فهرست مطالب

نشریه تحقیقات نوین در سیستم های قدرت هوشمند
سال نهم شماره 1 (پیاپی 21، بهار 1399)

  • تاریخ انتشار: 1399/02/12
  • تعداد عناوین: 6
|
  • سعید فاضلی نژاد، غضنفر شاهقلیان*، مجید معظمی صفحات 1-10

    برای بهبود پایداری سیستم قدرت طراحی هم زمان پایدارساز سیستم قدرت (PSS) و پارامترهای کنترل کننده جبران ساز سنکرون استاتیکی (STATCOM) با استفاده از الگوریتم کلونی زنبور عسل (ABC) به صورت یک مسیله بهینه سازی در این مقاله ارایه شده است. الگوریتم کلونی زنبور یک هوش جمعی بر پایه الگوریتم بهینه سازی و با الهام از رفتار تغذیه زنبور عسل در پیدا کردن غذا است. همگرایی سریع و دقت بالا از قابلیت های این الگوریتم است. اثر بخشی و توان مندی الگوریتم کلونی زنبور با شبیه سازی غیر خطی یک سیستم قدرت دو ناحیه ای شامل چهار ماشینه نشان داده شده و با روش بهینه سازی ازدحام ذرات (PSO) مقایسه می گردد. طراحی هم زمان پارامترهای کنترل کننده و پایدارساز سیستم قدرت با الگوریتم کلونی زنبور نسبت به حالت بدون بهینه سازی باعث افزایش سرعت میرایی نوسانات و بهبود پایداری سیستم قدرت می شود. نتایج شبیه سازی با استفاده از نرم افزار متلب برای شرایط مختلف سیستم ارایه شده است.

    کلیدواژگان: جبران کننده سنکرون استاتیکی، پایدارساز سیستم قدرت، الگوریتم کلونی زنبور عسل، پایداری
  • فرهاد دانشی، حسن براتی* صفحات 11-16

    در این مقاله روش تصحیح اعوجاج جریان شبکه با فیلتر سلفی قابل کنترل (CIPF) برای حل مسایل کیفیت توان موجود در بار کوره القایی پیشنهاد می گردد. این روش مبتنی بر تیوری تعادل پتانسیل مغناطیسی ترکیب شده با تکنولوژی فیلتر سلفی کنترل شده می باشد. در ابتدا ساختار سیستم و طرح سیم بندی فیلتر ارایه شده و مدار معادل آن به همراه مدل های ریاضیاتی سیستم فیلترینگ انجام می گیرد. سپس برای دستیابی به عملکرد بهتر فیلترینگ، یک استراتژی کنترلی اصلاح شده طراحی می گردد. ویژگی های فنی از قبیل حذف هارمونیک های ناشی از بار غیرخطی و میرایی تشدید به وسیله مکانیزم تجزیه و تحلیل نشان داده می شود. در نهایت مدل شبیه سازی سیستم فیلترینگ در محیط سیمولینک نرم افزار متلب پیاده سازی می شود. نتایج شبیه سازی، تحلیل تیوری را تایید می نماید و نشان می دهد که روش پیشنهادی با بهره کنترلی مناسب می تواند به طور موثر هارمونیک های عبوری از ترانسفورماتور را حذف نماید و اعوجاج در جریان شبکه ناشی از بار کوره القایی را بهبود دهد. ضمنا بهبود قابل توجه ای در ضریب قدرت شبکه قابل مشاهده است.

    کلیدواژگان: کیفیت توان، فیلتر سلفی قابل کنترل، هارمونیک، کوره القایی
  • مهناز هاشمی، ندا بهزادفر*، مجید دهقانی صفحات 17-25

