فهرست مطالب

Operation and Automation in Power Engineering - Volume:7 Issue:2, 2019
  • Volume:7 Issue:2, 2019
  • تاریخ انتشار: 1398/07/09
  • تعداد عناوین: 12
|
  • صفحات 141-147

    به دلیل افزایش تقاضای آب و برق ، میزان مصرف سوخت های فسیلی به سرعت در حال رشد است. یک رابطه آب و انرژی به هم پیوسته عموما از نیروگاه های حرارتی ، واحدهای تولید آب قابل شرب و توان (CWP) تشکیل شده و تنها نمک زدایی پردازش می شود. از این رو ، مشارکت نیروگاه های برق در تاسیسات تولید برق نه تنها باعث کاهش مصرف سوخت کلی ژنراتورهای حرارتی و واحدهای CWP می شود بلکه انتشار گازهای گلخانه ای را نیز کاهش می دهد. علاوه بر این ، تولیدکنندگان CWP باعث کاهش مصرف سوخت های فسیلی نیروگاه های حرارتی معمولی و تنها واحدها از آب شیرین کن می شوند ، به خصوص هنگامی که تصفیه آب و ظرفیت تولید نیرو از آب شیرین کن فقط فرآوری می شود و واحدهای حرارتی معمولی برای برآوردن آب قابل شرب در اوج کافی نیستند. و تقاضای برق. از این رو ، هدف اصلی مقاله حاضر برنامه ریزی شبکه های توپی آب با حضور واحدهای آبی است. سیستم مدل سازی ریاضی جبری تعمیم یافته برای مدل سازی روش پیشنهادی به عنوان برنامه غیر خطی مخلوط عدد صحیح استفاده می شود. وضعیت روشن / خاموش واحدها ، مقدار تولید برق واحدهای حرارتی / آبی / CWP ، حجم آب تولید شده توسط واحدهای CWP / نمک زدایی به عنوان متغیرهای تصمیم گیری مسئله بهینه سازی انتخاب می شوند. مجموع هزینه سوخت واحدهای یاد شده به عنوان یک تابع هدف واحد به حداقل می رسد. محدودیت های بهینه سازی شامل سطح رمپ بالا و پایین واحدهای حرارتی ، ظرفیت تولید آب و برق ، محدودیت تعادل ، رابطه بین سر آب ، آب ریخته و رها شده مخازن با توان خروجی نیروگاه های برق می باشد.

  • صفحات 148-156

    بازآرایی شبکه یک روش بهینه سازی غیرخطی جهت محاسبه ساختار شعاعی بهینه است و برای کاهش تلفات توان و بهبود شاخص قابلیت اطمینان با لحاظ کردن یکسری محدودیت ها در شبکه بکار می رود. در این مقاله چارچوب چند هدفه برای بازآرایی شبکه بهینه با توابع هدف کاهش تلفات توان و بهبود شاخص قابلیت اطمینان ارائه شده است. این مسئله بهینه سازی با الگوریتم بهینه سازی چند هدفه ملخ (MOGOA) که یکی از ابزارهای بهینه سازی پیشرفته است، حل شده است. برای حل یک مسئله بهینه سازی، الگوریتم پیشنهادی به صورت ریاضی رفتار ملخ ها را شبیه سازی می کند. ضریب تغییرات الگوریتم ملخ برای تعادل اکتشاف و بهره برداری، به MOGOAکمک می کند تا تقریبی دقیق از بهینه سازی را پیدا کند. کارایی روش پیشنهادی در سیستمهای توزیع 33 شینه و 69 شینه بررسی و تایید شده است. نتایج بهینه سازی استفاده شده دارای راه حل بهتری در مقایسه با الگوریتم های قبلی است.

