نشریه عصر برق
پیاپی 8 (زمستان 1396)

امروزه کاشتینه ها در درمان و مراقبت های پزشکی نقش پررنگی ایفا می کنند. این سیستم ها از مدارات الکترونیکی تشکیل شده اند که احتیاج به تغذیه پایدار و مطمئن خواهند داشت. از آنجا که کاشتینه ها در داخل بدن کاشته خواهند شد، ایده آل خواهد بود اگر بتوانند توان مورد نیاز شارژ باتری خود را از بیرون بدن به صورت بی سیم فراهم کنند تا نیاز به تعویض باتری آنها توسط عمل های جراحی نباشد. یکی از راهکارهای پیشنهادی برای تامین توان مورد نیاز باتری کاشتینه ها، انتقال توان بی سیم از طریق سیم پیچ های تزویج شده فرستنده و گیرنده، که یکی در داخل و دیگری بیرون از بدن و استفاده از روش تزویج رزونانسی می باشد. به منظور رعایت موارد ایمنی بایستی محدودیت های خاصی برروی فرکانس و توان سیگنال انتقالی اعمال شود تا به بافت زنده آسیب نرسد. در این مقاله پس از بررسی روش های گوناگون انتقال توان بی سیم، محدودیت ها و چالش های روش های مختلف بررسی و پس از آن با هدف بهینه سازی راندمان، کم کردن تلفات کلیدزنی و ضریب تزویج یک ساختار بهینه سازی شده برای انتقال توان بی سیم به کمک نتایج تجربی پیشنهاد خواهد شد. راستی آزمایی ساختار پیشنهادی با استفاده از شبیه سازی در نرم افزار Cadence انجام خواهد شد و پس از آن، سیستم پیشنهادی به صورت نمونه آزمایشگاهی پیاده سازی شده و در فرکانس نمونه KHz300 نتایج حاصل مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل از پیاده سازی آزمایشگاهی ساختار انتقال توان بی سیم پیشنهادی بیانگر موثر بودن ساختار پیشنهادی از نظر ارسال بهینه توان، حساس نبودن به دید مستقیم، بازدهی بالا و تلفات کم نسبت به ساختارهای معمول است. در نهایت نمونه پیاده سازی شده در آزمایشگاه قادر است توان مورد نیاز یک کاشتینه ضربان ساز قلب را با حداکثر ولتاژ DC خروجی 5/4 ولت، حداکثر جریان خروجی mA480 میلی آمپر، حداکثر توان خروجیw16/2 وات و راندمانی نزدیک به %72 درصد از فاصله4 سانتی متری را تامین کند.

تحلیل حوادث سیستم قدرت درس آموخته های ارزشمندی را جهت شناسایی نقاط ضعفشبکه و انجام اقدامات اصلاحی فراهم می کند. در این مقاله به بررسی خروج واحد اشکودا یک نیروگاه مشهد و بی برقیپست های شعاعی غدیر و رضوی در حادثه شبکه فوق توزیع خراسان رضوی در شهریور ماه 1395 پرداخته می شود.در حادثه فوقواحد مزبور با عملکرد حفاظت های اتصال کوتاه (Short Circuit) و کاهش ولتاژ (Under Voltage) باس بار های مصرف داخلی از مدار خارج شده و پست های غدیر و رضوی نیز بی برق شدند. به دلیل عدم وجود ثبات های با نرخ نمونه برداری بالا و همزمان با ثبات خطای پست مشهد، بررسی حادثه و توالی اتفاقات مشکل شده و لذا منحنی پارامترهای رلهحفاظتی خط و ژنراتور به طور جداگانه بررسی شدند. تحلیل ها نشان دادپس از عدم پاک سازی خطا و گسترش حادثه اولیه، وجود نقص در واحد نیروگاهیو ساختار و معماری نادرست شبکه منجر به گسترش خاموشی به دو پست فوقشده است.تحلیل دقیق حوادث از طریق ایجاد کارگروه های فعال با حضور متخصصان بخش تولید و انتقال، برنامه ریزی دقیق و تحلیل هزینه - فایدهجهت رفع نقاط ضعف و ایجاد هماهنگی و یکپارچگیدر انجام اقدامات اصلاحی مخصوصا با توجه به واگذاری نیروگاه ها به بخش خصوصی، لازمه تامین ”برق مطمئن و اقتصادی“ است.

