فهرست مطالب

نشریه تحقیقات نوین در سیستم های قدرت هوشمند
سال نهم شماره 2 (پیاپی 22، تابستان 1399)

  • تاریخ انتشار: 1399/05/11
  • تعداد عناوین: 6
|
  • علی درویش فالحی* صفحات 1-8

    خازن  های قدرت از تجهیزات مهم سیستم های قدرت هستند که در سطوح ولتاژ بالا با دمای بالا و در مدت زمانی طولانی بهره برداری می گردند. از این رو به مرور زمان نرخ شکست عایقی آنها افزایش می  یابد، و تخلیه جزیی مهم ترین عامل این شکست آنها شناخته می شود. بنابراین، روش های سریع و دقت بالا در تشخیص دقیق تخلیه جزیی دارای اهمیت خاصی است. در روش  های معمول اغلب نیاز به سنسور چندگانه و پارامترهای سیگنال است که این نیز به نوبه خود منجر به افزایش هزینه سیستم و پیچیدگی آن می گردد. در این مقاله جهت تخمین سطح تخلیه جزیی خازن  های قدرت، الگوریتم شبکه عصبی تعمیمی و آشکارساز سنکرون مبتنی بر تیوری آشوب پیشنهاد می  شود. این روش از سیستم تشخیص خطا برای خازن قدرت استفاده کرده و مقادیر ویژگی ها را با روش تیوری آشکارساز سنکرون آشوب استخراج خواهد نمود. مزیت این روش این است که داده های توده ای را به طور موثری فشرده می  کند و داده های ویژگی ها را برای بالا بردن دقت روش شبکه عصبی تعمیمی استخراج می  کند. نتایج نشان داد که نرخ تشخیص ENN با مقدار 90 درصد نسبت به روش چند لایه ای (79 درصد) بالاتر است و روش تعمیم با 70 درصد پایین ترین نرخ تشخیص را نشان می  دهد.

    کلیدواژگان: خازن های قدرت، تئوری آشوب، شبکه عصبی تعمیمی، تخلیه جزئی
  • کوروش آپرناک، سودابه سلیمانی*، فرامرز فقیهی، بابک مظفری صفحات 9-18

    با تغییر ساختار شبکه قدرت، نهادهای جدیدی در بازار برق ایجاد شدند که شرکت های خرده فروش از جمله آن ها هستند. این نهادها از بازار عمده فروشی برق را خریداری کرده و آن را با نرخ های رقابتی به مصرف کنندگان می فروشند. با توجه به نقش واسط این نهادها، اتخاذ استراتژی مناسب هم با سمت عرضه و هم با سمت تقاضا حایز اهمیت بوده و تاثیر بسزایی در تامین سود یا متحمل شدن ضرر دارد. در این مقاله مدلی به منظور حداکثرسازی سود خرده فروش ضمن محاسبه حد مجاز بهینه ریسک پذیری مبتنی بر قراردادهای دوجانبه، بازار حوضچه، رفتار مشترکین و کشش قیمتی تقاضا ارایه شده است. مدل ارایه شده به صورت یک مساله بهینه سازی و در قالب برنامه ریزی غیرخطی با حل کننده SNOPT نرم افزار GAMS  حل شده است. نتایج حاصل از به کارگیری مدل پیشنهادی نشان از صحت نتایج و حداکثرسازی منافع خرده فروش نسبت به مدل پایه، دارد.

    کلیدواژگان: بازار برق، مدل بهینه تصمیم گیری، خرده فروش، مصرف کننده، پاسخگویی بار، ریسک
  • محمدحسن همت پور*، محمدحسین رضائیان کوچی، ابوالفضل شعبانی اصل صفحات 19-27

