فهرست مطالب

نشریه فناوری های نوین مهندسی برق در سیستم انرژی سبز
پیاپی 2 (تابستان 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/06/01
  • تعداد عناوین: 6
|
  • هماهنگی غیر متمرکز شارژر خودروهای الکتریکی توزیع شده برای کاهش هارمونیک شبکه توزیع
    مجید طاوسی، مجید دلشاد*، ایمان صادق خانی صفحات 1-16
    امروزه به علت افزایش قیمت سوخت های فسیلی و نگرانی های زیست محیطی، استفاده از خودروهای الکتریکی (EVs) که عمدتا دارای قابلیت اتصال به شبکه توزیع هستند، رشد یافته است. مبدل الکترونیک قدرت که واسط اتصال باتری EV به شبکه است، این امکان را فراهم می کند که از خودرو برقی در زمان اتصال به شبکه توزیع (اتصال در ایستگاه های شارژ یا اتصال در خانه و حتی اتصال به هنگامی که در مراکز پارکینگی پارک شده اند) در جهت کاهش هارمونیک های شبکه استفاده کرد. به سبب توزیع گسترده EVها در سطح شبکه، برای دستیابی به هدف مزبور باید هماهنگی ناحیه گسترده پالایش کننده های توان انجام شود. در این مقاله با بررسی فیلترهای اکتیو توزیع شده در شبکه و ارایه مدل EV متصل به شبکه برای مطالعات هارمونیکی، به هماهنگی ناحیه گسترده آنها پرداخته می شود. برای شبیه سازی شبکه 13 باس IEEE استفاده شده است؛ به طوریکه نتایج نشان دهنده ی توانایی مدل ارایه شده در جبران هارمونیک های شبکه است.
    کلیدواژگان: خودرو الکتریکی، فیلتر اکتیو، پالاینده توان ناحیه گسترده، شبکه توزیع، کیفیت توان
  • کنترل مستقیم توان مبتنی بر مد لغزشی انتگرالی ژنراتور القایی دو سو تغذیه بدون جاروبک
    رامتین صادقی، محمدرضا آقاکشکولی*، سید محمد مدنی صفحات 17-28

    این مقاله یک استراتژی کنترل مستقیم توان مبتنی بر مد لغزشی انتگرالی (ISM-DPC) برای ژنراتورهای القایی دو سو تغذیه بدون جاروبک پیشنهاد می کند. دو استراتژی کنترل به طور گسترده برای این نوع ژنراتورها موجود است: کنترل مستقیم توان مبتنی بر هیسترزیس و کنترل برداری. کنترل مستقیم توان از ریپل زیاد توان و اعوجاج جریان ناشی از فرکانس سوییچینگ متغیر رنج می برد. علاوه بر این، تنظیم ضرایب کنترلر PI به شدت به پارامترهای ماشین و شرایط عملکردی وابسته است و نیاز به یک حلقه قفل فاز (PLL) برای تراز مرجع مختصات دارد که به عنوان محدودیت های این روش ها در نظر گرفته می شود. استراتژی مد لغزشی انتگرالی پیشنهادی مستقیما توان اکتیو و راکتیو را کنترل می کند در حالی که پاسخ دینامیکی سریع و خطای حالت پایدار صفر را ارایه دهد. این روش در مرجع مختصات سیم پیچ کنترل برای جلوگیری از کاربرد PLL ایجاد شده است. برای اعتبارسنجی اثربخشی روش پیشنهادی ISM-DPC بر روی یک ژنراتور القایی دو سو تغذیه بدون جاروبک در مقیاس بزرگ (BDFIG) شبیه سازی و با روش های کنترل برداری و کنترل مستقیم توان مقایسه شده است.