استفاده از انرژی خورشیدی به عنوان یک انرژی پاک و کارآمد، در سیستمهای قدرت، به سرعت در حال گسترش می باشد. با افزایش میزان وابستگی سیستم قدرت به مولدهای فتوولتائیک، نگرانی های جدیدی نسبت به عملکرد دینامیکی سیستم قدرت بروز می کند. توان خروجی مولدهای فتوولتائیک با گذر ابر و ایجاد سایه بر رویآن ها که احتمالوتعدادوقوعآننیز زیاد می باشد- در مدت زمان کوتاهی به شدت کاهش می یابد و برتوازن توان، ولتاژ و فرکانس سیستم های قدرت بسیار تاثیر می گذارد. با این حال پدیده سایه و تاثیر آن بر فرکانس شبکه، پایداری، ولتاژ و... در سیستم قدرت تاکنون چندان موردتوجه محققان قرار نگرفته است. بعلاوه، متاسفانه در نرم افزار دیگسایلنت که ازجمله نرم افزارهای مهم و پرکاربرد درزمینه تحلیل سیستم های قدرت می باشد، امکان تحلیل پدیده سایه گنجانده نشده است. بدین منظور در اینمقاله با استفاده از زبان برنامه نویسی دیگسایلنت (DPL ) مدلی برای شبیه سازی رفتار سیستم فتوولتائیک در شرایط وقوع سایه،پیشنهاد می گردد. همچنین از این مدل برای مطالعه پدیده سایه و اثر آن بر رفتار دینامیکییک سیستم قدرت 9 باسه در شرایط نفوذ بالای تولید فتوولتائیک استفاده می شود. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که با افزایش میزان نفوذ،پروفیل ولتاژ و فرکانس شبکه قدرت در شرایطگذرای ناشی از وقوع سایه از حالت قابل قبول فاصله می گیرد.

توسعه پایدار موضوع شایع مورد بحث و مناظره در محافل دولتی، غیر دولتی و آکادمیک است که تمرکز اصلی برنامه های ملی و بین المللی اقتصادی، اجتماعی و محیط زیستی مبتنی بر آن می باشد. بنابراین کشورها توسط سیاست گزاری منطقی برای دست یابی به این هدف، سیستم های انرژی خود را برپایه طرح ریزی معین و با برنامه ریزی جامع مستخرج شده از راهبردهای ملی همراه با اهداف توسعه پایدار بازیابی می کنند. برنامه ریزی موفق در برنامه های انرژی ملی باید به صراحت بخش انرژی را به دیگر بخش های اقتصادی پیوند دهد. رویکرد یکپارچه، تصمیم گیرندگان را در فرموله کردن سیاست ها کمک خواهد کرد. با این رویکرد، دولت سیاست های جدیدی در راستای تشویق به اقدام های منجر به صرفه جویی انرژی، تغییر تکنولوژی های تولید انرژی و استفاده از منابع اولیه تجدیدپذیر و سازگارتر با محیط زیست را به تصویب رسانده است. به دلیل پتانسل بالای ایران در زمینه انرژی خورشیدی حرکت به سمت سیستم های فتوولتاییک بسیار منطقی می رسد. احداث نیروگاه های فتوولتاییک نیازمند مقدار قابل توجهی زمین است.در بسیاری از کشورهای دنیا کمبود زمین، قیمت زمین و مدیریت آن محدودیت های فراوانی جهت بهره گیری از انرژی های خورشیدی فراهم آورده است. به طور معمول زمین های آزاد در کشورهای توسعه یافته در دسترس نمی باشد و صنعتی تر شدن این کشورها همراه با نیاز به تولید انرژی بیشتر بوده است. دلایل ذکر شده کشورهای توسعه یافته را بر آن داشته تا از سطح آب به عنوان پتانسیل جغرافیای جهت به کارگیری از پنل های فتوولتاییک بهره گیرند. در این مقاله نمونه هایی از این سیستم ها مورد بررسی قرار گرفته اند. در ادامه دلایل و موقعیت جغرافیایی پروژه های گوناگون مورد تحقیق قرار گرفته است. در انتها مزایا و معایب این سیستم ها واکاوی شده و نیاز و عدم نیاز ایران برای بهره گیری از این سیستم ها بحث شده است.

