فهرست مطالب

کیفیت و بهره وری صنعت برق ایران - سال هشتم شماره 16 (1398)
  • سال هشتم شماره 16 (1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/09/10
  • تعداد عناوین: 6
|
  • امین فروغی نعمت اللهی، حامد نفیسی*، بهروز وجیدی، سیدامیر حسینی صفحات 1-10

    در این مقاله یک ریزشبکه شامل پنل خورشیدی، سیستم ذخیره ساز انرژی الکتریکی و یک دیزل ژنراتور به عنوان منبع پشتیبان بصورت بهینه طراحی و مکان یابی می شود. ریزشبکه مورد بحث قسمتی از یک شبکه توزیع است که می تواند به عنوان یک محله تلقی شود. هدف ابتدایی طراحی این ریزشبکه، تامین بار بدون دریافت توان از شبکه بالادست است. به عبارت دیگر تمام توان بار این شبکه کوچک باید از طریق منابع موجود و سیستم ذخیره ساز تامین گردد. اما چنانچه اضافه تولید وجود داشته باشد، این توان می تواند به شبکه فروخته شود. بنابراین هدف اصلی طراحی ریزشبکه تامین بار آن توسط منابع موجود با حداقل کردن هزینه این منابع می باشد. نظر به اینکه اضافه تولید ریزشبکه مورد نظر به شبکه فروخته می شود. بنابراین مسئله مورد نظر در این مقاله طراحی بهینه و جایابی بهینه همزمان ریزشبکه در یک شبکه توزیع به منظور کاهش هزینه تامین توان ریزشبکه و کاهش تلفات شبکه توزیع می باشد. برای حل بهینه سازی مورد نظر از روش LAPO و ABC استفاده شده است و نتایج آن ها مقایسه می شود. نتایج برتری روش LAPO نسبت به روش ABC را چه از لحاظ سرعت همگرایی و رسیدن به جواب بهینه و چه از لحاظ دقت در یافتن بهترین نتیجه نشان می دهد.

    کلیدواژگان: ریزشبکه، بهینه سازی، LAPO، پنل خورشیدی، عدم قطعیت
  • یونس وکیل الرعایا*، علی اکبر صباغ صفحات 11-27

    در دنیای واقعی بسیاری از کالاها و خدمات عملا تحت شرایط رقابت کامل تولید و عرضه نمی شوند و بیشتر تاسیسات عمومی نظیر آب ، برق ، گاز وتلفن تحت شرایط انحصاری اداره می شوند که در این میان صنعت برق دارای جایگاه ویژه ای است. با توجه به قیمت حامل های انرژی در داخل کشور، یارانه ی پرداختی دولت، محدودیت منابع فسیلی، رشد بالای مصرف سالانه ی انواع حامل های انرژی در ایران، عدم کارایی فنی و اقتصادی مصرف انرژی، و مشکلات مرتبط با محیط زیست ناشی از مصرف غیر منطقی و ناکارای سوخت، بهینه سازی مصرف انرژی در کشور تبدیل به یک ضرورت شده است. لذا هدف از این مطالعه ارزیابی و ارجحیت عوامل موثر برموانع بهینه سازی انرژی الکتریکی مشترکین صنعتی شرکت برق منطقه ای سمنان با رویکرد ترکیبی اکتشافی متوالی می باشد. روش تحقیق، روش ترکیبی از نوع اکتشافی متوالی است. شرکت کنندگان پژوهش در بخش مصاحبه تعداد 35 نفر از کارشناسان و متخصصان حوزه برق و الکترونیک به عنوان مشارکت کنندگان بالقوه با روش نمونه گیری هدفمند صاحب نظران کلیدی و تکنیک اشباع نظری انتخاب شدند.در بخش کمی نیز پرسشنامه ای با 54 سوال طراحی و در اختیار  35 خبره قرار گرفت. در این  بخش از روش دلفی فازی جهت اجماع نظر صاحبنظران در رابطه با 6 بعد مدیریتی، اطلاعاتی، مالی، سیاسی/ قانونی، فرهنگی/سازمانی، و فنی/تکنولوژیکی استفاده شد. در روش دلفی فازی پس از سه راند خبرگان به اجماع رسیدند و 30 زیر عامل تایید شدند.آنگاه،  از  رویکرد ترکیبی ANP-DEMATEL فازی استفاده شد. با استفاده از تکنیک دیمتل فازی روابط میان عوامل و تاثیر پذیری انها مشخص شد که عامل موانع فنی تاثیر پذیرترین و عامل سیاست گداری/ قانونی تاثیر گذار ترین عامل شناخته شدند.سپس با استفاده از روش فرایند تحلیل شبکه ای وزن عوامل محاسبه و اهمیت آنها مشخص گردید.بدین صورت که، موانع فنی در اهمیت اول (با وزن266/0) و موانع مدیریتی در اهمیت آخر(با وزن 113/0) قرار گرفتند.