    امروزه از منابع تولید پراکنده به طور گسترده ای استفاده می شود. این منابع چالش های جدیدی در مسایل مختلف سیستم قدرت به وجود می آورد. یکی از این چالش ها تاثیر این منابع بر مسیله حذف بار بهینه است. حذف بار در شبکه بعد از وقوع رخدادی همچون خروج خط از شبکه رخ می دهد. خروج یک خط از شبکه می تواند سبب افزایش توان عبوری از خطوط دیگر شود و موجب عملکرد سیستم های حفاظتی شده و درنتیجه فروپاشی شبکه را به همراه داشته باشد. در این مقاله یک روش جامع حذف بار ولتاژی7 جهت جلوگیری از فروپاشی شبکه و بازگرداندن شبکه به حالت بهره برداری عادی در حضور منابع تولید پراکنده پیشنهاد می شود. در این روش ابتدا بحرانی ترین خط که با خروج آن پایداری شبکه حداقل می شود، مشخص می شود. سپس با خروج خط منتخب توسط اپراتور با بهره گیری از ویژگی الگوریتم هارمونی حداقل میزان حذف بار و مکان DG به گونه ای مشخص می شود که حد بارپذیری شبکه حداکثر شود و شبکه دچار فروپاشی نشود. عملکرد طرح پیشنهادی بر روی دو شبکه استاندارد 14 و 30 باسه IEEE در دو سناریو بدون حضور منابع تولید پراکنده و حضور آن موردمطالعه قرار می گیرد.

    کلیدواژگان: الگوریتم جستجوی هارمونی، پایداری ولتاژ، حذف بار، منابع تولید پراکنده
  • مهدی طالب نجف آبادی، بهادر فانی*، غضنفر شاهقلیان صفحات 29-37

    منابع تجدیدپذیر جهت تامین توان در سیستم های قدرت بر روی فیدرهای توزیع و یا نزدیک مصرف کنندگان استفاده می شود. در جایابی و نصب این منابع باید اثرات منفی آن ها روی شبکه توزیع در نظر گرفته شود. در این مقاله بر اساس کنترل جریان منابع تولید پراکنده با استفاده از نمودار جریان- ولتاژ منابع در حین خطا یک روش تنظیم هماهنگی اداوات حفاظتی ارایه شده است. جریان ها در حین خطا، با حضور و عدم حضور منابع تولید پراکنده در نقاط مختلف تعیین و با یکدیگر مقایسه شده اند. نتایج شبیه سازی در نرم افزار ETAP  نشان می دهند که تنظیم هماهنگی ادوات حفاظتی در برخی از موارد با ورود این منابع به شبکه، دچار مشکل می شوند و با استفاده از روش پیشنهادی هماهنگی حفاظتی بازیابی می شود.

    کلیدواژگان: شبکه توزیع، حفاظت، حفظ فیوز، تولید منابع پراکنده
  • حسین اصغرپور علمداری*، قائم طیبی آلاشتی صفحات 39-45

    کلیدهای قدرت برای قطع جریان های عادی و اتصال کوتاه طراحی می شوند. آن ها مانند کلیدهای بزرگی رفتار می کنند که توسط شستی های محلی و یا سیگنال های مخابراتی توسط سیستم حفاظت از دور می توانند باز و یا بسته شوند. بنابراین حفاظت تجهیزات و دستگاه های سیستم قدرت در مقابل عیوب و اتصالی ها، به وسیله کلید قدرت انجام می گیرد، در این راستا، حالتهای گذرای ناشی از باز و بست کلیدهای قدرت در خطوط جبران شده با خازن های سری نقش به سزایی در طراحی و هماهنگی های عایقی و سیستم حفاظتی دارد. از این رو در این مقاله ابتدا به معرفی و بررسی انواع کلیدهای قدرت پرداخته شده و پس از آن به شبیه سازی عملکرد کلیدهای قدرت به هنگام کلیدزنی در خطوط انتقال جبران شده با خازن سری با و بدون حضور سیستم حفاظتی پرداخته می شود و هم چنین، اضافه ولتاژهای گذرای ناشی از کلیدزنی در چنین خطوطی مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج حاصله از شبیه سازی، حاکی از نیاز سیستم حفاظتی برای خازن های سری در زمان کلیدزنی می باشد.