انتقال توان در یک شبکه قدرت، با محدودیت هایی روبرو است که این محدودیت ها شامل، حد حرارتی، حد ولتاژ، محدودیت های دینامیکی و... می شود. این محدودیت ها حد توان انتقالی در خط های انتقال را مشخص می کنند. یکی از اهداف اصلی شبکه قدرت، کنترل توان انتقالی در خطوط و درنتیجه، بهره برداری بهینه از شبکه قدرت است. یکی از بهترین راه حل های پیشنهادی، استفاده از ادوات فکتسبه منظور جبران سازی و کنترل توان است.در این مقاله، ابتدا ترانسفورماتور سن،به عنوان یکی از ادوات فکتسمعرفی شده و با استفاده از نرم افزار دیجسایلنت، شبیه سازی شده است. سپس پایداری گذرا، تلفات شبکه و پایداری ولتاژ در دو شبکه 9 باسه و 39 باسه IEEEدر حضور جبران کننده های سن، UPFC،STATCOM،SSSC وTCSC در خط های انتقال مورد بررسی قرار گرفته است. هم چنین اثر PSSبر پایداری شبکه باوجود جبران کننده های توان بررسی شده و در انتها نشان داده شده است که ترانسفورماتور سن، برتری قابل توجهی نسبت به دیگر ادوات فکتس دارد.

کنترل شبکه انتقال قدرت با قابلیت اطمینان بالا و بهره برداری بهینه، نیازمندشناسایی و آماده سازی زیرساخت‍هایی است که عدم توجه به آن ها دسترسی به این هدف را با مشکل روبرو خواهد ساخت. یکی از مهمترین این مباحث انتخاب ساختار مراکز دیسپاچینگ جهت بهره برداریاز شبکه های قدرت می باشد. این مقاله چگونگی نحوه انتخاب مراکز کنترل، قرارگیری آن ها و استراتژی های موجود در انتخاب مراکز دیسپاچینگ را شرح می دهد، که در آن ابتدا انواع روش های کنترل شبکه مورد تحلیل قرار گرفته و روش های کنترل شبکه به صورت متمرکز، نامتمرکز و سلسله مراتبی با یکدیگر مقایسه شده و نقاط ضعف و قوت هر کدام بررسی می گردد. سپس با توجه به شرایط موجود و وضعیت شبکه های انتقال و فوق توزیع، استفاده از روش سلسله مراتبی و استقرار همزمان اتاق کنترل پست و اتاق فرمان مرکز دیسپاچینگ در یک محل، روش سلسله مراتبی اجرا شده به نام روش سلسله مراتبی ترکیبی نام گذاری می شود.

یکی از راهکارهایی که جهت کاهش زمان خروج غیرمنتظره و افزایش قابلیت اطمینان تولید ژنراتور های نیروگاهی وجود دارد، اجرای عملیات تعمیر و نگهداری در قالب یک برنامه مناسب و کارا می باشد. در چنین برنامه ای بایستی از تست هایی بهره برد که در ضمن جامعیت و کارایی در تشخیص و کاهش زمان خروج غیرمنتظره ژنراتور، زمان خروج برنامه ریزی شده ژنراتور ها را نیز کاهش دهند و تا حد امکان، اثرات مخرب کمتری بر عمر مفید و عملکرد فنی ژنراتور ها داشته باشند. در این مقاله، ابتدا برخی استراتژی های متداول تعمیر و نگهداری در صنعت برق معرفی می شوند. در ادامه، پیشنهاداتی جهت تنظیم برنامه های تعمیر و نگهداری ژنراتور ها در قالب استراتژی های تعمیر و نگهداری زمانبندی شده )TBM (و تعمیر و نگهداری مبتنی بر شرایط )CBM( ارائه می شود.

در این مقاله، نتایج حاصل از استفاده برنامه تخمین حالت و شبیه سازی حوزه زمان، در یک شبکه واقعی با نرم افزار دیجسایلنت ارائه شده است. با آنکه بیشتر از پنجاه شرکت برق منطقه ای و شرکت توزیع در ایران، نرم افزار دیجسایلنت را خریداری کرده اند ولی هنوز از جعبه ابزار تخمین حالت این نرم افزار استفاده نمی کنند. در این مقاله برای اولین بار نشان داده شده است که برای استفاده از تخمین حالت برون خط و بر خط یک شبکه واقعی، به جای استفاده از برنامه ها و الگوریتم های نوشته شده در نرم افزار متلب و C++ و لینک کردن آن با دیجسایلنت، می توان تماما از همین نرم افزار استفاده کرد. این برنامه قادر است ولتاژ، جریان، توان حقیقی و موهومی، تپ ترانس و وضعیت کلیدهای شبکه را برای یک شبکه نمونه واقعی تخمین بزند ولی برنامه های نوشته شده با متلب، این توانایی را ندارند.