    ساده ترین مدل از سیستم های تشدید مکانیکی، سیستم دو جرمی است که نوسانات یک مانع اصلی در برابر افزایش عملکرد مطلوب سیستم است. عملکرد پیچشی یک پدیده غیرخطی است و مدل خطی و ریاضی یک سیستم ابزار مناسبی جهت بررسی و تشخیص و طراحی در برابر این پدیده است. در این مقاله رفتار دینامیکی سیستم نوسانی دو جرمی با کنترل کننده PID برای کنترل کننده کوپل با استفاده از آنالیز مقادیر ویژه برای سیستم تشدید دو جرمی بررسی و شبیه سازی شده است. برای طراحی کنترل کننده معادلات توصیف کننده سیستم در فضای حالت و مدل ریاضی سیستم دو جرمی براساس توابع انتقال بیان می شود. نتایج شبیه سازی برای حلقه بسته و حلقه باز سیستم نشان داده شده و تاثیر تغییر شاخص پایداری در روش دیاگرام ضرایب (CDM) بر پایداری سیستم را نشان می دهد.

    کلیدواژگان: سیستم دو جرمی، کنترل کننده PID، مدل سیستم، معادلات حالت
  • فرزاد خواجه خلیلی*، فریبا میرزایی خوزانی صفحات 27-33

    در این مقاله، یک فیلتر دو بانده ی پوشیدنی با زیرلایه ی جین برای کاربردهای پزشکی و عملکرد در باندهای فرکانسی مخابراتی بی سیم استاندارد GPS و WLAN/HiperLAN2 طراحی، شبیه سازی و ساخته شده است. فیلتر پیشنهادی، قابلیت تحقق بازه های فرکانسی 1.563-1.678 GHz و 5.15-5.825 GHz برای کاربردهای نامبرده را دارد. استانداردهای فوق به طور گسترده در طراحی سیستم های مخابراتی-پزشکی مورد بهره برداری قرار می گیرند. در راستای طراحی این فیلتر، از زیرلایه ی جین با ثابت عایقی 2 و ارتفاع 1 mm استفاده شده است. همچنین، از نرم افزار تمام-موج CST Microwave Studio 2019 به منظور شبیه سازی فیلتر استفاده شده است. ابعاد نهایی فیلتر پیشنهادی برابر 6×4 cm2 یا 0.38×0.25 λg2 در فرکانس 1.57 GHz می باشد. در نهایت برای تایید شبیه سازی های انجام شده، فیلتر پیشنهادی ساخته شد. نتایج حاصل از اندازه گیری مشخصه های فیلتر و نتایج شبیه سازی، تطابق مناسبی با یکدیگر دارند.

    کلیدواژگان: فیلتر، دوبانده، پوشیدنی، تشدیدگر، جین
  • احسان اکبری* صفحات 35-45

    شبکه های توزیع به علت سطح ولتاژ پایین و در نتیجه جریان بالا دارای تلفات بسیار زیاد و افت ولتاژ بالایی می باشند که همواره بیشترین سهم در تلفات و کاهش قابلیت اطمینان شبکه توزیع برق را به خود اختصاص داده است. روش های مختلفی برای کاهش تلفات، بهبود پروفیل ولتاژ و افزایش قابلیت اطمینان در این شبکه ها ارایه شده است که یکی از این روش ها بازآرایی شبکه توزیع می باشد. بازآرایی شبکه های توزیع که با مجموعه ای کلید زنی صورت می گیرد پیدا کردن بهترین ترکیب از تمام سوییچ ها در شبکه به منظور به حداقل رساندن تلفات توان و متعادل کردن بار در شرایطی است که قیود پخش بار، توپولوژی شعاعی شبکه و حداقل ولتاژ مورد نیاز تامین شود یک روش بسیار موثر و کم هزینه است که بدون افزودن تجهیزات اضافه بر شبکه سبب کاهش تلفات، بهبود پروفیل ولتاژ و افزایش قابلیت اطمینان در شبکه های توزیع نیروی برق می شود. در محاسبات قابلیت اطمینان  از روش تجزیه و تحلیل کات ست جهت بالا بردن سرعت در مقایسه با روش مونت کارلو استفاده شده است. بازآرایی شبکه های توزیع یک مسیله بهینه سازی ترکیبی غیرخطی با ابعاد وسیع و شامل تعدادی قید می باشد. در این مقاله جهت بازآرایی شبکه های توزیع نیروی برق به منظور کاهش تلفات، بهبود پروفیل ولتاژ و افزایش قابلیت اطمینان از یک الگوریتم فرا ابتکاری جدید بر پایه الگوی رفتاری موش های وحشی استفاده شده است. الگوریتم کلونی موش های وحشی یک الگوریتم مناسب برای یافتن پاسخ  بهینه  جهت مسایل پیچیده می باشد. اثرات بازآرایی سیستم بر روی دو شبکه توزیع 33 و 69 شین استاندارد IEEE پیاده سازی شده و نتایج بدست آمده مورد ارزیابی قرار گرفته است.