  • رسول آقای، محمد فرشاد * صفحات 176-186

    عملکرد سیستم‌های فتوولتاییک وابستگی بالایی به شرایط محیطی دارد. با توجه به شرایط محیطی متغیر، کنترل برخط سیستم‌های فتوولتاییک برای استخراج حداکثر توان از آنها ضروری است. در این مقاله، روشی جدید برای ردیابی نقطه حداکثر توان سیستمهای فتوولتاییک با استفاده از الگوریتم بهینه‌سازی شعله-پروانه ارائه می‌شود. در این روش، دوره کاری مبدل سیستم فتوولتاییک به عنوان متغیر بهینه‌سازی درنظر گرفته‌شده و سعی می‌شود که توان تحویلی سیستم فتوولتاییک به‌صورت برخط حداکثر شود. در روش پیشنهادی، تمهیداتی نیز برای تشخیص تغییر شرایط و آغاز فرآیند ردیابی نقطه حداکثر توان و همچنین برای صرفنظر از نوسانات بسیار اندک مقادیر دوره کاری خروجی از واحد ردیاب درنظر گرفته می‌شود. نتایج ارزیابی عملکرد بر روی سیستم نمونه نشان می‌دهند که روش پیشنهادی عملکرد سریع و دقیقی در شرایط مختلف از جمله شرایط استاندارد تابش و دما، تغییرات تابش و دما و همچنین تحت شرایط سایه جزئی دارد. راندمان حالت دایم و زمان پاسخ‌دهی روش پیشنهادی در شرایط استاندارد سیستم نمونه به‌ترتیب در حدود 0.021 ثانیه و 99.68 درصد می‌باشد. در واقع، علاوه بر راندمان مناسب، پاسخ سریعتر ردیاب پیشنهادی نیز در مقایسه با روش‌های دیگر بارز است.

    کلیدواژگان: سیستم فتوولتاییک، ردیابی نقطه حداکثر توان، الگوریتم بهینه سازی شعله-پروانه، شرایط سایه جزئی
  • ناصر اسکندری* صفحات 187-195

    مدیریت سمت تقاضا در یک فیدر فشار متوسط به معنی کنترل میزان مصرف انرژی الکتریکی بارهای متصل به آن می باشد. می دانیم که هر کدام از این بارهای متصل شده واکنش های متفاوتی را نسبت به تغییرات پارامترهای اساسی از خود نشان خواهند داد. در این مقاله پارامترهای اساسی دمای محیط، رطوبت محیط، تغییرات قیمت انرژی، رخداد اتفاقات مهم و تبلیغات شرکت های برق برای مشترکین شان می باشد. برخی از این پارامترها توسط شرکت های برق قابل تغییر بوده و برخی دیگر این قابلیت را ندارند. به منظور مدیریت مطلوب تر در سمت تقاضا می بایست متناسب با میزان بهبودی که تغییرات هر کدام از پارامترها بر روی مصرف انرژی الکتریکی دارد، سرمایه های مالی در راستای پارامتر موثرتر هدایت شوند. از تجمیع رفتار بارهای متصل شده به فیدر به ازاء تغییرات پارامترهای مذکور، ضریبی به نام ضریب مدیریت پذیری بار یا LMF حاصل می شود که می تواند شرکت های برق را در راستای مدیریت مطلوب و مناسب بار، یاری رساند. محاسبه این فاکتور نیازمند مطالعه رفتار هر بار با شاخصه های ذاتی به ازاء تغییرات پارامترهای اساسی می باشد. در این مقاله و تحقیقات آینده قصد ما یافتن این فاکتور مهم می باشد. کار انجام شده در این مقاله صرفا مطالعه رفتار فیدر با بار تجاری نسبت به تغییرات دما و رطوبت محیط می باشد که این مطالعه توسط شبکه عصبی انجام شده است. مطالعات مربوط به رفتار بار نسبت به تغییرات سایر پارامترهای اشاره شده، در تحقیقات آینده ارائه خواهد شد.

