فهرست مطالب

Journal of Operation and Automation in Power Engineering
Volume:12 Issue: 1, Spring 2024

  • تاریخ انتشار: 1402/09/14
  • تعداد عناوین: 8
|
  • نوید افسری اردبیلی، سیدجلال سیدشنوا*، پرفسور حسین شایقی صفحات 1-13
    ظهور اجتناب ناپذیر شبکه های توزیع هوشمند، ویژگی های جدیدی را در این شبکه ها معرفی کرده است. به گفته اکثر کارشناسان، خود درمانی یکی از توانایی های اصلی شبکه های توزیع هوشمند است. این ویژگی با واکنش سریع و بازیابی بارهای بحرانی (CLs) در هنگام خطا، قابلیت اطمینان و انعطاف پذیری شبکه ها را افزایش می دهد. با این وجود، ماهیت تصادفی اجزای یک سیستم قدرت، ریسک محاسباتی قابل توجهی را در توانمندسازی سیستم برای خودترمیمی تحمیل می کند. در این مقاله، یک مدل ریاضی برای عملیات خود ترمیمی ریزشبکه های شبکه ای (MGs)برای ارزیابی ریسک در مسیله بازسازی سرویس بهینه (SR) معرفی شده است. وسایل نقلیه الکتریکی (EVs) و خودروهای الکتریکی هیبریدی پلاگین (PHEVs) و ماهیت تصادفی آنها علاوه بر واحدهای تولید پراکنده (DGs)، قابلیت پیکربندی مجدد و برنامه پاسخگویی به تقاضا به طور همزمان در نظر گرفته شده است. تابع هدف برای به حداکثر رساندن بارهای بازیابی شده و به حداقل رساندن خطر طراحی شده است. ارزش شرطی در معرض خطر (CVaR) برای محاسبه ریسک SR به عنوان یکی از کارآمدترین و معروف ترین شاخص های ریسک استفاده می شود. در مطالعه موردی کلی و با در نظر گرفتن $\beta $ برابر با 0، 1، 2، 3، و 4، مقادیر مورد انتظار SR برای مشکل ریسک گریز 21.2، 20، 19.3، 19.1 و 19% کمتر از به ترتیب مشکل خنثی ریسک. فرمول مسیله برنامه ریزی خطی عدد صحیح مختلط (MILP) است و مدل در سیستم آزمایشی اصلاح شده Civanlar آزمایش می شود. تجزیه و تحلیل چندین مطالعه موردی عملکرد مدل پیشنهادی و اهمیت مدیریت ریسک در مشکل را ثابت کرده است.
    کلیدواژگان: خود درمانی، بازیابی خدمات، مدیریت ریسک، ریزشبکه، تولید پراکنده
  • فرشاد خلفیان، علیرضا صفاریان* صفحات 14-25
    امروزه استفاده از ژنراتورهای توزیع (DG) در سیستم توزیع اجتناب ناپذیر است. ژنراتورهای موجود مورد استفاده در توربین های بادی تجدیدپذیر (WT) برای عملکرد مناسب نیاز به یک شبکه برق سالم دارند. برخی از شرایط نامطلوب در سیستم، مانند افت ولتاژ، ممکن است باعث قطع شدن ژنراتورهای بادی شود. هدف از این مقاله استفاده همزمان از تهویه کننده کیفیت توان یکپارچه (UPQC)، توربین بادی و سیستم کنترل مناسب برای دستیابی به کمترین اعوجاج هارمونیک و افت ولتاژ در هنگام خطاهای شبکه است. همچنین در این مقاله به منظور بررسی کارایی ابزارهای مختلف واقعیت در هنگام بروز خطا در شبکه، مقایسه ای بین عملکرد UPQC با جبران کننده VAR استاتیک (SVC) و جبران