فهرست مطالب
مجله کیفیت و بهره وری صنعت برق ایران
سال چهارم شماره 2 (پیاپی 8، پاییز و زمستان 1394)
- تاریخ انتشار: 1394/12/20
- تعداد عناوین: 7
-
-
صفحات 4-14در این تحقیق، یک راه حل بهینه برای برنامه ریزی روز-پیش (Day-ahed) مساله امنیت-مقید مشارکت واحدها یا همان SCUC (Security Constrained Unit Commitment)در سیستم قدرت فراهم شده است. چنین برنامه ریزی، در واقع درگیر فراهم کردن یک هماهنگی بین واحد های تولیدی در پاسخ به تغییرات شرایط بارگزاری است تا بتواند هزینه های کلی سیستم قدرت را کاهش دهد. برای حل مساله، از یک روش کاربردی و دقیق با عنوان بهینه سازی ازدحام ذرات یا همان PSO (Particle Swarm Optimization) استفاده شده است. سیستم مورد مطالعه در این تحقیق، شامل واحدهای حرارتی و خورشیدی است. برای در نظر گرفتن عدم قطعیت موجود در واحدهای خورشیدی و همچنین بار سیستم، از روش مونت کارلو (Monte Carlo) استفاده شده است. تابع هدف در اینجا یک چندجمله ای درجه دوم است که مربوط به هزینه های سوخت و راه اندازی واحدها است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که برنامه ریزی مشارکت واحدها با استفاده از این روش، منجر به کاهش چشمگیر هزینه های عملکرد سیستم، درکنار ارضاء تمامی قیود غالب سیستم می شود که نسبت به روش های مرسوم و سنتی، دارای سرعت همگرایی بالاتر و دقت بیشتری است.کلیدواژگان: مشارکت واحدها، الگوریتم PSO، قیود غالب، برنامه ریزی روز، پیش، هوش ازدحامی
-
صفحات 15-26ارزیابی دقیق کارایی شرکتهای توزیع برق ایران به شناسایی الگوهای موفق در کشور و ارائه برنامه های هدفمند جهت ارتقاء شرکتهای ناکارا و خدمات به مشترکین کمک خواهند نمود. عموما از روش های تحلیل پوششی داده ها و تحلیل مرز تصادفی برای ارزیابی کارایی واحدهای تصمیم گیری استفاده می شود. در کنار مزیتهای هر یک از این روش ها، اشکالاتی مانند عدم تفکیک پذیری مناسب و یا نیازمندی به شکل تابع تولید به هر کدام وارد است. در این مقاله از رویکرد تحلیل پوششی تصادفی غیرپارامتریک داده ها (StoNED) که ترکیبی از دو روش مذکور است و مزیتهای هر دو روش را دارد و عیوب آنها را پوشش می دهد، به منظور ارزیابی کارایی 39 شرکت توزیع برق ایران استفاده شده است. تعریف متغیرهای ورودی و خروجی مناسب جهت ارزیابی کارایی شرکت و لحاظ کردن متغیری جهت تمایز ابعاد و مشخصات شرکتها به منظور اندازه گیری دقیقتر کارایی از ویژگی های این تحقیق و مدل پیشنهادی است. شرکتهای توزیع برق بر اساس دو مدل تحلیل پوششی داده ها و SotNED رتبه بندی شده اند و مقایسه رتبه ها بیانگر دقت بالاتر روش پیشنهادی در ارزیابی کارایی و رفع مشکلات روش تحلیل پوششی داده هاست. شرکتهای توزیع برق استان اصفهان و کرمانشاه در صدر شرکتهای کارا قرار دارند که می توانند الگوی سایر شرکتهای توزیع برق کشور باشند.کلیدواژگان: کارایی، تحلیل پوششی داده ها، DEA، تحلیل پوششی تصادفی غیرپارامتریک داده ها، StoNED، تحلیل مرز تصادفی، SFA، شرکتهای توزیع برق ایران
-
صفحات 27-36خودروهای الکتریکی از جمله عناصری هستند که می توانند نقش تاثیرگذاری در بهبود قابلیت اطمینان شبکه ایفا کنند. برای بهره گیری از این پتانسیل، با استفاده از ایجاد مطلوبیت در صاحبان خودرو می توان موجب مشارکت هر چه بیشتر آنان در طرح های ارائه شده از سوی شرکت های توزیع برق گردید. از همین رو، کاهش مسیر پیموده شده توسط خودروها از محل اولیه پارک تا پارکینگ، در کنار پرداخت سود حاصل از مشارکت در طرح، از جمله مواردی است که می تواند باعث افزایش این همکاری گردد. در این مقاله با ارائه یک مدل احتمالاتی ازخودروهای الکتریکی و با طرح دو استراتژی انتخاب پارکینگ توسط صاحبان آن ها، در کنار کاهش مسافت طی شده توسط خودروها، به بهبود قابلیت اطمینان شبکه پرداخته می شود. تاثیر رفتار صاحبان خودرو در انتخاب پارکینگ بر بهبود اهداف شبکه و نیز تاثیر مسافت خودرو تا پارکینگ در ترکیب با این اهداف بر مکان یابی و تعیین ظرفیت پارکینگ ها از نوآوری های این مقاله هستند. ترکیب اهداف با استفاده از توابع فازی، به همراه بهره گیری و مقایسه عملکرد الگوریتم ژنتیک، ازدحام ذرات و جستجوی گرانشی از دیگر اهداف این مقاله می باشد.کلیدواژگان: مکان پارکینگ خودروهای الکتریکی، محدوده پارکینگ، مدل احتمالاتی خوردوها، نزدیکترین پارکینگ، کاهش مسافت پیموده شده خودروها، قابلیت اطمینان شبکه، الگوریتم جستجوی گرانشی (GSA)، الگوریتم ازدحام ذرات (PSO)، الگوریتم ژنتیک (GA)