    کلیدواژگان: رفتار بار، مدیریت سمت بار، حساسیت بار، ضریب مدیریت پذیری و شبکه عصبی
  • محمد کاظمی نژاد، مهدی بانژاد * صفحات 196-205

    ایداری ولتاژ استاتیکی به منظور تشخیص زودهنگام قبل از وقوع فروپاشی ولتاژ در سیستم های توزیع به عنوان یکی از مسائل کلیدی مطرح می گردد. در این مقاله نشان داده شده است که اگرچه استفاده بهینه از منابع تولید پراکنده در شبکه های توزیع می توانند نقش به سزایی در بهبود پایداری ولتاژ و کاهش تلفات ایفاء نمایند؛ ولیکن، سطح نفوذپذیری بالای منابع تولید پراکنده (DG) می تواند تاثیر قابل توجهی بر روند بارپذیری سیستم توزیع بگذارند. همچنین تنوع و تغییرات سریع بارها در شبکه های توزیع عموما تاثیر قابل ملاحظه ای بر تشخیص ماکزیمم بارپذیری در کل سیستم خواهد گذاشت. در این مقاله یک شاخص پایداری ولتاژ تعمیم داده شده با در نظر گرفتن واحدهای تولید پراکنده و مدل بار تقریب خطی ارایه شده است. همچنین، با انجام الگوریتم بهینه سازی رقابت استعماری، سایز و مکان مناسب نصب DG به منظور بهبود پایداری ولتاژ و کاهش تلفات انجام پذیرفته است. نتایج شبیه سازی بر روی سیستم توزیع استاندارد 13 شین IEEE، دقت مطالعات و حد بارگذاری را در سیستم مورد مطالعه به خوبی نشان می دهد.

    کلیدواژگان: شاخص پایداری ولتاژ، ماکزیمم بارپذیری، سطح نفوذپذیری منابع تولید پراکنده، مدل بار
  • امیر شهدادی، بهروز ذوقدار مقدم، سید مسعود برکاتی * صفحات 206-215

    با توجه به تقاضای انرژی تجدیدپذیر که در طول چند سال گذشته رو به رشد است، بهره برداری از سیستم های تبدیل انرژی باد (WECS)، به واسطه منابع طبیعی پاک و ویژگی های اقتصادی آنها، بسیار مورد توجه مقامات و دولت ها قرار گرفته است. در این مقاله، استفاده از دستگاه های انتقال AC انعطاف پذیر (FACTS) اتصال به مزرعه باد با مطالعه اثرات گسل های مختلف زمان دامنه، از جمله گسل های کوتاه مدت و بلند مدت مورد بررسی قرار می گیرد. با توجه به اختلالات ناشی از خطا، WECS وارد جریان غیر فعال و واکنشی نامنظم به خط انتقال می شود و در نتیجه مصرف کنندگان مجاور را به تغییرات بیش از حد ولتاژ سوق می دهد، بنابراین بهبود قابلیت عبور از خطا از طریق (FRT) WECS اهمیت زیادی دارد. برای انجام این مطالعه، سه نوع مختلف از دستگاه های FACTS (SSSC، STATCOM و UPFC) در نقطه اتصال WECS به منظور کاهش مشکل FRT استفاده می شود. علاوه بر این، تجزیه و تحلیل جریان جریان برای انتخاب بهترین حالت کنترل از بین بردن هر یک از این دستگاه ها ارائه شده است. علاوه بر این، برای به دست آوردن یک دیدگاه قابل درک تر از مشکل، مسائل فنی مربوط به حمایت ولتاژ روشن است و عملکرد همه سه دستگاه FACTS با یکدیگر در مرحله نهایی مقایسه می شود. شبیه سازی کامل دیجیتال از دستگاه های FACTS که در سیستم قدرت وارد شده اند در محیط MATLAB / SIMULINK اجرا می شود و نتایج برای تایید صحت عملکرد دستگاه ها ارائه می شود.