    کلیدواژگان: کلیدزنی قدرت، خطوط انتقال، خازن سری، حالات گذرا
  • علی رضایی، سید محمدعلی زنجانی* صفحات 47-56

    با پیشرفت و تغییر مقیاس فناوری ساخت به ابعاد نانومتری، حافظه های SRAM به عنوان یک بخش بااهمیت در طیف وسیعی از برنامه های میکروالکترونیک، از مصرف کننده های بی سیم تا پردازنده های سطح بالا، کاربردهای چندرسانه ای و سامانه های بر تراشه استفاده می شوند. سلول بیتی پایه در طراحی آرایه SRAM ، ساختار شش ترانزیستوری است، اما نوسانات و قطع ولتاژ تغذیه، منجر به حذف اطلاعات ذخیره شده سلول های مبتنی بر آن می شود. اختراع نانوافزاره ممریستور به خاطر سرعت کلیدزنی بالا، پایداری بالا در نگهداری داده، مصرف توان پایین، چگالی مجتمع سازی بالا و سازگاری با فناوری CMOS ، می تواند این مشکل را برطرف سازد. در این مقاله دو سلول SRAM جدید غیرفرار با استفاده از روش COMS مبتنی بر ممریستور پیشنهاد شده است. اولین سلول پیشنهادی دارای هشت ترانزیستور و دو ممریستور 8T2M  و سلول دوم دارای نه ترانزیستور و دو ممریستور 9T2M  است. سلول های پیشنهادی با استفاده از فناوری 180 نانومتر  TSMCو با تغذیه 8/1 ولت طراحی و در نرم افزار HSPICE شبیه سازی شده اند. رویکرد طراحی در این سلول ها در جهت کاهش توان مصرفی، حفظ حاشیه نویز استاتیکی SNM و اضافه شدن قابلیت غیرفراربودن حافظه نسبت به ساختارهای پیشین است. شبیه سازی بیانگر آن است که برای سلول 8T2M، توان مصرفی حالتWrite 0  و Write 1 به میزان 11 درصد بهبود نسبت به سلول شش ترانزیستوری متعارف دارد. همچنین، در سلول 9T2M، بهبود برای حالتRead 0  حدود 54 درصد و برای حالت Read 1 حدود 11 درصد است.

    کلیدواژگان: سلول8T2M SRAM، سلول9T2M SRAM، ممریستور، حافظه غیرفرار
|
  • Ali Darvish Falehi* Pages 1-8

    Power capacitors are important equipment of the power systems that are being operated in high voltage levels at high temperatures for long periods. As time goes on, their insulation fracture rate increases, and partial discharge is the most important cause of their fracture. Therefore, fast and accurate methods have great importance to accurately diagnosis the partial discharge. Conventional methods often require multiple sensors and signal parameters, which in turn increases the cost and complexity of the system. In this paper, extension neural network algorithm and synchronous detection based chaos theory is proposed to estimate the partial discharge level of power capacitors. This method uses an error diagnosis system for the power capacitor and extracts the properties of the properties by the synchronous detection based chaos theory method. The prominent advantage of this method is effective compression of the mass data and extracts the feature data to enhance the accuracy of the extension neural network method. The results show that the ENN diagnosis rate was 90% higher than the multi-layer method (79%) and the extension method shows 70% lower diagnosis rate.

    Keywords: partial discharge, power capacitors, chaos theory, extension neural network
  • Kourosh Apornak, Soodabeh Soleymani*, Faramarz Faghihi, Babak Mozafari Pages 9-18

    As the power system restructured, new entities emerged in the electricity market, including retail electricity companies. These entities purchase electricity from the wholesale market and sell it to consumers at competitive pricing rate. With the intermediary role of these entities, it is important to adopt a proper strategy in dealing with supply and demand side because this proper strategy has a significant impact on profit or loss of the retailer. This paper presents a model to maximize the retailer profit while calculating the optimal risk limitation based on bilateral contracts, pool market, customer’s behavior and price elasticity of demand. The proposed model in the form of optimization problem solved as a nonlinear programming with SNOPT solver of GAMS software. The results of applying the proposed model show the accuracy of the results and maximize the retailer's profit in comparison with the basic model.

