتنی بر تشویق برای خودروهای الکتریکی می باشد استفاده شده و در نهایت تابع هدف ارایه شده با روش برنامه ریزی خطی صحیح مختلط بهینه گردیده و یک شبکه 32 شینه مورد مطالعه قرار گرفته که هدف بیشینه سازی سود نیروگاه مجازی بوده که برای این کار از استفاده همزمان از پاسخ گویی بار و خودروهای الکتریکی با قابلیت اتصال به شبکه استفاده شده است.
کلید واژگان: نیروگاه مجازی، پاسخ گویی بار، خودروی الکتریکی، برنامه ریزی خطی صحیح مختلطDue to the progress of renewable energy technologies and the intention of energy policymakers to use these clean and cheap resources, many studies have focused on ways to take advantage of these energies. Limitations, such as low capacity, output power uncertainty, and sustainability problems, make the use of distributed energy resources costly and difficult. Among distributed generation resources, renewable energy resources such as wind energy and solar energy are more environmentally friendly and are used more than other technologies. Despite the many advantages of these resources, their output power depends on such factors as wind speed and solar intensity, which cannot be accurately predicted. For this reason, the infiltration[MSH1] of high levels of these resources into power systems increases system uncertainty and can reduce reliability while system reliability is very important for power system designers and operators, as well as energy consumers. To solve these problems, a new concept, named virtual power plant, is proposed. A virtual power plant is a collection of distributed energy resources that come together to participate in the market. Virtual power plants can efficiently coordinate, aggregate, and manage different distributed energy resources such as distributed generation, energy storage systems, and controllable loads. These plants are flexible agents for a range of distributed energy sources that can be used in wholesale markets to provide services to system operators. The energy management system is the heart of a virtual power plant that coordinates the flow of power from generators, controllable loads, and energy storage devices. This paper proposes a full model for optimal planning of a virtual power plant if uncertainties of distributed generation sources such as wind and solar energy, as well as electrical vehicles, are considered. To prevent the negative effects of the presence of electric vehicles on electricity networks, especially in virtual power plants, it is necessary to charge these vehicles in a controlled manner and with careful planning. In addition, the demand response whose modeling is based on price-based demand response for non-users and encouragement-based for electric vehicles is optimized on two scenarios, and a 32-bus network is studied. The main goal of the research is to maximize the profit of the virtual power plant for the simultaneous use of load response and electric vehicles with the capability of connecting to the grid.
Keywords: Virtual power plant, Demand respons, Electric vehicles, Mixed integer linear programming -
Due to the ever-growing load, especially peak load, the increase in the capacity of plants is inevitable for the response to this growth. Peak load causes increases in customer costs and vast investments in generating and transmission parts. Therefore, restructuring in the electrical industry, competition in the electrical market and Demand Response Programs (DRPs) are of special importance in power systems. In DRPs, customers in certain periods, such as peak or times when the price is high, decrease self-consumption. It means profit for costumers and prevention of expensive production in peak time for a genera-tion source. Moreover, to decrease the operation cost of network and ever-growing technology significantly, the power sys-tems operators have employed new sources of energy production as well as thermal units, and it has led to the emergence of Electric Vehicles (EVs) technology as a new source of energy production. This paper studies the simultaneous presence of DRPs and EVs to minimize the total operation cost of a network from one hand and from the other to improve the level of system reserve in Unit Commitment (UC) problem with considering the security constraint. Here, the proposed framework is structured as a Mixed Integer Programming (MIP) and solved using CPLEX solver.
Keywords: Demand Response, Mixed Integer Programming, security constrained unit commitment, electric vehicles -
Reactive power as a utility of ancillary service in restructured environment is supplied by Independent System Operator (ISO). Due to the particular importance of optimal pricing strategy in the power market, the study aims to investigate this problem more closely. To this end, first the problems of restructuring, reactive power generation and its associated costs thereof were reviewed and different types of transmission rights identified. Next, an algorithm was proposed as the selected method for reactive power pricing in terms of Fina g simultaneous Opportunity Cost (OC) at power plants. The pricing method was based on the respective marginal costs as ncial Transmission Rights (FTR) of transmission lines in the presence of the hybrid market model (spot and bilateral) usin well as the optimal power flow and implemented the succession planning method via MATLAB for IEEE 57-buses test system. Comparison of the results obtained from the proposed method (where in capacitors and Static VAR Compensator (SVC) were considered as reactive power generation sources) with those of the current pricing method used in the Iran power grid showed increased earnings due to reactive power investment.
Keywords: Open Access, Electric Power Transit, Reactive Power Pricing, Financial Transmission Rights (FTR)
- 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.