    کلیدواژگان: سیستم انرژی بادی، ادوات فکس، گذر از خطا، جبران کننده سری سنکرون استاتیکی، کنترل کننده یکپارچه توان
  • حمید رادمنش، مسعود سعیدی * صفحات 216-226

    در این مقاله ابتدا مدل‌های منابع تولیدپراکنده‌ی دیزل‌ژنراتور، توربین باد و میکروتوربین آورده میشود و سپس مدل خطی کاهش مرتبه یافته مولدهای تولید پراکنده با استفاده از بسط تیلور ارایه میگردد و در ادامه ریزشبکه‌ای متشکل از این عناصر تشکیل میگردد. مشاهده می‌شود با اتصال منابع تولید پراکنده مذکور به یکدیگر فرکانس ریزشبکه‌ی تشکیل شده ناپایدار می‌باشد و لذا بایستی فرکانس ریزشبکه تشکیل شده پایدار گردد. راه حل پیشنهاد شده در این مقاله طراحی کنترل‌کننده خطی بر روی سیستم کنترل سرعت دیزل ژنراتور میباشد بطوریکه با کنترل کننده خطی طراحی شده سرعت پاسخ دهی سیستم کنترل سرعت دیزل ژنراتور افزایش یافته و در نتیجه فرکانس ریزشبکه مفروض پایدار خواهد گردید نتایج شبیه سازی نشان میدهد فرکانس ریزشبکه هنگام جزیزه ای شدن ناخواسته در کمتر از یک ثاینه توسط کنترل کننده پیشنهادی بازیابی میشود در نتیجه میتوان ادعا کرد از این ریزشبکه میتوان بصورت جزیره‌ای بهره برداری نمود برای نشان دادن اعتبار و صحت نتایج شبیه سازی از نرم افزار MATLAB/SIMULINK استفاده شده است.

    کلیدواژگان: ریزشبکه، کنترل کننده، پایدارسازی، جزیره ای شدن، تولید پراکنده
  • علی ترکمان، وحید نایینی * صفحات 227-234

    خطای اتصال حلقه یکی از مهمترین خطاهای داخلی ترانسفورماتورهای قدرت می باشد که عدم شناسایی به موقع آن سبب توسعه خطا و خارج از سرویس دهی کلی آن از سیستم قدرت می شود. بنابراین شناسایی و مکان یابی خطای اتصال حلقه در ترانسفورماتورهای قدرت، به عنوان یکی از مهمترین تجهیزات شبکه قدرت، اصلی ترین هدف این مقاله می باشد. برای این منظور با استفاده از روش عددی المان محدود، یک مدل دقیق از یک ترانسفورماتور سه فاز برای بررسی این خطا در شرایط مختلف ارائه می شود. به این ترتیب تعداد حلقه های اتصال کوتاه شده و نیز محل اتصالی در سیم پیچ ها، سبب تولید نیروهای شدید در بین حلقه های اتصالی و سیم پیچ سالم می شود. درنتیجه در این مقاله، روشی مناسب براساس تحلیل نیروهای ایجاد شده در بین سیم پیچ دارای خطا، برای شناسایی، مکان یابی و تعیین شدت خطا معرفی می شود.

    کلیدواژگان: خطای اتصال حلقه، شناسایی، مکان یابی، نیروهای تحمیل شده، روش اجزاء محدود
  • پیام تیمورزاده بابلی* صفحات 235-245

    در این مقاله، یک استراتژی کنترل تطبیقی برای مبدل های منبع انرژی تجدید پذیر (RES) ارائه شده است که قادر به کنترل همزمان ولتاژ بار، جریان شبکه و مقدار توان لحظه ای تزریقی به شبکه قدرت به ازای شبکه هارمونیکی و بار غیرخطی می باشد. در استراتژی کنترل پیشنهادی، کیفیت قدرت بار محلی می تواند بر اساس فرمان اپراتور تنظیم شود. برای اجرای استراتژی کنترل پیشنهادی، روش کنترل سه حلقه ای قدرت، ولتاژ و جریان معرفی شده است. یک کنترل کننده کارآمد و سریع برای حلقه ولتاژ پیشنهاد شده است که هدف آن جبران هارمونیکها بدون محاسبات پیچیده است. ساختار پیشنهادی جهت تغذیه بار غیرخطی و تزریق توان به شبکه غیرایده ال شبیه سازی شده است. نتایج شبیه سازی اثربخشی استراتژی کنترل پیشنهادی را نشان می دهد که نه تنها بار محلی را با ولتاژ مناسب و کیفیت استاندارد تغذیه می کند، بلکه مقدار میزان تزریقی به شبکه قدرت را در سطح مطلوب اپراتور نیز حفظ می کند.