کننده استاتیک سنکرون توزیع (D-STATCOM) انجام شد و نتایج به دست آمده ارایه شد. . نتایج به دست آمده در این مقاله نشان می دهد که استفاده از UPQC در شبکه توانست 100 درصد افت ولتاژ و افزایش ولتاژ شبکه را جبران کند، در حالی که تجهیزات svc و D-Statcom در بهترین حالت 98 درصد افزایش ولتاژ و 90 درصد افزایش ولتاژ را جبران کردند. درصد کاهش ولتاژ UPQC همچنین می تواند بهترین ابزار برای حذف هارمونیک های جریان شبکه باشد. در مقالات قبلی، بهترین مقدار برای اعوجاج جریان هارمونیک 1.67٪ بود، اما نتایج ما نشان داد که اعوجاج هارمونیک جریان شبکه در هنگام استفاده از UPQC 1.47٪ است. همچنین اعوجاج هارمونیک جریان شبکه با SVC و D-Statcom به ترتیب 5.67 و 4.87 درصد است. قابلیت تجهیزات در جبران جریان خطای اتصال کوتاه و حفاظت نیروگاه بادی نیز مورد ارزیابی قرار گرفته است. در طول استفاده از UPQC و خطاها تغییری در ولتاژ توربین بادی ایجاد نشد و 1 P.U ثابت باقی ماند، اما در هنگام استفاده از تجهیزات svc و D-Statcom ولتاژ توربین بادی در هنگام خطا به ترتیب 0.3 و 0.5 P.U کاهش یافت.
    کلیدواژگان: شبکه توزیع برق، توربین بادی، جبرانکنندهاستاتیکی، جبرانکنندهسنکروناستاتیکیتوزیع، دستگاه اصلاح کننده کیفیت توان یکپارچه
  • صفحات 26-34
    با توجه به توسعه انرژی های تجدیدپذیر و نیاز به برق پایدار، ریزشبکه های AC (MGs) توجه زیادی را به خود جلب کرده اند و نیاز روزافزون به آنها بیشتر و بیشتر آشکار می شود. MGهای ولتاژ متوسط در تامین انرژی الکتریکی در آینده نزدیک بسیار مهم خواهند بود. این مقاله یک روش کنترل مقاوم و موثر با قابلیت اجرای نسبتا ساده برای MGهای جزیره ای مبتنی بر تکنیک master-slave (MS) را ارایه می دهد. کنترل طراحی شده نوعی کنترل حالت لغزشی ترمینالی است که سرعت پاسخگویی بالا و همگرایی خوب با رفتار مقاوم در برابر برخی عدم قطعیت ها دارد. پایداری و عملکرد بالا برایMG های جزیره ای بسیار ضروری است. کنترل طراحی شده این الزامات را برآورده می کند به طوری که ولتاژ خروجی منابع تولید پراکنده مبتنی بر اینورتر (DG) شامل مقدار بسیار کمی هارمونیک است و توان های اکتیو و راکتیو تولید شده مقادیر مرجع خود را به خوبی دنبال می کنند. اثربخشی روش کنترل پیشنهادی با شبیه سازی در محیط SIMULINK/MATLAB ارزیابی می شود. نتایج شبیه سازی با در نظر گرفتن پنج مورد ارایه شده اند که شامل کنترل خطی سازی با فیدبک (FLC) و کنترل حالت لغزشی معمولی (CSMC) برای DGها ، بار هارمونیکی و نتایج شبیه سازی خطوط انتقال امپدانس بالا می باشد. نتایج بدست آمده ردیابی خوب و مقاوم بودن روش کنترل پیشنهادی با وجود نامعینی های پارامتری را نشان می دهد و تقسیم توان با دقت بالا بین DGها نیز نشان داده شده است.