-
صفحات 37-48چکیده: به منظور بالابردن کیفیت، افزایش عمر اقتصادی و بهبود بخشیدن به قابلیت اطمینان درنیل به تامین برق مورد نیاز، ارزیابی کارایی بخش های تحت نظارت (تولید ، انتقال و فوق توزیع ) هر شرکت برق منطقه ای در ایران به عنوان یک چالش احساس می شود . این مقاله با استفاده از رویکرد سه مرحله ای DEA داده های جمع آوری شده از 16 شرکت برق منطقه ای طی دوره 1392- 1385 مورد ارزیابی و آنالیز قرار می دهد .یکی از جنبه های نوآورانه این پژوهش ، تجزیه و تحلیل صنعت برق با رویکرد سه مرحله ای DEA می باشد . این پژوهش بوسیله روش سه مرحله ای DEA کارایی نسبی شرکت های برق منطقه ای را با سه مدل مختلف اندازه گیری می کند، سپس برای سنجش اعتبار سه مدل، از لحاظ تاثیر تمامی متغیر های مستقل (ورودی ها و خروجی های مدل) بر متغیر وابسته (نمرات کارایی حاصل شده از هر مدل) از رگرسیون چندگانه استفاده شده است . نتایج تحلیل نمرات کارایی، از بهترین مدل در سه مرحله تولید ، انتقال و فوق توزیع نشان می دهد ، میانگین کارایی 16 شرکت برق منطقه ای ایران از سال 1385 تا سال 1390 روند کاهشی و از سال 1390 تا سال 1392 روند افزایشی داشته است . شرکتهای برق منطقه ای تهران، گیلان و خراسان دارای بالاترین رتبه کارایی و شرکت های برق منطقه ای سیستان و بلوچستان و مازندران دارای پایین ترین رتبه کارایی در سال 1392 می باشند و همچنین نتایج تجزیه کارایی نشان می دهد مراحل انتقال و فوق توزیع بیشترین تاثیر را در کارایی کل شرکت های برق منطقه ای ایران دارند .کلیدواژگان: شرکت های برق منطقه ای، سه مرحله ای تحلیل پوششی داده ها، تجزیه کارایی، رگرسیون چندگانه
-
صفحات 49-62این مقاله به تحلیل و طراحی یک ساختار از مبدل های dc/dc کاهنده با کلیدزنی نرم می پردازد. یکی از مزیت های ساختار پیشنهادی کاهش تلفات کلیدزنی و نیز کاهش تنش ولتاژ و جریان روی المان های مدار به دلیل کلیدزنی نرم است. در این ساختار روشن شدن کلیدها تحت ولتاژ صفر و جریان صفر بوده و خاموش شدن آن ها تحت ولتاژ صفر است. مزیت دیگر ساختار ارائه شده امکان کلیدزنی در فرکانس های بالا است. در این مقاله اصول عمل کرد مبدل به طور کامل تشریح و تجزیه و تحلیل دقیق مدهای کاری مبدل و نیز جزئیات طراحی و نحوه انتخاب المان ها ارائه شده است. نتایج شبیه سازی حاصل از نرم افزار PSCAD/EMTDC و نیز نتایج آزمایشگاهی موید صحت تحلیل های انجام گرفته است.کلیدواژگان: مبدل dc، dc کاهنده، کلیدزنی نرم، کلیدزنی تحت ولتاژ صفر (ZVS)، کلیدزنی تحت جریان صفر (ZCS)
-
صفحات 63-73در این مقاله، ساختار جدید ی برای اینورتر های شبه منبع امپدانسی بر اساس ترکیب سلول «سلف های کلیدزنی شده» و ترانسفورماتور پیشنهاد می شود. در ساختار پیشنهادی، می توان با تغییر در نسبت دور ترانسفورماتور، افزایش تعداد سلول های سلف کلیدزنی شده و تغییر چرخه ی کاری shoot-through (ST) به بهره های ولتاژ بسیار بزرگ دست یافت. اصول عمل کرد و محاسبات مربوط به بهره ی ولتاژ و مقدار متوسط ولتاژ دو سر خازن ها برای ساختار پیشنهادی ارائه می شود. تلفات ساختار پیشنهادی محاسبه و راندمان ساختار پیشنهادی با راندمان ساختار های دیگر مقایسه شده است. هم چنین برای مشخص شدن مزایا و معایب ساختار پیشنهادی، این ساختار با ساختار های مرسوم به صورت جامع مقایسه می شود. برای اثبات صحت عمل کرد مبدل پیشنهادی از نتایج شبیه سازی کامپیوتری در محیط نرم افزار PSCAD/EMTDC استفاده می شود.کلیدواژگان: اینورتر منبع امپدانسی، اینورتر شبه منبع امپدانسی، سلف کلیدزنی شده، ترانسفورماتور، shoot، through
-