    کلیدواژگان: ژنراتور القایی دو سو تغذیه بدون جاروبک، کنترل مد لغزشی، ژنراتور باد، کنترل مستقیم توان
  • مدل سازی و تحلیل پایداری مبدل سپیک به روش الگوریتم چند هدفه‏‏ ی گرگ خاکستری
    سید محمد ناجی اصفهانی، سید حمید ظهیری، مجید دلشاد* صفحات 29-44
    این مقاله پایداری حلقه بسته مبدل سپیک با به کارگیری کنترل ‏کننده PID بهینه را بررسی می کند. در این مدل پارامتر ها با استفاده از الگوریتم چند هدفه گرگ خاکستری تنظیم می شوند. الگوریتم چند هدفه گرگ خاکستری، الگوریتم تصادفی الهام گرفته شده از تکامل طبیعی است و در سال های اخیر به صورت گسترده به عنوان تکنیک بهینه سازی در الکترونیک قدرت استفاده می شود. روش میانگین فضای حالت برای مدل سازی و دستیابی به تابع انتقال سیستم مبتنی بر مبدل استفاده شده است. بنابراین کنترل کننده PID مبتنی بر الگوریتم چند هدفه گرگ خاکستری در سیستم مطالعه و پیاده سازی شده است تا امکان ارزیابی پایداری مبدل و مقایسه آن با کنترل‏کننده PID مرسوم فراهم شود. برای بررسی پایداری سیستم، پارامتر های عملکردی مختلف مثل درصد فراجهش، زمان اوج، زمان نشست و اندازه پیک در نظر گرفته شده اند. پاسخ ضربه سیستم حلقه بسته با شبیه سازی در متلب به دست آمده است. عملکرد مدل ارزیابی شده است تا تحلیل مقایسه ای کلی سیستم انجام شود.
    کلیدواژگان: مبدل سپیک، کنترل‏ کننده PID، الگوریتم چند هدفه‏ ی گرگ خاکستری
  • طرح هماهنگ حفاظت هوشمند مبتنی بر MAS برای شبکه‏ ی توزیع در حضور منابع تولید پراکنده
    محمود حجتی، مجید طاوسی*، محمدرضا یوسفی، غضنفر شاه قلیان، علیرضا سیفی صفحات 45-62

    رشد سریع تولیدات پراکنده متصل به شبکه (DG)، تغییر ویژگی های بهره برداری شبکه های توزیع (DNs) را به دنبال دارد. برای پیاده سازی DNها با DGها، باید با چالش هایی مواجه شد؛ به ویژه در مورد مسایل حفاظتی که ممکن است طرح های حفاظتی مرسوم را ناکارآمد کند. تکنیک های MAS شبکه برق را قادر می سازد تا هوشمندتر، قابل اعتمادتر، خود ترمیم شونده و قوی تر باشد. ماهیت غیرمتمرکز و استحکام عملیاتی، برنامه MAS را به یک فناوری پیشرو تبدیل کرده است. علیرغم عملکرد سریع، قابل اعتماد و چند منظوره طرح های حفاظتی مبتنی بر MAS، تاخیر یا خرابی ذاتی سیستم ارتباطی نباید بر نقش حیاتی پاک کردن عیب تاثیر بگذارد؛ به عبارتی افزایش روزافزون DGها در DNها و همچنین افزایش اندازه شبکه، منجر به یک بار ارتباطی سنگین شده است که منجر به تاخیر یا حتی شکست در ارتباطات می شود. در این مقاله، یک الگوریتم حفاظتی هوشمند ارایه شده است که با استفاده از ارتباط نقطه به نقطه بین عوامل رله در اولین لایه MAS، شبکه را در هنگام قطع ارتباط بین عامل ها محافظت می کند. کاهش عوامل مصرفی و عدم نیاز به اتصال به لایه های بالاتر MAS، از مزایای این روش می باشد. برای شبیه سازی از DN نمونه 16 باس استفاده شده است که نتایج، کارآیی مدل پیشنهادی را برای هماهنگی حفاظت شبکه، تایید می کند.

    کلیدواژگان: شبکه توزیع، هماهنگی حفاظت، تولید پراکنده، سیستم چند عاملی
  • یک مبدل دو ورودی بسیار افزاینده جدید با کلید زنی نرم تحت جریان صفر در زمان روشن شدن سوئیچ ها
    محمود وصالی*، حسین رنجبر، امین معتمدی نسب صفحات 63-76
    یک مبدل بسیار افزاینده DC-DC دو ورودی در این مقاله ارایه می گردد. شرایط کلید زنی نرم در مبدل پیشنهادی برای زمان روشن شدن سوییچ وجود دارد از این رو راندمان مبدل بالا می باشد. با توجه به اینکه برای افزایش بهره ولتاژ از تنها خازن استفاده شده است و سلفهای کوپل شده ای در مبدل وجود ندارد، جریان ورودی مبدل پیوسته می باشد. تکنیک مورد استفاده جهت افزایش بهره می تواند با طبقات بیشتری استفاده گردد تا بهره بسیار بالاتری بدست آید. همچنین مبدل را می توان به جای دو ورودی به صورت تک ورودی در هم تنیده استفاده نمود که در این صورت ریپل جریان ورودی کاهش می یابد. استرس ولتاژ روی سوییچ های مبدل نسبت به ولتاژ خروجی پایین می باشد از این رو سوییچ های با ولتاژ پایینتری می توان استفاده نمود که منجر به کاهش هزینه مبدل می گردد. مبدل پیشنهادی به طور کامل تحلیل می شود و به منظور اثبات نتایج تیوری شبیه سازی در توان 500 وات بر روی مبدل انجام می پذیرد. نتایج شبیه سازی در بار کامل راندمان حدود 5/95 را نشان می دهد.
    کلیدواژگان: مبدل های DC-DC، بسیار افزاینده، دو ورودی، کلیدزنی نرم، راندمان
  • تاثیر جبران ساز استاتیکی توان راکتیو بر پایداری گذرا در سیستم های قدرت
    سید محمدعلی زنجانی، غضنفر شاه قلیان، مهدی مهدویان*، فرهاد مصری نژاد صفحات 77-88