    کلیدواژگان: تولید پراکنده، استراتژی master-slave، کنترل ولتاژ و توان
  • صفحات 35-41
    در این مقاله، یک سلول سوییچینگ ولتاژ بالا افزایش یافته جدید که توسط چهار عنصر غیرفعال و سه دیود تشکیل شده است پیشنهاد شده است. سلول پیشنهادی را می توان در خانواده ای از مبدل های تقویت کننده ادغام کرد تا بهره dc قابل توجهی را که توسط یک شبکه الکتریکی عرضه شده مانند خورشیدی یا سلول سوختی مورد نیاز است، به دست آورد. در یک مبدل تقویت کننده یکپارچه شده است. یک مبدل جدید بدست می آید. ویژگی های یک مبدل جدید بهره dc قابل توجه بدون سیکل کاری شدید است که استفاده از ولتاژ پایین تر و کلید R_Ds-on MOSFET را امکان پذیر می کند تا هزینه را کاهش دهد، ولتاژ کم استرس روی کلید و دیودها، جریان ورودی غیر ضربانی، سهولت طراحی و عملکرد، تک سوییچ که به معنی سهولت رانندگی ترانزیستور است، و زمین مشترک بارگذاری خط. علاوه بر این، تنش ولتاژ پایین روی دیود اجازه می دهد تا از یکسو کننده های شاتکی برای حذف جریان بازیابی معکوس استفاده شود که منجر به کاهش بیشتر تلفات هدایت و سوییچینگ می شود. معادلات ولتاژ و جریان در «حالت هدایت پیوسته (CCM) و حالت ناپیوسته (DCM)» استخراج شده است. علاوه بر این، تنش های ولتاژ و جریان روی عناصر و کلید محاسبه می شود. در نهایت، عملکرد مبدل پیشنهادی با نتایج شبیه سازی و نتایج تجربی برای تایید محاسبات نظری تایید می شود.
  • صفحات 42-53
    نصب منابع انرژی تجدیدپذیر (RES) در شبکه های توزیع، جهت جریان خطا را تغییر می دهد، سطح جریان خطا را افزایش می دهد و در نتیجه هماهنگی حفاظتی بین وسایل حفاظتی را از بین می برد. رله های اضافه جریان از مهم ترین وسایل حفاظتی در شبکه های توزیع هستند. عملکرد مناسب سیستم حفاظتی مستلزم هماهنگی حفاظتی بین رله های اضافه جریان است. مقاله حاضر یک طرح هماهنگی حفاظتی جدید با استفاده از رله های اضافه جریان جهت دار دیجیتال (DOCR) و رله های اضافه جریان دیجیتال با تنظیم دوگانه (DS-DOCR) در شبکه توزیع در حضور RES و سیستم های ذخیره انرژی (ESS) پیشنهاد می کند. برای این منظور از تابع هدف چند مرحله ای استفاده می شود. در مرحله اول، یک تابع هدف وزنی برای بهینه سازی اندازه و مکان RESها و همچنین مکان و امپدانس FCLها به منظور کاهش تلفات، بهبود پروفیل ولتاژ و کاهش تغییرات فیدرها استفاده شد. جریان در زمان اتصال RES ها در مرحله دوم از بهینه سازی تنظیمات DOCR و DS-DOCR که شامل پارامترهای A و B علاوه بر پارامترهای Ip و TDS می شود، برای بازیابی هماهنگی حفاظتی از دست رفته برای جریان خطا در کمترین زمان ممکن استفاده می شود. نتایج شبیه سازی بر روی شبکه 33 شینه IEEE در حضور RESها با استفاده از روش الگوریتم ژنتیک (GA) و زبان برنامه نویسی DPL در نرم افزار DIgSILENT نشان می دهد که کل زمان کار رله های دیجیتال و تلفات شبکه کاهش یافته و پروفیل ولتاژ به طور قابل توجهی بهبود یافته است. .
