فهرست مطالب

نشریه تحقیقات نوین در سیستم های قدرت هوشمند
سال هشتم شماره 3 (پیاپی 19، پاییز 1398)

  • تاریخ انتشار: 1398/09/10
  • تعداد عناوین: 6
|
  • امیر باقران شعرباف*، علی اصغر شجاعی، علی اتحادیه صفحات 1-11

    یکی از روش های تولید برق از انرژی خورشید استفاده ار فناوری دودکش خورشیدی است. در تحقیق پیش رو با بررسی نقشه آب و هوایی ایران و انتخاب منطقه مناسب جهت سایت نیروگاه، چهار مدل فیزیکی پیشنهادی دودکش خورشیدی را مورد مطالعه قرار داده ایم. این پژوهش یک شبیه سازی عددی در خصوص چهار مدل فیزیکی از دودکش خورشیدی در سایت شهر بم، استان کرمان می باشد.تفاوت چهار مدل مذکور دودکش خورشیدی در سیستم ذخیره سازی و استفاده از پخش کننده هوا می باشد. با توجه به اطلاعات هواشناسی معتبر در یک روز خاص از سایت مورد نظر رفتار هر چهار مدل، مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به نتایج حاصل از شبیه سازی که شامل سرعت جریان هوا در چند بخش داخلی دودکش و توان تولیدی هر یک از مدل های مذکور می باشد می توان بهترین و مناسب ترین مدل دودکش خورشیدی را برای سایت مورد بررسی انتخاب نمود و برآورد مناسبی از تولید نهایی بدست خواهد آمد.

    کلیدواژگان: نیروگاه دودکش خورشیدی، سرعت باد، توان تولیدی، شبیه سازی عددی، سیستم ذخیره سازی
  • مهدی زنگنه، ابراهیم آقاجری*، مهدی فروزانفر صفحات 13-25

    امروزه استفاده وسیع از کنترل کننده های فازی در سیستم های الکتریکی به ویژه سیستم های غیر خطی و دارای نامعینی به سرعت رو به افزایش است. بدیهی است که طراحی یک سیستم استنتاج فازی مطلوب، مستلزم انتخاب صحیح نوع، تعداد و دامنه توابع عضویت به منظور فازی سازی متغیرهای ورودی و خروجی سیستم می باشد. لیکن تا کنون هیچ پژوهش و یا روش ساختاریافته ای برای انتخاب صحیح توابع عضویت معرفی نشده و منحصرا این انتخاب مبتنی بر سعی و خطا و شناخت طراح از سیستم بوده است. با توجه به اهمیت این مساله، مقاله حاضر بررسی جامعی بر توابع عضویت انتخاب شده در مقالات مرتبط با سیستم های الکتریکی انجام داده است.در پایان بر اساس مقالات بررسی شده و دسته بندی های انجام گرفته پیشنهاداتی جهت انتخاب بهینه توابع عضویت بر اساس اهداف کاربردی سیستم های الکتریکی ارایه گردیده است.

    کلیدواژگان: توابع عضویت، منطق فازی، استنتاج فازی، سیستم های الکتریکی
  • علی رنجبر، امیرحسین رحمانی* صفحات 27-36

    در محیط های صنعتی، مقدار زیادی از داده ها تولید می شود که به نوبه خود انبار پایگاه داده و داده ها را از همه مناطق مربوطه مانند برنامه ریزی، طراحی فرآیند، مواد، مونتاژ، تولید، کیفیت، کنترل فرآیند، برنامه ریزی، تشخیص خطا، خاموش کردن، مدیریت ارتباط با مشتری و غیره جمع آوری می کند. داده کاوی به ابزار مورد استفاده برای کسب دانش برای روند صنعتی ساخت آهن و فولاد تبدیل شده است. با توجه به رشد سریع داده کاوی، صنایع مختلف از فناوری داده کاوی برای جستجوی الگوهای پنهان که ممکن است بیشتر به سیستم با دانش جدیدی که مدل های جدید را برای بهبود کیفیت تولید، هزینه مطلوب بهره وری و تعمیر و نگهداری و غیره بپردازند استفاده کردند. بهبود مستمر تمام فرایند تولید فولاد با توجه به اجتناب از کمبود کیفیت و بهبود تولید مرتبط با آن، یک وظیفه اساسی تولیدکننده فولاد است. بنابراین، استراتژی نقص صفر امروزه محبوب است و برای حفظ آن، چندین تکنیک تضمین کیفیت استفاده می شود. در این مقاله سعی میشود با استفاده از داده کاوی حسگرهای موثر در وضعیت سیستم شناسایی شوند وسپس با استفاده از ماشین بردار پشتیبان مدل مناسبی برای پیشبینی وضعیت سیستم به دست آورده شود که در این مقاله با دقت بیش از 95 درصد حالت خطا تشخیص داده شده است.