    با پیشرفت سریع نیمه هادی ها در سطح ولتاژ و توان سیستم قدرت و نیز پیشرفت سیستم های کنترلی، جبران سازهایی با انعطاف-پذیری و محدوده عملکرد بالا طراحی و ساخته شده تا بر انعطاف پذیری سیستم های انتقال انرژی افزوده شود. این جبران سازها که در سیستم های قدرت نصب می شوند را سیستم های انتقال ac انعطاف پذیر (FACTS) می نامند. یکی از مهم ترین مزایای ادوات FACTS در سیستم انتقال افزایش حاشیه پایداری گذرای سیستم قدرت با کنترل توان اکتیو و راکتیو خط در طول رخ دادن خطا در سیستم است. در این مقاله تاثیر یکی از ادوات FACTS با اتصال موازی یعنی جبران کننده وار استاتیکی بر روی پایداری گذرا بررسی می شود. سیستم مورد مطالعه یک سیستم قدرت دو ماشینه شامل یک نیروگاه آبی و یک نیروگاه محلی است. نتایج شبیه سازی تاثیر جبران-کننده را بر روی میرایی نوسانات زاویه توان الکتریکی نشان می دهد. همچنین نتایج شبیه سازی عدم تاثیر جبران کننده را بر روی توان اکتیو انتقالی در خط انتقال نشان می دهد. نتایج شبیه سازی با استفاده از سیمولینک نرم افزار متلب به دست آمده است.

    کلیدواژگان: جبران ساز استاتیکی، پایداری گذرا، توان راکتیو، اداوات FACTS
|
  • Decentralized Coordination of Distributed Electric Vehicles Charger for Distribution Network Harmonic Mitigation
    Majid Tavoosi, Majid Delshad *, Iman Sadeghkhani Pages 1-16
    Today, due to increasing trend in fossil fuel price and environmental concerns, use of electric vehicles (EVs), which are mainly capable of connecting to the distribution network, has grown. The electronic power converter that connects the EV battery to the grid, it makes it possible to use the EV when connected to the distribution system (connected to charging stations or connected at home and even connected when parked in parking lots) to mitigate network harmonics. Due to distributed nature of EVs in power grid, to implement the aim mentioned above, we must execute distributed power line conditioners (DPLC). In this paper, with investigate active filters distributed in the network and present a grid connected EV model for harmonic studies, to their DPLC has been addressed. For simulation, IEEE 13 Node Test feeder is used, that The results confirms the applicability of the proposed model for grid harmonics filtering.
    Keywords: electric vehicle (EV), Active Filter (AF), Distributed Power Line Conditioner (DPLC), Distribution network, Power Quality
  • Integral Sliding Mode Based Direct Power Control of Brushless Doubly Fed Induction Generators
    Ramtin Sadeghi, Mohammad Reza Agha Kashkooli *, Seyed Mohammad Madani Pages 17-28

    This paper proposes an integral sliding mode direct power control (ISM-DPC) strategy for brushless doubly fed induction generators. Two widely applied control strategies are available for this type of generators: hysteresis-based direct power control and vector control. Direct power control suffers from high power ripples and current distortions produced by variable switching frequency. Moreover, the tuning issues of PI controller, which are highly reliant on machine parameters and operating conditions, and necessity of a phase-locked-loop for frame alignment are accounted as limitation of these methods. The proposed integral sliding mode strategy directly controls active and reactive power to provide fast dynamic response and zero steady-state error. This method is developed in the control winding reference frame to avoid the application of PLL. A large-scale brushless doubly fed induction generator (BDFIG) is simulated to validate the effectiveness and robustness of the proposed ISM-DPC method in comparison with widely applied methods, vector control and direct power control.