    کلیدواژگان: اینورتر منبع ولتاژ، تبدیل انرژی DC، AC، حالت مستقل
  • پویا سلیانی* صفحات 246-260

    قابلیت اطمینان شبکه های توزیع به دلیل طبیعت شعاعی به طور ذاتی پایین است، به همین دلیل شرکت های توزیع معمولا به دنبال بهبود شاخص های قابلیت اطمینان سیستم با کمترین میزان هزینه سرمایه گذاری ممکن هستند. این موضوع می تواند به عنوان طراحی قابلیت اطمینان بر پایه سیستم یاد شود. هرچند مشترکینی می نوانند وجود داشته باشند که که از میزان قابلیت اطمینان تعیین شده برایشان به وسیله طراحی مبتنی بر سیستم راضی نباشند و شاید مایل باشند تا سطح قابلیت اطمینان بالاتری را داشته باشند. بنابراین طراحی دیگری علاوه بر طراحی مبتنی بر سیستم مورد نیاز است تا قابلیت اطمینان از دیدگاه مشترکین را در بر گیرد. این مقاله طراحی قابلیت اطمینان مبتنی بر مشترکین در شبکه فشار متوسط را معرفی می کند که یک نگرش جدید در حوزه قابلیت اطمینان نقطه بار است. برای این منظور، ابتدا یک طراحی مبتنی بر سیستم برای بهبود شاخص قابلیت اطمینان سیستم توزیع به عمل می آید. سپس استراتژی، تجدید نظر یافته و طراحی مبتنی بر مشترکین به وسیله شرکت توزیع اتخاذ شده تا انرژی از دست رفته مورد انتظار کاهش داده شود. از آنجایی که هزینه اضافی ناشی از تجدید طراحی از مشترکین درخواست کننده افزایش قابلیت اطمینان دریافت می شود، طراحی مبتنی بر مشترکین می تواند یک مکانیزم مناسب و قابل قبول را برای تخصیص عادلانه این هزینه اضافی بین مشترکین را فراهم آورد. به علاوه، این مساله تخت فضای احتمالاتی شبکه توزیع مطالعه می شود. جایابی همزمان نیروگاه های تولید پراکنده و کلیدهای قطع کننده اتوماتیک نیز به همراه یک مکانیزم بارزدایی تازه تعریف شده به منظور افزایش سطح قابلیت اطمینان برای هر دو چارچوب طراحی یاد شده به کار گرفته شده است.

    کلیدواژگان: کلید قطع کننده اتوماتیک، طراحی قابلیت اطمینان مبتنی بر مشترکین، نیروگاه های تولید پراکنده، قابلیت اطمینان، طراحی قابلیت اطمینان بر پایه سیستم
|
  • F. Jabari, B. Mohammadi Ivatloo *, M. B. Bannae Sharifian, H. Ghaebi Pages 141-147

    The fossil fuels consumption is rapidly growing due to increased water and electricity demands. An interconnected water-energy nexus is generally composed of thermal power plants, combined potable water and power (CWP) generation units, and desalination only processes. Hence, participation of hydro power plants in electricity generation facilities not only reduces the total fuel consumption of the thermal generators and CWP units, but also mitigates the greenhouse gas emissions. In addition, CWP producers reduces the fossil fuels consumption of the conventional thermal power plants and desalination only units, especially when the water treatment and the power generation capacities of the desalination only processes and the conventional thermal units are insufficient for satisfying on-peak potable water and electricity demands. Hence, the main objective of the current paper is to schedule the water-power hub networks in the presence of the hydro units. The generalized algebraic mathematical modeling system is used to model the proposed method as the mixed-integer non-linear program. The on/off status of the units, the value of the power generation of the thermal/hydro/CWP units, the volume of the water produced by the CWP/desalination units are selected as the decision variables of the optimization problem. The sum of the fuel cost of mentioned units is minimized as the single objective function. The optimization constraints consist of the ramp up and down rates of thermal units, water and electricity generation capacities, balance constraints, relationship between the water head, spilled and released water of the reservoirs with output power of hydro power plants.