    کلیدواژگان: روش های گروهی، تصمیم گیری، الگوها، بردار پشتیبان، نزدیکترین همسایگی
  • سید نعمت الله حسینی موسوی، حسن براتی* صفحات 37-51

    در این مقاله، از روش کنترل مستقیم توان (DPC) جهت کنترل توان اکتیو و راکتیو  DFIGدر مرجع سرعت ثابت و نیز مرجع سرعت متغیر توربین براساس منحنی توان بهینه استفاده شده است. از طرفی کاربرد وسیع بارهای غیرخطی در شبکه های قدرت سبب بروز مشکلاتی از جمله جریان های هارمونیکی بالا شده است. بارهای غیرخطی مانند یک منبع جریان هارمونیکی عمل کرده و جریان های هارمونیکی را به شبکه تزریق می کنند. وجود هارمونیک ها در شبکه باعث افت ولتاژ هارمونیکی شده و سبب می شود تا سایر مصرف کنندگان ولتاژی با اغتشاش دریافت کنند که خود سبب افزایش دمای خازن های تصحیح ضریب توان، موتورها، ترانسفورماتورها و کابل ها و عملکرد نادرست تجهیزات حفاظتی می شود. از آنجاییکه DFIG کار تزریق توان اکتیو و راکتیو به شبکه را به عهده دارد می توان با تزریق توان مناسب، نوسان توان ناشی از بارهای غیرخطی در شبکه را جبران کرد لذا در این مقاله، روش کنترل مستقیم توان جهت کنترل توان  DFIGپیاده سازی شده و نیز جهت کاهش هارمونیک های جریانی شبکه در حضور بارهای غیرخطی با بکارگیری تدابیر کنترلی منا سب همزمان از طریق مبدل های سمت روتور و سمت شبکه اقدام شده است. در همین راستا از محیط نرم افزاری Matlab/Simulink جهت شبیه سازی سیستمی شامل یک واحد نیروگاهی بادی مبتنی بر DFIG استفاده شده است و نتایج حاصله در سناریوهای مختلف تحلیل و مقایسه شده اند. نتایج حاصله نشان از کنترل دقیق و سریع توان DFIG همراه با کاهش قابل توجه هارمونیک جریانی شبکه داشته است.

    کلیدواژگان: توربین بادی، ژنراتور القایی دو سو تغذیه، کنترل مستقیم توان، منحنی توان بهینه، هارمونیک جریانی شبکه
  • رسول ابراهیمی، غضنفر شاهقلیان*، بهادر فانی صفحات 53-63

    روش های تشخیص جزیره ای شدن به سه دسته فعال، غیرفعال و مخابراتی تقسیم بندی می شوند. در اکثر موارد روش های غیرفعال به دلیل هزینه ی اندک، سادگی، سرعت بالا و نداشتن هیچ گونه اثر مخرب بر روی کیفیت توان سیستم قدرت بیش از سایر روش ها مورد استفاده قرار می گیرند. در این روش ها پارامتری از سیستم به عنوان شاخص در نظر گرفته شده و با تعیین مقادیر آستانه برای این پارامتر، سیستم مورد تحلیل قرار می گیرد. درصورتی که پارامتر مورد نظر از مقادیر آستانه در نظر گرفته شده برای آن تجاوز نماید سیستم جزیره ای تشخیص داده می شود. عمده ترین مشکل این روش ها ناحیه عدم تشخیص بزرگ آن ها است. در این مقاله یک روش برای تشخیص جزیره ای شدن بر اساس الگوریتم درخت تصمیم ارایه شده است. این روش برحسب پیچیدگی شبکه، جزیره ای شدن را با استفاده از یک یا چند شاخص مورد استفاده در سایر روش های تشخیص غیرفعال، تشخیص می دهد. روش فوق تحت اتفاقات مختلف محتمل در ریزشبکه ها و حالت های گوناگون بارگذاری سیستم و منابع تولید پراکنده آزمایش شده است. نتایج حاصل  بر عملکرد سریع و دقیق روش پیشنهادی به همراه ناحیه عدم تشخیص ناچیز آن در مقایسه با سایر روش های غیرفعال تشخیص جزیره ای شدن دلالت دارند.