    کلیدواژگان: انرژی الکتریکی، بهینه سازی، موانع بهینه سازی، مصارف انرژی صنعتی، برق منطقه ای سمنان
  • محمد رجبی سبدانی، احمد دارابی*، جواد فیض صفحات 28-39

    خطای ناهم محوری از شایع ترین خطاهای ماشین های مغناطیس دائم تخت می باشد که می تواند اثرات مخربی به همراه داشته باشد. بسیاری از مطالعات گذشته به بررسی این نوع خطا و نحوه تشخیص آن در ماشین های با ساختار شیاردار و سیم پیچی های مرسوم معطوف شده است. در این مقاله تاثیر خطاهای ناهم محوری بر روی عملکرد چهار ساختار ماشین های مغناطیس دائم تخت یعنی یکطرفه شیاردار، یکطرفه بدون شیار، دوطرفه شیاردار و دوطرفه بدون شیار مورد مطالعه قرار می گیرد. برای این منظور،  این ماشین ها در شرایط عملکرد بی باری و بار کامل و در سه حالت بدون عیب، با خطای ناهم محوری دینامیکی و خطای ناهم محوری استاتیکی در محیط اجزاء محدود مدلسازی می شوند. این مدلسازی های دینامیکی گذرایی به صورت سه بعدی انجام گرفته است و مشخصه های عملکردی گوناگون، از قبیل جریان های ورودی، جریان های گردشی در مسیرهای موازی، شارهای پیوندی، گشتاور و نیروهای محوری وارد بر دیسک های روتور، استخراج شده اند. این مشخصه ها با یکدیگر مقایسه شده و تاثیر خطاهای نا هم محوری بر روی عملکرد هر یک از موتورها مورد ارزیابی قرار گرفته است. طبق نتایج به دست آمده، بدون شیار بودن و دوطرفه بودن ماشین موجب کاهش اثرات نامطلوب این نوع خطاها خواهد شد. همچنین، نشان داده می شود که روش های مرسوم تشخیص خطای ناهم محوری برای برخی از ساختارها کارآمد نیستند.

    کلیدواژگان: تشخیص خطا، خطای ناهم محوری، روش اجزاء محدود، سیم پیچی حلقوی، ماشین مغناطیس دائم شار محوری، مدلسازی گذرایی
  • پیمان بیات، حسین افراخته* صفحات 40-64