صفحات 74-82در سال های اخیر استفاده از مفهوم هاب انرژی به عنوان یک راه مناسب برای استفاده از سیستم های انرژی چند حاملی رواج پیدا کرده است. اگرچه این مفهوم هنوز در مراحل مطالعات اولیه مدل سازی و بهره برداری قرار دارد. در همین راستا، در این مقاله بهره برداری بهینه از یک هاب انرژی در سیستم تجدید ساختاریافته در یک بازه زمانی میان مدت ارائه می شود. بهره برداری در برگیرنده تصمیم گیری برای تهیه انرژی مصرف کنندگان بزرگ است. از این رو مدلی ارائه شده که در آن یک هاب انرژی با ورودی های الکتریکی و گاز طبیعی و خروجی های الکتریکی و حرارتی است. انرژی الکتریکی از راه های متفاوتی از قبیل: خرید از قرارداد دوجانبه، خرید از حوضچه توان و تولید با واحد تولید همزمان، تهیه می شود. تقاضای حرارتی نیز با کوره حرارتی و واحد تولید همزمان (CHP) تامین می شود. خرید از حوضچه توان با عدم قطعیت ناشی از قیمت بازارانرژی الکتریکی مواجه است. ضمن این که تقاضای انرژی الکتریکی نیز همواره با عدم قطعیت روبرو است. این عدم قطعیت ها موجب پیچیدگی امر تصمیم گیری خرید انرژی الکتریکی می شوند و باعث به وجود آمدن حالات نامطلوبی در هزینه های تهیه ی حامل ها می شود. مقدارشرطی در ریسک (CVaR) به عنوان یک معیار معروف برای کاهش حالات نامطلوب در تصمیم گیری، تحت شرایط نامطمئن استفاده می شود. برای شبیه سازی ها تا حد امکان از اطلاعات واقعی استفاده می شود و کارایی مدل پیشنهادی طی آزمایش های مختلف به اثبات می رسد.کلیدواژگان: هاب انرژی، ریسک، مصرف کنندگان بزرگ، بازار انرژی الکتریکی، عدم قطعیت
-
Pages 4-14Abstract- In this study, an optimal solution for day-ahead programming in a Security Constrained Unit Commitment (SCUC) problem in power system has been presented. In fact this programming concentrates on providing coordination between generation units when a variation in load constraints is occurred. The goal of this coordination is to reduce the power system total cost. A practical and accurate method called Particle Swarm Optimization (PSO) has been used to solve this problem. The system considered in this study contains thermal and photovoltaic units. Monte Carlo method has been employed to model the uncertainty of photovoltaic units and system load. The objective function in this optimization is a second order polynomial including fuel and operation costs. Results of simulation shows that unit commitment programming with this method decrease system operation costs remarkably and simultaneously satisfies all system constraints. This method has higher accuracy and convergence speed with respect to the conventional methods.Keywords: Unit Commitment, PSO Algorithm, Dominant Constraintss, Day, Ahead Programming, Swarm Intelligence
-
Pages 15-26Using more accurate approaches to evaluate the efficiency of the Iranian electricity distribution companies will help to planner to identify the best practice companies among others and enhance the quality of customer services. Usually, the data envelopment analysis (DEA) and stochastic frontier analysis (SFA) were used to assess the efficiency of decision making units. Besides the advantages of each of these methods, they have some drawbacks such as lack of proper severability or the need to shape of the production function. In this paper, stochastic nonparametric envelopment of data (StoNED) approach which combines with the two mentioned methods and has the advantages of both, are proposed to evaluate the efficiency of 39 Iranian electricity distribution companies. We defined proper input and output variables for evaluating the efficiency of each case. The proportion of underground cables in the total length