    کلیدواژگان: الگوریتم کلونی موش های وحشی، بازآرایی شبکه توزیع، بهبود پروفیل ولتاژ، کاهش تلفات، قابلیت اطمینان
  • جواد اشراقی، سپهر سلطانی* صفحات 47-55

    امروزه رله دیستانس به طور وسیعی در خطوط انتقال و فوق توزیع مورد استفاده قرار می گیرد. رله دیستانس با توجه به زون بندی ناحیه حفاظتی روشی ساده و اقتصادی در شناسایی خطا را ارایه می کند. اشباع  ترانسفورماتور  جریان در پست های فشار قوی باعث می شود زون های حفاظتی رله دیستانس دچار خطا شده و زمان عملکرد زون های رله دیستانس در هنگام بروز خطا در شبکه صحیح نباشد، جهت رفع این مشکل در این مقاله ترانسفورماتور های جریان نوری پیشنهاد شده است. در ابتدا مدل ترانسفورماتور جریان نوری شبیه سازی شده ارایه گردید و سپس ترانسفورماتور جریان نوری با ترانسفورماتور جریان معمولی در پست شبکه 9 شینهIEEE   با استفاده از نرم افزار DIGSILENT  مقایسه گردید، نتایج عملکرد حاصله نشان می دهد، ترانسفورماتور جریان نوری پیشنهاد شده به خوبی خطاهای رله دیستانس ناشی از به اشباع رفتن ترانسفورماتور جریان معمولی را پوشش می دهد.

    کلیدواژگان: ترانسفورماتور جریان، رله دیستانس، سنسور جریانی با فیبرنوری
|
  • Saied Fazeli Nejad, Ghazanfar Shahgholian*, Majied Moazzami Pages 1-10

    To improve the stability of the power system, the design of a PSS and STATCOM controller parameters using ABC is presented as an optimization problem in this paper. The ABC is a collective intelligence based on the optimization algorithm and inspired by the bee feeding behavior in finding food. Fast convergence and high accuracy are the capabilities of this algorithm. The effectiveness and robustness of the bee colony algorithm are shown by nonlinear simulation of a two-area power system consisting of four machines and compared with the particle swarm optimization method. Simultaneous design of power system controller and stabilizer parameters with bee cloning algorithm over non-optimized mode increases oscillation damping speed and improves power system stability. The simulation results are presented using MATLAB software for different system conditions.

    Keywords: : Power system stabilizer (PSS), Static synchronous compensator (STATCOM), Artificial bee colony (ABC), Particle swarm optimization (PSO), Stability
  • Farhad Daneshi, Hassan Barati* Pages 11-16

    In this paper, the method of correction of network current distortion with controllable inductive power filter (CIPF) is proposed to solve the quality problems of the power available in the induction furnace load. This method is based on the equilibrium potential theory of magnetic potential combined with controlled inductive power filter technology. First, the structure of the system and the filter wiring scheme are presented, and the equivalent circuit is performed along with the mathematical models of the filtering system. A modified control strategy is then designed to achieve better filtering performance. Technical characteristics such as the elimination of harmonics due to nonlinear load and intensification damping are shown by the analysis mechanism. Finally, the simulation model of the filtering system is implemented in the Simulink environment of MATLAB software. The simulation results confirm the theoretical analysis and show that the proposed method with appropriate control efficiency can effectively eliminate the harmonics passing through the transformer and improve the distortion in the network current caused by the induction furnace load.