    امروزه افزایش استفاده از واحدهای تولید پراکنده در کنار ذخیره ساز ها و همچنین پیشرفت های مخابراتی باعث شکل گیری ریزشبکه ها و در نتیجه همکاری آن ها در سطحی وسیع تر و تشکیل ریزشبکه های چندگانه (MMGs) شده است. در این نوع از شبکه ها احتمال رخداد خطا در مکان های مختلف شبکه دور از انتظار نیست و می توان عنوان کرد که بروز خطا در شبکه، نه تنها باعث افزایش تلفات، کاهش بازدهی و افزایش خاموشی ها می شود، بلکه بهره برداری شبکه را مختل نموده و عملکرد اپراتورهای شبکه را با مشکل مواجه می سازد. با توجه به این نقطه نظر و با هدف پوشش خلاءهای تحقیقاتی موجود، در این مقاله، یک استراتژی جامع مدیریت انرژی به منظور بهره برداری از شبکه های مبتنی بر MMG با در نظر گرفتن احتمال رویداد خطا در مکان های مختلف شبکه و مواجهه با شرایط مختلف بهره برداری ارائه شده است. در استراتژی مدیریت انرژی جامع پیشنهادی، فرمول نویسی نوآورانه مساله برای ایجاد قابلیت خودترمیمی برای شبکه در شرایط رخداد خطا و حصول سود بهینه بهره برداری در شرایط عادی، ارائه شده است؛ همچنین نحوه ی ارتباط اپراتورهای موجود در شبکه نیز مدنظر قرار گرفته است. در این راستا، در ابتدا یک روش مناسب برای مدل سازی احتمال رویداد خطا در مکان های مختلف شبکه ارائه شده و سپس با ایجاد بستری مناسب، به پیاده سازی استراتژی مدیریت انرژی پیشنهادی پرداخته خواهد شد. روش پیشنهادی در محیط نرم افزار متلب کدنویسی شده و میزان اثربخشی آن بر روی نسخه توسعه یافته یک شبکه مرجع قابلیت اطمینان محور در مقایسه با چند روش مرسوم ارزیابی شده است.

    کلیدواژگان: بهره برداری، ریزشبکه های چندگانه (MMGs)، قابلیت اطمینان، مدیریت انرژی، واحدهای تولید پراکنده
  • فرشید کی نیا*، غلامرضا معمارزاده صفحات 65-74

    پیش بینی تقاضای الکتریکی یکی از مهمترین عوامل در برنامه ریزی، طراحی و بهره برداری از سیستم های  الکتریکی رقابتی است. اما بیش تر روش های پیش بینی بار دارای دقت مناسبی نمی باشند، از این رو در این مقاله جهت افزایش دقت پیش بینی کوتاه مدت بار الکتریکی به ارائه یک روش ترکیبی جهت پیش بینی بار الکتریکی بر پایه شبکه عصبی عمیق با تبدیل موجک و اتتخاب ورودی بر مبنای تابع آنتروپی پرداخته شده است. همچنین برای نشان دادن قدرت روش پیشنهادی، بر روی داده های بار الکتریکی سال 2006 میلادی بازار برق PJM و یکی از پستهای کرمان در سال 1395 پیش بینی صورت پذیرفته است که نتایج آن تاکیدی بر کارایی روش پیشنهادی در پیش بینی بار الکتریکی برای برنامه ریزی تولید و توزیع می باشد.

    کلیدواژگان: پیش بینی بار، شبکه ی عصبی عمیق، تبدیل موجک، انتخاب ورودی، آنتروپی
  • محمد سلمانی کویخی، مصطفی جزایری*، علی زعفری صفحات 75-90

    این مقاله یک فیلتر ترکیبی جدید شامل فیلتر فعال مبتنی بر مبدل منبع جریان و بانک خازنی اصلاح شده با ساختار فیلتر پسیو را برای کاهش مشکلات جبران سازی هارمونیک و توان راکتیو پیشنهاد می کند. این ساختار جدید بر اساس ایده جداسازی مولفه های فرکانس بالا و پایین جریان مرجع می تواند بر روی عملکرد هر دو فیلتر موثر بوده و کارآئی فیلتر ترکیبی را افزایش دهد. مولفه های فرکانس پایین به فیلتر فعال و مولفه های فرکانس بالا به تنظیمات بانک خازنی اصلاح شده با ساختار فیلتر پسیو اعمال می شود. واحد استخراج کننده فیلتر پسیو بر اساس اطلاعاتی که از طراح دریافت می کند می تواند توان راکتیو شبکه را جبران کرده و همزمان به صورت گزینشی هارمونیک های مرتبه بالا را جبران نماید. این ایده هارمونیک های جریان شبکه را به مقدار مورد نظر استاندارد IEEE519-2014 تقلیل داده و توان راکتیو شبکه را جبران می نماید، در حالیکه می تواند ظرفیت، هزینه و تلفات مبدل منبع جریان را نیز کاهش دهد. به منظور ارزیابی عملکرد فیلتر پیشنهادی بخشی از یک شبکه توزیع نمونه با بار غیرخطی در محیط PSCAD/EMTDC مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج بدست آمده نشان می دهد ایده پیشنهادی انعطاف پذیری قابل ملاحظه ای را برای فیلتر بهمراه داشته و کارآئی آن را افزایش می دهد.