    کلیدواژگان: رله دیجیتال اضافه جریان جهتدار تنظیم دوگانی، تلفات، پروفیل ولتاژ، محدودساز جریان خطا، هماهنگی حفاظتی
  • صفحات 54-68
    خودروهای با سوخت فسیلی به دلیل آلودگی زیست محیطی و قیمت بالای سوخت فسیلی در حال جایگزینی با خودروهای الکتریکی (EVs) در سراسر جهان هستند. از یک طرف، شبکه برق با چالش هایی مواجه می شود که تعداد زیادی از EV ها به درستی یکپارچه نشده باشند. از سوی دیگر، استفاده از یک قابلیت عظیم بدون بهره برداری از باتری ها در بسیاری از خودروهای برقی این چالش ها را به فرصت هایی تبدیل می کند. این ظرفیت استفاده نشده می تواند برای خدمات جانبی شبکه و تجارت انرژی همتا به همتا (P2P) استفاده شود. با این حال، ترجیح کاربران EV یکی از مهم ترین عواملی است که باید در فرآیند زمان بندی خودروهای الکتریکی در نظر گرفته شود. بنابراین، این مقاله یک مدل تصادفی برای شارژ هوشمند دوطرفه EV با در نظر گرفتن ترجیحات کاربران EV، تجارت انرژی P2P و ارایه خدمات جانبی شبکه پیشنهاد می کند. در نظر گرفتن علاقه مندی های کاربران EV، مدل زمان بندی پیشنهادی را در برابر شرایط عملیاتی تغییر تطبیق می دهد. مدل ارایه شده به عنوان یک مسیله بهینه سازی با هدف مدیریت بهینه SOC باتری EV و قرار دادن انرژی الکتریکی چندین تسهیلات با در نظر گرفتن ارایه خدمات جانبی و کمک به معاملات P2P فرموله شده است. برای ارزیابی مدل پیشنهادی، داده های دنیای واقعی جمع آوری شده از شهر تهران به عنوان داده های ورودی برای شبیه سازی استفاده می شود. نتایج عددی توانایی مدل ارایه شده را نشان می دهد. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که در نظر گرفتن ترجیحات کاربران EV در مدل پیشنهادی می تواند کل درآمد ارایه شده توسط مدل برنامه ریزی انرژی EV را افزایش دهد به طوری که می تواند هزینه شارژ را متعادل کند. علاوه بر این، این مدل پیشرفته شارژ هوشمند مبتنی بر کاربر، تراکنش های انرژی P2P را در بین خودروهای برقی افزایش می دهد و تسهیلات خدمات جانبی را به شبکه ارتقا می دهد. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که هزینه سالانه شارژ الکتریکی بهینه در سفرهای عادی، سفرهای سبک و سفرهای سنگین به ترتیب 32.6، 51.2 و 34.8 درصد نسبت به موارد غیربهینه کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: خدمات جانبی، بلاک چین، وسیله نقلیه الکتریکی (EV)، همتا به همتا (P2P)، قراردادهای هوشمند، وضعیت شارژ (SOC)
  • صفحات 69-76
    در خانواده کنترل کننده های سیستم های انتقال متناوب AC انعطاف پذیر (FACTS)، کنترل کننده جریان برق توزیع شده (DPFC) می تواند تمام پارامترهای سیستم مانند بزرگی ولتاژ باس، زاویه انتقال و امپدانس های خط را با افزونگی بالا و طیف وسیعی از جبران سازی به طور قدرتمند کنترل کند. در این مقاله، گذرگاه IEEE-14 گذرگاه IEEE-30، و سیستم های گذرگاه IEEE-118 برای آزمایش رویکرد پیشنهادی گرفته شده است. قرارگیری بهینه مبدل های سری و شنت DPFC به ترتیب توسط بحرانی ترین گذرگاه و بحرانی ترین خط مرتبط با آن باس تعیین می شود. اندازه DPFC بر اساس به حداقل رساندن تلفات توان فعال سیستم ها تصمیم گیری می شود. تابع تلفات یک تابع هدف در نظر گرفته می شود و حدود بزرگی ولتاژ شین، زاویه ولتاژ شین، حدود حرارتی خطوط و سطح جبران DPFC به عنوان محدودیت های سیستم در نظر گرفته می شود. برای حل مسایل پیچیده در زمینه های مختلف، بهینه سازی های فراابتکاری محبوبیت بیشتری دارند. در میان بهینه سازهای فراابتکاری، بهینه ساز چتر دریایی بر اساس رفتار چتر دریایی در اقیانوس است. بهینه سازی تابع هدف با محدودیت ها با ضرایب شتاب متغیر با زمان (TVAC)، بهینه سازی ازدحام ذرات (PSO)، کلنی زنبورهای مصنوعی (ABC)، الگوریتم ژنتیک (GA)، و روش های بهینه ساز فراابتکاری چتر دریایی حل شده است. نتایج نشان می دهد که تمامی تکنیک های بهینه سازی راه حل هایی با حداقل تلفات ارایه می دهند. در بین این روش ها، راه حل بهینه ساز چتر دریایی دارای کمترین تلفات توان فعال، بالاترین نرخ همگرایی، تعداد تکرار کمتر و همچنین زمان محاسباتی کمتری است.