    کلیدواژگان: داده کاوی، تولید پراکنده، الگوریتم درخت تصمیم، روش تشخیص غیرفعال، ناحیه عدم تشخیص، ریزشبکه
  • منصور بهبودی، محمود حسینی علی آبادی* صفحات 65-72

    در گیربکس ها اجزای ضروری و جدایی ناپذیر سیستم های انتقال قدرت می باشند، گیربکس های مکانیکی به علت داشتن چگالی گشتاور بالا استفاده می شود، اما مشکلات و معایبی مانند اغتشاش، گرما، لرزش، سر و صدا، قابلیت اطمینان، نیاز به نگهداری، نیاز به روغن کاری و وجود اصطکاک، در این نوع  گیربکس ها باعث شده تا نوع دیگری از گیربکس ها به نام گیربکس های مغناطیسی، جایگزین گیربکس های مکانیکی گردند. عمده مشکل استفاده از گیربکس های مغناطیسی گشتاور پایین شان در مقایسه با گیربکس های مکانیکی می باشد که در این مطالعه با انتخاب یک نمونه از گیربکس های مغناطیسی با استفاده از روش اجزای محدود در محیط دوبعدی نرم افزار Maxwell، به بهینه سازی گشتاور گریبکس های مغناطیسی پرداخته شده است. تغییراتی که در این مطالعه بر روی گیربکس انجام شده است بررسی تاثیر تغییرات ابعاد و جنس آهنرباها بر روی رفتار گشتاوری گیربکس مغناطیسی می باشد. در نهایت این مطالعه نشان می دهد که با تغییرات جزیی ابعاد و جنس آهنربا می توان گشتاور گیربکس های مغناطیسی را افزایش داد.

    کلیدواژگان: گیربکس مغناطیسی، گشتاور، آهنربا، بهینه سازی، روش اجزای محدود
|
  • Amir Bagheran Sharbaf*, AliAsghar Shojaei, Ali Ettehadieh Pages 1-11

    One of the methods of generating electricity from solar energy is using solar chimney technology. In this research we have studied four proposed physical models of solar chimney by examining Iran's climate map and selecting the appropriate region for the power plant site. This study is a numerical simulation of four physical models of solar chimney in Bam city, Kerman province. According to valid meteorological data, the behavior of all four models was evaluated on a specific day of the year. According to the results of the simulation, which includes the air velocity rate in four internal points of chimneys and the output power of each of the above mentioned models, the best and most suitable solar chimney model can be selected for the site under consideration and an appropriate estimate of the final output will be obtained.

    Keywords: Solar Chimney Power Plant, Wind Speed, Power Generation, Numerical Simulation, Storage System
  • Mehdi Zangeneh, Ebrahim Aghajari*, Mehdi Forouzanfar Pages 13-25

    Today, the widespread use of fuzzy controllers in electrical systems, especially, systems includes nonlinear and uncertainty terms, which are rapidly increasing. Indeed, the design of a desirable fuzzy inference system requires the correct selection of the type, number, and scope of membership functions due to fuzzifying the input and output variables of the system. But so far, no research or structural method has been introduced for the correct selection of membership functions and exclusively has been based on trial and error of the designer of the system. Considering the importance of this issue, the current paper investigated a comprehensive review of the membership functions selection in articles related to electrical systems. Finally, based on the articles reviewed and the categories carried out, suggestions for optimal selection of membership functions are presented based on the applications of electrical systems.