of the network is taken into account as a contextual variable which is the proposed method considers a variable to better control for the heterogeneity of the firms and their operating environments. The Iranian firms based of the DEA and StoNED are evaluated and ranked. The results show, the ranking by StoNED are more reliable than the DEA. Isfahan and Kermanshah companies have the highest rank and are benchmark for others.Keywords: Efficiency, Data envelopment analysis, Stochastic frontier analysis, Stochastic non, parametric envelopment of data, StoNED, Electricity distribution companies
-
Pages 27-36Electric vehicles are among the elements which can play an effective role in improving the network's reliability. To utilize this potential, creating desirability in vehicle owners can increase their participation in plans offered by electric utilities. Thus, reduction of distances traveled by vehicles from their initial place to parking lots, in addition to sharing the benefits raised form their participation in the plan with them, can increase this cooperation. In this paper, by proposing a statistical model for the presence of electric vehicles in the network and by introducing two scenarios for choosing the parking lots, the improvement of network's reliability is dealt with besides the reduction of the distances traveled by vehicles. The effects of car owner's behavior in choosing the parking lots as well as the effects of the distance between the vehicles and parking lots are among the innovations of this paper. The combination of goals using fuzzy function, along with utilizing and comparing the performance of Genetic Algorithm, Particle Swarm Optimization and Gravitational Search, are the other subjects of this paper.Keywords: Electring Vehicle Parking Allocation, Parking Range, Statistical Model of Vehicles, Nearest Parking, Reduction of Distances Travelled by Vehicles, Network Reliabilty, Gravitational Search Algorithm (GSA), Particle Swarm Optimization (PSO), Genetic Algorit
-
Pages 37-48Abstract: In order to enhance the quality, Economic life and improving the reliability, In the attainment of electricity required supply, Performance evaluation of supervised (Generation, transmission and distribution above) each Regional Electricity Company As a challenge to be felt In Iran. This paper uses a three-stage DEA approach Data collected from 16 regional electricity companies During the 2006- 2013 period are evaluated and analyzed. One innovative aspect of this research Electricity Industry analysis DEA is a three-step approach . The study, by using a three-stage DEA The relative efficiency regional electricity companies with three different measures. Then the for measuring validity of the three models The effect of the independent variables (inputs and outputs of the model) The dependent variable (efficiency scores obtained by each model) Multiple regression was used. The results of the analysis of efficiency scores, The best model in three steps Generation, transmission and distribution of these shows. The average efficiency of 16 Regional Electricity Company of the year 2006 to 2011, a decreasing trend and from 2011 to 2013 has increasing trend. Regional electricity companies Tehran, Gilan and Khorasan highest efficiency rating and the regional electricity companies Sistan and Baluchistan, Mazandaran has the lowest efficiency rating in 2013 and also the results efficiency decomposition shows the transmission and the distribution the greatest impact on the overall efficiency of the regional electricity companies .Keywords: regional electricity companies, three, stage data envelopment analysis, efficiency decomposition, multiple regression