    کلیدواژگان: FACTS، DPFC، ضرر، ثبات، بهینه ساز چتر دریایی
  • صفحات 77-90
    امروزه بسته های شبیه سازی تجاری می توانند با استفاده از مدل های مختلف خطوط انتقال، قابلیت حل شبکه های پیچیده سیستم قدرت را داشته باشند. هنگامی که تغییری در روال مدل سازی خطوط انتقال ایجاد می شود، دقت آنها نیز تغییر می کند و هدف اصلی این مقاله مقایسه PI یکپارچه و توزیع مدل های خطوط انتقال CP از نظر دقت و قابلیت بهینه سازی است. مدل های سیستم قدرت حوزه زمان گذرگاه IEEE 57 با استفاده از این مدل های خط انتقال برای تحلیل در این مقاله طراحی شده اند. در این سیستم های پیشنهادی، پارامترهای خط انتقال به عنوان مستقل از فرکانس توصیف می شوند. بنابراین، در خطوط CP، روش تبدیل کلارک جداسازی دقیق خطوط را ارایه نمی کند، برای دستیابی به جداسازی دقیق خطوط و دقت، خطوط به طور مداوم در سیستم های پیشنهادی جابه جا می شوند. تحلیل جریان بار NR برای تخمین خطا در شبکه های متعادل و نامتعادل استفاده شد. نتایج خطای ولتاژ در باس ها، خطای خط انتقال را به عنوان تابعی از طول خط و پاسخ فرکانسی پارامترهای خط گزارش کرده بود. مطالعه فرکانس پارامترهای خط نشان داد که سیستم خطوط PI به عنوان فیلتر پایین گذر و سیستم خطوط CP به عنوان فیلتر بالا گذر رفتار می کند. در این مقاله همچنین بهینه سازی مدل های پیشنهادی با استفاده از الگوریتم معروف Ant Lion Optimization (ALO) برای تنظیم متغیرهای کنترلی مانند ولتاژ ژنراتور، موقعیت ترانسفورماتورهای تغییر شیر و بانک های خازن شنت مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج بهینه سازی تلفات کل توان، انحراف ولتاژ و شاخص پایداری ولتاژ با سایر الگوریتم ها مقایسه شد. نتایج نشان داد که ALO دارای بهترین ویژگی های همگرایی همگرایی و بهترین مرحله نخبه گرایی است. بنابراین، سیستم خطوط CP بهبود قابل توجهی در نتایج بهینه سازی نشان داده است.