    Keywords: Power quality, controllable inductive power filter(CIPF), induction furnace, harmonic
  • Mahnaz Hashemi, Neda Behzadfar*, Majid Dehghani Pages 17-25

    The simplest model of mechanical resonance systems is a two-mass system, in which oscillations are a major barrier to increasing system performance. Twisting performance is a nonlinear phenomenon, and the linear and mathematical model is a good tool for examining, diagnosing, and designing against this phenomenon. In this paper, the dynamic behavior of a two-mass oscillation system with a PID controller for the coupling controller is analyzed using simulations of special values ​​for a two-mass intensification system. To design the controller, the equations describing the system in the state space and the mathematical model of the two-mass system are expressed based on the transfer functions. The simulation results are shown for the closed loop and the open loop of the system and show the effect of changing the stability index in the coefficient diagram (CDM) method on the stability of the system.

    Keywords: two-mass system, PID controller, system model, state equations
  • Farzad Khajeh-Khalili*, Fariba Mirzaei Khoozani Pages 27-33

    In this paper, a wearable dual-band filter with Jeans substrate is designed, simulated, and fabricated for medical applications and performance in standards GPS and WLAN/HiperLAN2 wireless frequency bands. The proposed filter is capable of covering the frequency ranges of 1.563-1.678 GHz and 5.15-5.825 GHz for the mentioned applications. These standards are widely used in the design of telecommunication-medical systems. To design this filter, a Jeans substrate with dielectric constant of 2 and height of 1 mm was used. CST Microwave Studio 2019 full-wave software is also used to simulate the filter. The final dimensions of the proposed filter are 6×4 cm2 or 0.38×0.25 λg2 at 1.57 GHz. Finally, a filter was fabricated to confirm the simulations. The results of the measurement of the filter properties and the simulation results are in good agreement with each other.

    Keywords: Filter, Dual-Band, Wearable, Resonator, Jeans
  • Ehsan Akbari* Pages 35-45

    Due to the low voltage level and as a result of high current, the distribution networks have high losses and high voltage drop, which has always been the biggest contributor to the losses and reduced reliability of the electricity distribution network. Various methods have been proposed to reduce losses, improve voltage profiles and increase reliability in these networks, one of which is redistribution. Rebuilding Distribution Networks with Switching Keys is to find the best combination of all switches in the network to minimize power losses and load balancing in situations where load distribution constraints, grid radial topology and The minimum voltage required is a very cost-effective and low cost method that reduces losses, improves voltage profiles and increases reliability in power distribution networks without adding additional equipment to the grid. Reliability calculations have used the Cut-Set method to speed up compared to the Monte Carlo method. The rearrangement of distribution networks is a large-scale nonlinear hybrid optimization problem involving a number of constraints. In this paper, a new meta-heuristic algorithm based on the behavioral pattern of wild mice is used to reconfiguration of power distribution networks to reduce losses, improve voltage profiles and increase reliability. The wild mice colony algorithm is a suitable algorithm for finding the optimal answer to complex problems. The effects of  distribution system reconfiguration on two distribution networks 33 Bus and 69 Bus of IEEE standard are implemented and the results are evaluated.

    Keywords: Wild Mice Colony Algorithm (WMC), Reconfiguration, Voltage Profile Improvement, Loss Reduction, Reliability
  • Javad Eshraghi, Sepehr Soltani* Pages 47-55

    Today, the distance relay is widely used in transmission and over-distribution lines. Due to the zoning of the protection zone, the distance relay provides a simple and economical way to detect faults. The current-transformer saturation in high-voltage substation causes faults in the protection zones of the distance relay and the operating time of the distance relay zones is not correct when an error occurs. To solve this problem, this article suggests optical current transformers. Initially, the simulated optical current transformer model was presented, the optical current transformer was compared with the conventional current transformer in IEEE 9 bus network substation using DIGSILENT software. The results show that the proposed optical current transformer covers well the faults of relay distance caused by the saturation of the normal current transformer.

    Keywords: Current Transformer, Distance Relay, Fiber-Optic Current Sensor