    Keywords: Electricity Market, Optimal Decision Model, Retailer, Customer, Demand Response, Risk
  • MohammadHasan Hemmatpour*, MohammadHossein Rezaeian Koochi, Abolfazl Shabani-Asl Pages 19-27

    Nowadays, distributed generation (DG) is widely used in power systems. However, the use of DGs has caused new challenges in different aspects of power system operation, one of which is the effect of DGs on the optimal load shedding. Load shedding is a remedial action triggered after disturbances such line tripping. In fact, due to the line outage, the power flowing through other lines will increase which may cause protection systems to operate to trip the overloaded lines and in severe cases result in the system collapse. In this paper, a general load shedding method is proposed to prohibit the system from moving toward collapsing and helping the system to restore in the presence of DGs. In the proposed method, firstly the most critical line whose outage leads to the minimum values of stability indices is determined. Then, after putting this line out of service, harmony search algorithm is used to find the minimum amount of load shedding as well as the optimal location of DGs so that the loadability of the system is maximized preventing the system to collapse. The efficacy of the proposed methodology is demonstrated through applying it on IEEE 14 and 30-bus systems using various scenarios.

    Keywords: Harmony search algorithm, voltage stability, load shedding, distributed generation
  • Mahdi Taleb, Bahador Fani*, Ghazanfar Shahgholian Pages 29-37

    Renewable sources are used to provide power in power systems on feeders or near consumers. The placement and installation of these resources should take into account their negative effects on the distribution network. In this paper based on flow control of dispersed production resources by using current-voltage-voltage diagrams during the error, a method of regulating the coordination of protective measures is presented. The flows during the error, with the presence and absence of dispersed production resources, have been designated at various locations and compared to each other. The simulation results in ETAP software shown that adjust the coordination of protective equipment in some cases by entering these resources into the network, they get into trouble and the protective coordination is restored using the proposed method.

    Keywords: Distribution network, protection, fuse retention, distributed resource generation
  • Hossein Asgharpour Alamdari*, Ghaem Taybi Alashti Pages 39-45

    Power switches are designed to cut off normal currents and short circuit. They act like large switches that can be opened or closed by local switches or telecommunication signals by the remote protection system. Therefore, the protection of equipment and devices of the power system against defects and connections is done by the power switch. In this regard, the transient states caused by the opening and closing of the power switches in the compensated lines with series capacitors It is great in designing and coordinating insulation and protection systems. Therefore, in this paper, first the types of power switches are introduced and examined, and then the function of power switches when switching on compensated transmission lines with series capacitor with and without the presence of protection system is simulated. Also, transient overvoltage due to switching on such lines are investigated. The simulation results indicate the need for a protection system for series capacitors at the time of switching.

    Keywords: power surge, transmission lines, series capacitor, transient states
  • Ali Rezaei, Sayed MohammadAli Zanjani* Pages 47-56

    In microelectronic applications, the enhancement and scaling to the nanometer technology has caused the SRAM memories to be used as one of the basic and essential components in wireless communications in high performance server processors, multimedia applications and Systems On-Chip (SoC). In the recent years, different SRAM cells have been designed and the 6T-SRAM structure is the most commonly used. However, the supply voltage variations and disconnection may eliminate the stored data. The Memristor is invented as one of the mostly used nano-devices, it can solve the problem due to the fast switching speed, high endurance and data retention, low power consumption, high integration density and CMOS compatibility. In this thesis, two novels high-performance non-volatile SRAM cell using the CMOS-Memristor technique for SRAM memory array are proposed. In the first design, SRAM has eight MOSFETs and two Memristors (8T2M-SRAM) and in the second design, SRAM has nine MOSFETs and two Memristors (9T2M-SRAM). The proposed SRAM cells are designed using 0.18µm CMOS TSMC Technology at 1.8v supply voltage. The design strategy is to reduce the power consumption, improve the Static Noise Margin (SNM) in the design of the non-volatile SRAM cell over the previous cell. The results show, write '0' and write '1' dynamic power consumption the 8T2MSRAM cell has a 10% improvement over the 6T-SRAM. Also, there is a 54% improvement in the dynamic power consumption the 9T2M-SRAM cell in the read '0' mode and a 71% improvement in the read '1' mode. It is worth noting that the simulations are performed in HSPICE.

    Keywords: 8T2M-SRAM, 9T2M-SRAM, Memristor, Non-Volatile, Low-Power, Stable, High-Speed