    کلیدواژگان: تبدیل کلارک، سیستم قدرت پیچیده، پارامترهای فرکانس ثابت، خط CP توزیع شده، مورد آزمایشی IEEE 57، خط PI یکپارچه، روال مدل سازی، جریان بار NR، مدل دامنه زمانی
|
  • N. Afsari, S.J. Seyedshenava *, H. Shayeghi Pages 1-13
    The inevitable emergence of intelligent distribution networks has introduced new features in these networks. According to most experts, self-healing is one of the main abilities of smart distribution networks. This feature increases the reliability and resiliency of networks by reacting fast and restoring the critical loads (CLs) during a fault. Nevertheless, the stochastic nature of the components in a power system imposes significant computational risk in enabling the system to self-heal. In this paper, a mathematical model is introduced for the self-healing operation of networked Microgrids (MGs) to assess the risk in the optimal service restoration (SR) problem. Electric vehicles (EVs) and plug-in hybrid electric vehicles (PHEVs) and their stochastic nature besides the distributed generation units (DGs), the ability to reconfiguration, and demand response program are considered simultaneously. The objective function is designed to maximize the restored loads and minimize the risk. The Conditional Value-at-Risk (CVaR) is used to calculate the risk of the SR as one of the most efficient and famous risk indices. In the general case study and considering $\beta $ equal to the 0, 1, 2, 3, and 4, expected values of SR for the risk-averse problem is 21.2, 20, 19.3, 19.1, and 19\% less than the risk-neutral problem, respectively. The formulation of the problem is mixed-integer linear programming (MILP), and the model is tested in the modified Civanlar test system. The analysis of several case studies has proved the performance of the proposed model and the importance of risk management in the problem.
    Keywords: Self-healing, Service restoration, Risk management, Microgrid, Distributed generation
  • F. Khalafian, A. Saffarian * Pages 14-25
    Existing generators used in renewable wind Turbines (WT) that are connected to the power system at the distribution level need a sound power grid for proper operation. The purpose of this article is to simultaneously use Unified Power Quality Conditioner (UPQC), wind turbine and appropriate control system to achieve the lowest harmonic distortion and voltage drop during network faults. Also, in this article, in order to check the efficiency of different fact tools when there is a fault in the network, a comparison between UPQC performance with static VAR compensator (SVC) and distribution synchronous static compensator (D-STATCOM) was made and the obtained results were presented. The performed simulations are based on compensation of voltage decrease and increase as well as compensation of harmonic distortion caused by nonlinear loads. The results obtained in this article show that Using UPQC in the network was able to compensate for 100% of voltage drop and voltage increase in the network, while svc and D-Statcom equipment in the best case compensated for 98\% of voltage increase and 90\% of voltage decrease. UPQC also can be the best tool to eliminate network flow harmonics.  In the previous papers, the best value for harmonic current distortion was 1.67%, but our results showed that the harmonic distortion of the network current when using UPQC is 1.47%. Also the harmonic distortion of network current with SVC and D-Statcom is 5.67 and 4.87 percent, respectively. The capability of the equipment in compensating for short circuit fault current and protection of wind power plant is also evaluated. There was no change in wind turbine voltage during the use of UPQC and faults, and 1 P.U remained constant, but when using svc and D-Statcom equipment, the wind turbine voltage during the fault decreased by 0.3 and 0.5 P.U respectively.
    Keywords: Power Distribution Network, wind turbine, UPQC, SVC, D-Statcom
  • N. R. Abjadi * Pages 26-34
    Due to the development of renewable energy and the need for sustainable electricity, AC microgrids (MGs) have received a lot of attention and the growing need for them is becoming more and more apparent. Medium voltage MGs will be very important in providing electrical energy in the near future. This paper represents a robust and effective control method with rather simple implementation capability for islanded MGs based on master-slave (MS) technique. The designed control is a type of terminal sliding mode control, which has a high response speed and good convergence with robustness against some uncertainties. Stability and high performance are very essential for islanded MGs. The designed control meets these requirements so that the output voltage of the inverter based distributed generation (DG) sources includes a very low amount of harmonics and the generated active and reactive powers track their reference values perfectly. The effectiveness of the proposed control method is evaluated by simulation in SIMULINK/MATLAB environment. The simulation results are presented considering five cases, which include feedback linearization control (FLC) and conventional sliding mode control (CSMC) of DGs, harmonic load and high impedance transmission lines simulation results. The obtained results show the perfect  tracking  and  robustness  of  the proposed control scheme considering uncertainties in parameters and it is illustrated that a high accuracy power sharing between DG sources is achieved.