-
Pages 49-62In this paper, a soft switching buck dc/dc converter applicable for fuel cell has been analyzed and the complete details of designing have been presented. Reduction in switching losses and the elimination of voltage/current stresses of the switches are the major advantages of the aforementioned converter. In this converter, the switches are to be ON under zero voltage and zero current conditions, whereas they are to be OFF under zero voltage condition. This converter can be used in high switching frequency. In this paper, the principles of the performance, full details of the analyses of conduction modes, and designing approach have been presented. The performance and correct operation of the converter are validated by the experimental and simulation in PSCAD/EMTDC software.Keywords: Buck dc, dc converter, soft switching, zero voltage switching (ZVS), zero current switching (ZCS)
-
Pages 63-73In this paper, a new structure for quasi-Z-source inverters based on the combination of switched inductors and transformers is proposed. In the proposed inverter, the high voltage gain is achieved by increasing the ratio of the transformer and the number of switched inductor cells. For proposed structure, the principles operation and calculations of voltage gains and average value of the voltage across the capacitors are provided. Power losses of the proposed structure are calculated and the efficiency comparison between the proposed and other structures is given. To determine the advantages and disadvantages of the proposed inverter, the comprehensive comparison between the proposed and conventional topologies is given. To prove the correctness operation of the proposed inverter, the simulation results in PSCAD/EMTDC are used.Keywords: Z, Source Inverter, Quasi, Z, Source Inverter, Switched Inductors, Transformer, Shoot, Through
-
Pages 74-82Using energy hub concept has been increased as a way of implementing multi-carrier energy systems in recent years. It still needs more study and examination in both modeling and operating concerns. In this regard, in this paper optimal operation of an energy hub in restructured power system is investigated. Operation includes decision making to procure large consumer energies. A model is proposed considering an energy hub with electrical and gas energy as inputs and electrical and heat energy as outputs. Electrical energy is procured in various ways including: buying from bilateral contract, buying from pool market and generating by a Combined Heat and Power (CHP) unit. Heat demand is also procured by a CHP and furnace. Buying from pool market is faced with uncertainty. In addition, electrical loads have uncertainty, constantly. These uncertainties complicate the decision making process and cause unfavorable conditions. Conditional Value at Risk (CVaR) as a known risk index is used in order to decrease unfavorable states. Real data are utilized to simulate, as much as possible. Efficiency of proposed model is verified by various simulations.Keywords: Energy hub, Risk, Large consumers, electricity Market, Uncertainty