    Keywords: Membership functions, Fuzzy logic, Fuzzy inference, Electrical systems
  • Ali Ranjbar, AmirHossein Rahmani* Pages 27-36

    In industrial environments, a large amount of data is generated which in turn stores the database and data from all relevant areas such as planning, process design, materials, assembly, production, quality, process control, scheduling, error detection, shutdown, relationship management. Collects with the customer, etc. Data mining has become the tool used to gain knowledge of the industrial process of iron and steel making. Due to the rapid growth of data mining, various industries have been using data mining technology to search for hidden patterns that may be more relevant to the new windshield system, which will introduce new models to improve production quality, optimal cost of productivity and maintenance, and so on. Continuous improvement of the entire steel production process due to the avoidance of quality deficiencies and associated production improvement is an essential task of the steel producer. Therefore, the zero defect strategy is popular today and several quality assurance techniques are used to maintain it. This article attempts to identify the effective state-of-the-art sensors in the system using data mining and then to obtain a suitable model using a support vector machine to predict the system status in this article, the accuracy of more than 95% of the error states is detected.

    Keywords: Group Methods, Decision Making, Patterns, Support Vector, Nearest Neighbor
  • Seyed Ne'matollah Hosseini Mousavi, Hassan Barati* Pages 37-51

    In this paper, direct power control (DPC) was used for active and reactive power control of DFIG in constant speed reference and variable turbine speed reference based on the optimal power curve. On the other hand, wide application of nonlinear loads in power networks has caused problems such as high current harmonics. Non-linear loads act like harmonic current sources and inject harmonic currents into the supply network. The presence of harmonics in the network causes the harmonic voltage drop and causes other consumers to receive distorted supply voltage, which may cause overheating of power factor correction capacitors, motors, transformers and cables, and mal-operation of some protection devices. Since DFIG is responsible for injection of active and reactive power to the network, it is possible to compensate for the fluctuation of power due to nonlinear loads in the network by proper power injection. Therefore, in this paper, direct power control is implemented to control the power of DFIG, and also to reduce the network current harmonics in the presence of nonlinear loads by using the proper control methods through the rotor side converter and grid side convertors. In this regard, the Matlab/Simulink software is used to simulate a system including a DFIG-based wind power unit and the results are analyzed and compared in different scenarios. The results indicate that accurate and fast control of the DFIG power is along with a significant reduction of network current harmonics.

    Keywords: wind turbine, DFIG, Direct Power Control, optimum Power Curve, network current harmonics
  • Rasool Ebrahimi, Ghazanfar Shahgholian*, Bahador Fani Pages 53-63

    Isolation detection methods are divided into three active, passive and telecommunication categories. In most cases, passive methods are used more than other methods due to low cost, simplicity, high speed and no harmful effect on the power quality of the power system. In these methods, a parameter of the system is considered as an indicator and the system is analyzed by setting threshold values for this parameter. An island system is detected if the desired parameter exceeds the threshold values for it. The major problem with these methods is their large detection area. In this paper, a method for identifying islandization is proposed based on the decision tree algorithm. This method determines islandization by using one or more indicators used in other methods of inactive detection in terms of network complexity. This method has been tested under various possible incidents in grid-grids and various loading systems and distributed generation sources. The results indicate the fast and accurate performance of the proposed method with its inadequate detection area compared with other inactive methods of island identification.

    Keywords: Data mining, Distributed generation, Decision tree algorithm, Inactive detection method, Non-detection area, Grid
  • Mansour Behboodi, Mahmoud Hosseini Aliabadi* Pages 65-72

    Gearboxes are indispensable and indispensable components of power transmission systems. Mechanical gearboxes are used because of their high torque density, but problems and disadvantages such as perturbation, heat, vibration, noise, reliability, need for maintenance, lubrication and friction are all caused by these gearboxes. To replace other types of gearboxes, magnetic gearboxes replace mechanical gearboxes. The main drawback of using magnetic gearboxes is their low torque compared to mechanical gearboxes. In this study, we selected a sample of magnetic gearboxes using finite element method by 2D Maxwell software, to optimize magnetic torque. The changes made in this study to the gearbox are to investigate the effect of changing the dimensions and type of the magnets on the torque behavior of the magnetic gearbox. Finally, this study shows that magnetically transmitted torque can increase the torque of the magnets by slight variations in magnitude and type.

    Keywords: Magnetic gearbox, torque, magnet, optimization, finite element method