    Keywords: Distributed generation, master-slave strategy, voltage, power control
  • A. Yaqoub Hamza *, F.A. Jumaa Pages 35-41
    In this paper, a novel high step-up voltage switching cell formed by four passive elements and three diodes is proposed. The proposed cell can be integrated into a family of boost converters to obtain substantial dc gain as required by an electrical grid supplied such as solar or fuel cell. It is integrated into a boost converter; a new converter is obtained. The features of a new converter are significant dc gain without extreme duty cycle which enables the use of lower voltage and R${}_{Ds-on}$ MOSFET switch so as to reduce cost, the low-stress voltage on the switch and diodes, non-pulsating input current, easiness design and operation, single switch which means easiness of transistor driving, and line-load common ground. In addition, the low-voltage stress across diode allows using Schottky rectifiers to eliminate the reverse recovery current which leads to more reduction in conduction and switching losses. The equations of voltage and current in "continuous conduction mode (CCM) and discontinuous mode (DCM)" are extracted. Moreover, the voltage and current stresses on elements and switch are calculated. Finally, the performance of the proposed converter is validated by simulation results and experimental results to confirm theoretical calculation.
    Keywords: high step up dc gain, Low voltage stress, a new step up switching cell, single switch
  • M. Faghihi Rezaei, M. Gandomkar *, J. Nikoukar Pages 42-53
    Installing the renewable energy sources (RESs) in distribution networks changes the fault current direction, increases the fault current level and, consequently, eliminates the protection coordination between the protective devices. Overcurrent relays are among the most important protective devices in distribution networks. Proper performance of the protective system requires protection coordination between the overcurrent relays. The present paper proposes a new protection coordination scheme using digital directional overcurrent relays (DOCRs) and dual-setting digital overcurrent relays (DS-DOCRs) in the distribution network in the presence of the RESs and energy storage systems (ESSs). For this purpose, a multi-stage objective function was used. In the first stage, a weighted objective function was employed to optimize the size and location of the RESs as well as the location and impedance of the FCLs in order to reduce the loss, improve the voltage profile and decrease the variation of the feeders' currents at the connection time of the RESs. In the second stage, DOCR and DS-DOCR settings optimization, which included parameters A and B in addition to parameters I${}_{p}$ and TDS, was used to restore the lost protection coordination for the fault current in the shortest possible time. The simulation results on the IEEE 33-bus network in the presence of RESs using genetic algorithm and PSO algorithm method as well as DPL programming language in DIgSILENT software showed that the total operating time of digital relays and network loss were reduced and voltage profile was significantly improved.
    Keywords: Dual-setting digital directional overcurrent relays, Distribution network, Power losses, Voltage profile, Fault current limiter (FCL), Protection Coordination
  • H. Salmani, A. Rezazadeh, M. Sedighizadeh * Pages 54-68
    Fossil-fueled vehicles are being replaced by electric vehicles (EVs) around the world due to environmental pollution and high fossil fuel price. On the one hand, the electrical grid is faced with some challenges when too many EVs are improperly integrated. On the other hand, using a massive unexploited capability of the batteries in too many EVs makes these challenges opportunities. This unused capacity can be employed for the grid ancillary services and trading peer-to-peer (P2P) energy. However, the preference of EV users is one of the most important factors, which has to be considered within the scheduling process of EVs. Therefore, this paper proposes a stochastic model for EV bidirectional smart charging taking into account the preferences of EV users, P2P energy trading, and providing ancillary services of the grid. Considering the likings of EV users makes the proposed scheduling model adaptive against changing operating conditions. The presented model is formulated as an optimization problem aiming at optimal managing SOC of EV battery and electrical energy placement of several facilities considering the provision of ancillary services and contributing to P2P transactions. To evaluate the proposed model, real-world data collected from Tehran city are used as input data for simulation. Numerical results demonstrate the ability of the presented model. Simulation results display that considering the preferences of EV users in the proposed model can enhance the total income provided by the EV energy-planning model such that it could balance the charging cost. Moreover, this advanced user-based smart charging model increases P2P energy transactions amongst EVs and raises the ancillary services facility to the grid. Simulation results show that the yearly cost of optimal electrical charging on normal trips, light trips, and heavy trips is reduced by 32.6%, 51.2%, and 34.8% compared to non-optimal ones, respectively.