    Keywords: Water-power nexus, Co-producer of water, power (CWP), Seawater desalination, Hydro power plant, Thermal generation unit
  • M.A. Tavakoli Ghazi Jahani, P. Nazarian, A. Safari *, M.R. Haghifam Pages 148-156

    Network reconfiguration is a nonlinear optimization procedure which calculates a radial structure to optimize the power losses and improve the network reliability index while meeting practical constraints. In this paper, a multi-objective framework is proposed for optimal network reconfiguration with the objective functions of minimization of power losses and improvement of reliability index. The optimization problem is solved by multi-objective grasshopper optimization algorithm (MOGOA) which is one of the most modern heuristic optimization tools. To solve an optimization problem, the suggested algorithm mathematically mimics and formulates the behavior of grasshopper swarms. The modifying comfort zone coefficient needs grasshoppers to balance exploration and exploitation, which helps the MOGOA to find an exact approximation of global optimization and not trapped in local optima. The efficiency of the suggested technique is approved regarding the 33-bus and 69-bus test systems. Optimization results expressed that the suggested technique not only presents the intensified exploration ability but also has a better solution compared with previous algorithms.

    Keywords: Reconfiguration, Powe loss, Reliability, Multi-objective grasshopper optimization algorithm, Multi-objective optimization
  • A. Marami Dizaji, M. Saniee *, K. Zare Pages 157-167
    Resilient operation of microgrid is an important concept in modern power system. Its goal is to anticipate and limit the risks, and provide appropriate and continuous services under changing conditions. There are many factors that cause the operation mode of micogrid changes between island and grid-connected modes. On the other hand, nowadays, electric vehicles (EVs) are desirable energy storage systems (ESSs) because of clean transportation. Besides, energy storage systems are helpful to decrease power generation fluctuations arising from renewable energy sources (RESs) in new power systems. In addition, both sides (EV and RESs’ owners) can gain a good profit by integrating EVs and RESs. Therefore, in this paper, a resilient operation model for microgrid is presented considering disasters and islands from the grid. In the proposed formulation, microgrid (MG) operator schedules its energy resources, EVs and ESSs in minimum cost considering demand response (DR) program and resiliency of the microgrid to islanding and uncertainties in market price, load, and generation of RESs. The impact of uncertainties is modeled in the scenario based framework as stochastic programming. The efficiency of presented method is validated on IEEE standard test system and discussed in two cases.
    Keywords: Demand response, Microgrid, optimal resilient operation, stochastic programming, Uncertainty
  • M. Zolfaghari *, G. B. Gharehpetian, M. Abedi Pages 168-175
    In this paper a repetitive control (RC) approach to improve current sharing between parallel-connected boost converters in DC microgrids is presented. The impact of changes in line impedance on current sharing is investigated. A repetitive controller is designed and connected in series with current controller of the boost converters to control the switching signals such that by regulating of the output voltage of each converter, the circulating current is minimized. The performance of the proposed control strategy is validated through simulation.
    Keywords: DC microgrid, repetitive control, current sharing, boost converter
  • R. Aghaie, M. Farshad * Pages 176-186

    The performance of photovoltaic (PV) systems is highly dependent on environmental conditions. Due to probable changes in environmental conditions, the real-time control of PV systems is essential for exploiting their maximum possible power. This paper proposes a new method to track the maximum power point of PV systems using the moth-flame optimization algorithm. In this method, the PV DC-DC converter’s duty cycle is considered as the optimization parameter, and the delivered power of the PV system is maximized in real time. In the proposed approach, some schemes are also employed for detecting condition changes and ignoring small fluctuations of the duty cycle. The results of performance evaluation confirm that the proposed method is very fast, robust, and accurate in different conditions such as standard irradiance and temperature, irradiance and temperature variations, and partial shading conditions. The obtained steady-state efficiency and response time for the introduced method under the standard conditions of the test PV system are 99.68% and 0.021 s, respectively. Indeed, in addition to a relatively good efficiency, the faster response of the introduced tracker is also evident in comparison with other methods.