    Keywords: brushless doubly fed induction generator, sliding mode control, wind generator, Direct Power Control
  • Modeling and Analysis of SEPIC Converter Stability by Gray Wolf Multi-Objective Algorithm
    Seyed Mohamad Naji Esfahani, Seyed Hamid Zahiri, Majid Delshad * Pages 29-44
    This paper investigates the closed loop stability of the SEPIC converter using an optimal PID controller; In this model, the parameters are adjusted using the Gray Wolf Multi-Objective (MOGWO) algorithm. The Gray Wolf Multi-Objective Algorithm is a random evolution-inspired random algorithm that has been widely used in recent years as an optimization technique in power electronics. The state mode average method has been used to model and achieve the transducer-based system transfer function. Therefore, the MOGWO-based PID controller has been studied and implemented in the system to enable the converter stability to be evaluated and compared with conventional PID controllers. To evaluate the stability of the system, various performance parameters such as overtaking percentage, peak time, settling time and peak size have been considered. The impact response of the closed-loop system is obtained by simulation in MATLAB. The performance of the model is evaluated to perform a general comparative analysis of the system.
    Keywords: SEPIC Converter, PID controllers, Gray Wolf Multi-Objective Algorithm
  • MAS Based Intelligent Protection Coordination Scheme for Distribution Network with Distributed Generation
    Mahmoud Hojjati, Majid Tavoosi *, Mohammad Reza Yousefi, Ghazanfar Shahgholian, Ali Reza Seifi Pages 45-62

    The rapid growth of grid-connected embedded distributed generations (DGs) is changing the operational characteristics of distribution networks (DNs). In order to implement DNs with DGs, some challenges should be faced, especially concerning protection issues, that may make conventional protection schemes ineffective. MAS techniques can enable the power grid to becomes smarter, reliable, selfhealing, and robust. Its decentralized nature and operational robustness make the MAS application a leading technology. Despite the fast, reliable and multi-purpose operation of MAS-based protection schemes, the inherent delay or failure of communication system must not affect the vital role of fault clearing, i.e., the ever-increasing DGs in DNs as well as network size increase has resulted in a heavy communication burden yielding to delay or even failure in communication. In this paper, an Intelligent protection algorithm is presented that protect the grid, when the connection between agents is lost, by using point-to-point communication between relay agents in the first layer of the MAS. Reduction of the agents used and no need to connect to the higher layers of the MAS  are the benefits of this method. For simulation, 16 bus Test DN is used, that The results confirm the applicability of the proposed model for grid protection coordination.

    Keywords: Distribution Network (DN), Protection coordination, Distributed Generation (DG), Multi Agent System (MAS)
  • A Two Input High Step Converter with Zero Current Switching Condition for Switches Turn-On Instances
    Mahmood Vesali *, Hosein Ranjbar, Amin Motamedi-Nasab Pages 63-76
    A high step-up two-inputs DC-DC converter is presented in this paper. The soft switching condition is provided for switch in turn on instant, so the converter efficiency is high. Due to the fact that only the capacitor is used to increase the voltage gain and there are no coupled inductors in the converter, the input current of the converter is continuous. The technique used to increase gain can be used with more stages to achieve higher voltage gain. The converter can also be used as a single input intertwined instead of two inputs, which in this case the input current ripple is reduced. The voltage stress on the switches is lower than the output voltage, so lower voltage switches can be used, which reduces the converter cost. The proposed converter is completely analyzed and in order to prove the theoretical results, a simulation is performed on the converter at 500 watts. The results of the simulation at full load show an efficiency of about 95.5%.
    Keywords: dc-dc converters, high step-up, two inputs, soft switching, Efficiency
  • Effect of Reactive Power Static Compensator on Transient Stability in Power Systems
    S. Mohammadali Zanjani, Ghazanfar Shahgholian, Mehdi Mahdavian *, Farhad Mesrinejad Pages 77-88

    With the rapid progress of semiconductors in the level of voltage and power of the power system as well as the progress of control systems, compensators with high flexibility and performance range have been designed and built to increase the flexibility of energy transmission systems. to be These compensators installed in power systems are called flexible ac transmission systems (FACTS). One of the most important advantages of FACTS devices in the transmission system is to increase the transient stability margin of the power system by controlling the active and reactive power of the line during the occurrence of a fault in the system. In this article, the effect of one FACTS device with parallel connection, i.e. static compensator, on transient stability is investigated. The studied system is a two-machine power system including a hydropower plant and a local power plant. The simulation results show the effect of the compensator on the damping of electric power angle fluctuations. Also, the simulation results show the lack of influence of the compensator on the transmission active power in the transmission line. The simulation results have been obtained using Simulink MATLAB software.

    Keywords: static compensator, transient stability, reactive power, FACTS devices