    کلیدواژگان: فیلتر ترکیبی، مبدل منبع جریان، جداسازی مولفه های فرکانسی، واحد استخراج کننده فیلتر پسیو
|
  • Amin Foroughi Nematollahi, Hamed Nafisi*, Behrooz Vahidi, Seyyedamir Hosseini Pages 1-10

    In this paper, a microgrid including a solar panel, a battery energy storage system and a diesel generator as the backup source are optimally is designed. The microgrid is considered as a part of a distribution network, that could be considered as local area. As microgrids can operate in grid-connected mode, the proposed algorithm investigates the minimization of the distribution network power loss, the amount of imported power from the utility and the curtailed load in case of emergency. The main purpose of the proposed algorithm is to minimize the overall investment, replacement and operation and maintenance costs for a microgrid. This article suggests a Lightning Attachment Procedure Optimization Algorithm to optimally design the problem of sitting and scheduling of microgrids in distribution systems. Both problems are solved simultaneously. The proposed approach is applied on 33-bus test system, and the results are discussed. Fast convergence, best global answer finding, and robustness are the characteristics of the proposed method, which are concluded from the results and discussion.

    Keywords: Microgids, Distributed Generation, Lightning Attachment Procedure Optimization (LAPO), Optimization
  • Younos Vakil Alroaia*, Ali Akbar Sabbagh Pages 11-27

    In the real world, many goods and services are practically not produced under the conditions of full competition, and most public utilities such as water, electricity, gas, and telephone are operated under monopoly conditions, among which the electricity industry has a special place regarding the price of energy carriers in the country, subsidies from the government, limitation of fossil resources, annual consumption growth of various types of energy carriers in Iran, technical and economic disadvantages of energy consumption, and environmental problems caused by inappropriate and inefficient fuel consumption, optimizing energy consumption in the country has become a necessity. Therefore, the purpose of this study was to evaluate and prioritize the factors affecting the optimization of electrical energy of industrial customers of Semnan Regional Electric Company with a combination of an exploratory hybrid approach. The research method is a combination of exploratory sequencing method. The research participants in the interview section included 35 representatives and specialists in the field of electronics and electronics as potential contributors through a targeted sampling of key experts and theoretical saturation technique. In a small section, a questionnaire with 54 questions was designed and distributed between 35 experts. In this section, the Fuzzy Delphi method was used to reach a consensus among experts on 6 dimensions of management, information, financial, political/legal, cultural/organizational, and technical/technological. In the Fuzzy Delphi method, after three phases experts came into a conclusion and 30 sub-criteria were confirmed. Then, the fuzzy ANP-DEMATEL combination approach was used. Using the fuzzy DEMATEL method, the relationships between factors and their impact were found to be the most effective technical barriers and the policy of conservation / legal regulation as the most influential factor. Then, ANP process, the weight of the calculated factors and their significance were determined. In the first case, technical barriers were the most important (with a weight of 266.0) and management barriers of the least importance (weighted 113.0).