    Keywords: photovoltaic system, maximum power point tracking, moth-flame optimization, partial shading condition
  • N. Eskandari, S. Jalilzadeh * Pages 187-195

    On typical medium voltage feeder, Load side management means power energy consumption controlling at connected loads. Each load has various amount of reaction to essential parameters variation that collection of these reactions is mentioned feeder behavior to each parameter variation. Temperature, humidity, and energy pricing variation or major event happening and power utility announcing to the customers are essential parameters that are considered at recent researches. Depends on amount of improvement that each changeable parameters effect on feeder load consumption, financial assets could be managed correctly to gain proper load side management. Collecting feeder loads behavior to all mentioned parameters will gain Load Manageability Factor (LMF) that helps power utilities to manage load side consumption. Calculating this factor needs to find out each types of load with unique inherent features behavior to each parameters variation. This paper and future works will help us to catch mentioned LMF. In this paper analysis of typical commercial feeder behavior due to temperature and humidity variation with training artificial neural network will be done. Load behavior due to other essential parameters variations like energy pricing variation, major event happening, and power utility announcing to the customers, and etc will study in future works

    Keywords: Soft Load behavior, load side management, load sensitivity, manageability factor, neural network
  • M. Kazeminejad, M. Banejad *, U. Annakkage, N. Hosseinzadeh Pages 196-205

    Static voltage stability is considered as one of the main issues for primary identification before voltage collapsing in distribution systems. Although, the optimum siting of distributed generation resources in distribution electricity network can play a significant role in voltage stability improving and losses reduction, the high penetration level of them can lead to reduction in the improvement of load-ability. Moreover, the rapid variation and types of loads in distribution networks will have a significant impact on the maximum load-ability across the whole system. In this paper, a modified voltage stability index is presented with regard to distributed generation units (DG) along with two-tier load model. By applying the Imperialist Competition Algorithm (ICA), the best size of DG with corresponding of DG placement is used to improve the voltage stability and reducing the losses. It is shown in the paper that the DG penetration level can have influence on load-ability of the system and also the voltage regulators performance. The simulation results on the standard IEEE-13 Bus test feeder illustrate the precision of studies method and the load-ability limits in the system, taking into account the high penetration level of distributed generation units.

    Keywords: Modified voltage stability index, Maximum load-ability, Distributed generation penetration level, load modelling
  • A. Shahdadi, B. Z M Shahrekohne, S. M. Barakati * Pages 206-215

    More than one hundred countries are using wind energy due to their easy implementation, cheap energy, and high energy efficiency. Implementation of FACTS devices in Wind Energy Conversion Systems (WECS) has been dramatically improved due to cooperative and accurate performance of FACTS devices. However, dealing with wind turbine faults promptly is crucial. Short-term and long-term faults may have excessive voltage changes and inconstant active and reactive power injection into transmission line. In this paper, robustness and flexibility of SSSC, STATCOM, and UPFC FACTS devices connecting to a 9 MW SCIG-based wind farm under different time-domain fault conditions is investigated. Variety of system scenarios under fault conditions are surveyed in order to find the best Fault Ride Through (FRT) scheme for the system. To carry out this study, same rating and capacity is considered for all three FACTS devices which are employed at the grid-connected point of WECS to mitigate FRT problem. Moreover, the best compromised control mode of FACTS devices is sought by a power flow analysis. Additionally, to obtain a more perceivable view over the technical issues related to the voltage sag support, performance of FACTS devices is analyzed and compared with each other through the paper and at the final stage. A complete digital simulation of the system is executed in the MATLAB/SIMULINK environment and the results are presented to authenticate the performance of devices.