    Keywords: Ancillary service, Blockchain, Electric vehicle (EV), Peer to peer (P2P), Smart contracts, State of charge (SOC)
  • S.K. Gupta *, J.M. Tripathi, A. Ranjan, R. Kesh, A. Kumar, M. Ranjan, P. Sahu Pages 69-76
    In the family of Flexible AC Transmission Systems (FACTS) controllers, the distributed power flow controller (DPFC) can control powerfully all the system's parameters like bus voltages magnitude, transmission angle, and line impedances with high redundancy and a wide range of compensation. In this paper, IEEE-14 bus IEEE-30 bus, and IEEE-118 bus systems are taken for the testing of the proposed approach. The optimal placement of the series and shunt converters of the DPFC is decided by the most critical bus and most critical line associated with that bus respectively. The sizing of the DPFC is decided based on the minimization of active power losses of the systems. The loss function is considered an objective function and the limits of the bus voltages magnitudes, bus voltage angles, thermal limits of the lines, and level of compensation of the DPFC are taken as the system's constraints. To solve complex problems in various fields, meta-heuristic optimizations are more popular. Among the meta-heuristic optimizers, the jellyfish optimizer is one that is based on the behavior of jellyfish in the ocean. The optimization of the objective function with constraints has been solved by time-varying acceleration coefficients (TVAC) particle swarm optimization (PSO), artificial bee colony (ABC), genetic algorithm (GA), and metaheuristic optimizer jellyfish methods. Results show that all the optimization techniques provide solutions with minimum losses. Among these methods, the solution of the jellyfish optimizer has the lowest active power losses, highest convergence rate, less number of iterations, and also takes less computational time.
    Keywords: FACTS, DPFC, Losses, stability, Jellyfish optimizer
  • G.V.B. Chary *, K. Roslina Pages 77-90
    Today, commercial simulation packages can have the capability of solving complex power system networks by using various transmission line models. When there is a change in the modeling routine of transmission lines, their accuracy is also changese main aim of this paper is to compare lumped PI and distribute CP transmission line models in terms of accuracy and optimization capability. The IEEE 57 bus time domain power system models are designed by using these transmission line models for analysis in this paper. In these proposed systems the transmission line parameters are described as frequency independent. Therefore, in CP lines the Clark's transformation method does not provide exact decoupling of lines, to achieve exact decoupling of lines and accuracy the lines are continuously transposed in proposed systems. The NR load flow analysis was used for error estimation in balanced and unbalanced networks. The results had reported voltage error at the buses, transmission line error as function of line length and frequency response of line parameters. The frequency study of the line parameters was shown the PI lines system behaves as low pass filter and the CP lines system behaves as high pass filter. In this paper, also studied the optimization of proposed models by using a well-known Ant Lion Optimization (ALO) algorithm to set control variables, such as generator voltages, position of tap changing transformers and shunt capacitor banks. The optimization results of total power loss, voltage deviation and voltage stability index were compared with other algorithms. The results revealed that the ALO has best cothe nvergence characteristics and best elitism phase. Therefore, the CP lines system had shown considerable improvements of optimization results.
    Keywords: Clark's transformation, Complex power system, Constant frequency parameters, Distributed CP line, IEEE 57 test case, Lumped PI line, Modeling routine, NR load flow, Time-domain model