    Keywords: electrical energy, optimization, optimization barriers, industrial energy consumption, regional electricity of Semnan
  • Mohammad Rajabi Sebdani, Ahmad Darabi*, Jawad Faiz Pages 28-39

    Eccentricity fault is one the most common fault types of disk-type permanent magnet machines, which could lead to devastating effects. Unfortunately, most of the previous works have studied this fault and its detection techniques for slotted structure with common winding. Therefore, in this paper, the effects of eccentricity faults on the performance of single-sided slotted, single-sided slotless, double-sided slotted, and double-sided slotless structures, all of which are toroidal wounded, are studied. For this purpose, for each of these structures, full load and absolute no-load conditions at three healthy, dynamic eccentricity, and static eccentricity states have been modeled by using 3D finite element transient analysis. Various performance characteristics, i.e. total input current, current in parallel paths, coils circulating current, total flux linkage, flux linkage of each coil, torque, and axial force on rotor, have been extracted.  The eccentricity faults effects on the performance of these motors have been studied through the analysis and comparison of these characteristics. According to the obtained results, using slotless stator and double-sided structure would lead to great reduction of the undesired effects of these faults. Moreover, it will be shown that conventional detection techniques of eccentricity faults may not be effective for some structures.

    Keywords: fault detection, eccentricity fault, finite element method, toroidal winding, axial flux permanent magnet machine, transient modeling
  • Peyman Bayat, Hossein Afrakhte* Pages 40-64

    Today, the increased use of distributed generation units along with the storage devices as well as telecommunication enhancements have led to the formation of microgrids and thus multi-microgrids (MMGs). In this type of networks, the probability of the fault occurrence in different places of the network is not out of expectation, and it can be argued that the failure of the network not only increases the losses, reduces the efficiency and increases the outage, but also, it disrupts network operation and makes the operation process of the system more complex. From this point of view and with the aim of filling the existing research gaps, in this paper a comprehensive energy management strategy for operation of multi-microgrids considering uncertainty of the fault occurrence in the different part of the system is presented. In the proposed comprehensive energy management strategy, a novel problem formulation for both self-healing and cost effective operation, as well as the network operators’ relationship are considered. In this situation, at first, an appropriate method is proposed to address the contingency faults which can be occurred in the different places of the network, then intended energy management strategy is implemented. The proposed methodology is implemented in the MATLAB software environment and its effectiveness is demonstrated in the modified reliability based test system with considering some other traditional methods.

    Keywords: Operation, Multi-microgrids (MMGs), Reliability, Energy management, Distributed generation units
  • Farshid Keynia*, Gholamreza Memarzadeh Pages 65-74

    Electricity demand forecasting is one of the most important factors in the planning, design, and operation of competitive electrical systems. However, most of the load forecasting methods are not accurate. Therefore, in order to increase the accuracy of the short-term electrical load forecast, this paper proposes a hybrid method for predicting electric load based on a deep neural network with a wavelet transform and input selection. Based on the entropy function. Also, in order to demonstrate the strength of the proposed method, the PJM electricity market and one of the Kerman substations load data in 1395 were used and the results of which emphasized the efficiency of the proposed method in predicting the electric load for production planning And distribution.

    Keywords: Load prediction, deep neural network, wavelet transform, input selection, entropy
  • Mohammad Salmani Koyakhi, Mostafa Jazaeri* Pages 75-90

    This paper proposed a new hybrid filter, including an active filter based on a current source converter (CSC) and a modified capacitor bank with a passive filter structure for reduce harmonic and reactive power compensation problems. This new structure, based on separating high-frequency and low-frequency components of the reference current idea can affect the performance of both filters and increase the efficiency of the hybrid filter. The low frequency components are applied to the active filter and high frequency components applied to the modified capacitor bank. The passive filter extractor unit, based on received information from the designer can compensate the network reactive power and selectively higher-order harmonics simultaneously. This idea reduces the current network harmonics to desired level of IEEE519-2014 standard and compensates the network reactive power, while it can reduce the capacity, cost, and loss of the current source converter. In order to verify the performance of the proposed filter, a typical distribution network with a non-linear load is studied in PSCAD/EMTDC environment. The obtained results show that the proposed idea has a considerable flexibility for the filter and increases its efficiency.

    Keywords: Hybrid Filter, Current Source Converter, Frequency Component Separation, Passive Filter Extractor Unit