    Keywords: Wind Energy Conversion System, Flexible AC Transmission System, Fault Ride Through, Squirrel Cage Induction Generator, Static Synchronous Series Compensator, Static Synchronous Compensator, Unified Power Flow Controller
  • H. Radmanesh, M. Saeidi * Pages 216-226

    In this paper, a distributed generation including diesel generators, wind turbines, and microturbines are introduced, and their mathematical model is described using the Taylor expansion method. With the goal of computational complexity eliminating, the reduced order model (ROM) of microgrid components is considered. The results of the ‌‌studies indicate that the microgrid frequency is unstable. The main purpose of this paper is stabilizing the frequency of the microgrid by design modified linear controller. It is shown that the using proposed linear controller increases the dynamic response of the diesel generator and therefore can be constituted stable microgrid. The results show that the diesel generator can control the frequency of the microgrid in unwanted islanding and load change conditions. To verify the validity and feasibility of the proposed controller, several simulations results have been presented on MATLAB/Simulink software. The simulation results show the appropriate performance of the proposed controller for example in islanding mode, frequency restoration time is less than 1 (s) by using the proposed controller, as a result, the microgrid can be exploited in island mode.

    Keywords: Microgrid, controller, stability, islanding, distribute generation
  • A. Torkaman, V. Naeini * Pages 227-234

    Turn to turn fault is one of the major internal failures in the power transformers that if it is not quickly detected, can be extended and led to a complete transformer breakdown. So, the diagnosis and location of the turn to turn fault of the power transformer, as one of the most important equipment in the power system, is the main objective of this paper. For this purpose, a detailed model of a three-phase transformer is presented by the finite element method (FEM) to investigate this fault in the different situations. Accordingly, the number of short-circuit turns as well as fault location, cause to generate the high forces between the short-circuit turns and the other healthy winding turns. Consequently, in this paper an appropriate method based on force analysis of winding turns for detecting, locating and determining fault severity is introduced.

    Keywords: turn to turn fault, Recognition, location, imposed forces, FEM
  • M. Shahparasti *, P. Teimourzadeh Baboli Pages 235-245

    In this paper, an adaptive control strategy is proposed for the inverters of renewable energy source (RES) to simultaneously control the load voltage, grid current and the amount of instantaneous injected power to the grid in the presence of grid voltage distortions and nonlinearity of load current. In the proposed control strategy, the power quality of the local load can be settled based on the operator command. In order to implement the proposed control strategy, a cascaded framework of power, voltage and current control has been introduced. An efficient and fast response controller is introduced for the voltage loop, aiming to compensate of harmonics without any complex calculations. The proposed cascade framework is simulated with nonlinear load and non-ideal grid conditions. The simulation results show the effectiveness of the proposed control strategy to not only supply the local load on an appropriate voltage and current quality but also maintaining the amount of injected power at the operator’s desired level.

    Keywords: inverter, energy conversion, stand-alone mode
  • p. selyani* Pages 246-260

    The reliability of distribution networks is inherently low due to their radial nature, consequently distribution companies (DisCos) usually seek to improve the system reliability indices with the minimum possible investment cost. This can be known as system-oriented reliability planning (SORP). However, there can exist some customers that are not satisfied by their reliability determined by adopting the SORP and they may be eager to have a higher level of reliability. Therefore, other planning in addition of SORP is required to concern the customer viewpoint reliability. This paper introduces the customer-oriented reliability planning (CORP) in medium voltage network which is an innovative approach in the context of load point reliability. To this end, first a SORP is conducted to improve the distribution system reliability index. Then the strategy is revised and the CORP is adopted by DisCo considering involving the results obtained in SORP and the customers that have declared to reduce their expected energy not supplied (EENS). Since the surplus investment cost stem from the planning revision is received from the requestor customers, CORP can provide a proper and acceptable mechanism to fairly allocate the surplus cost to those customers. Furthermore, this problem is studied under the probabilistic nature of distribution network. Simultaneous placement of distributed generators (DGs) and automatic sectionalizing switches is implemented too with a new defined load shedding mechanism in order to enhance the reliability level for both mentioned planning frameworks.

    Keywords: Reliability, System-Oriented Reliability Planning, Customer-Oriented Reliability Planning, Distributed Generators, Automatic Sectionalizing Switches