فهرست مطالب

تحقیقات نوین در سیستم های قدرت هوشمند - سال هفتم شماره 2 (پیاپی 16، پاییز و زمستان 1397)

نشریه تحقیقات نوین در سیستم های قدرت هوشمند
سال هفتم شماره 2 (پیاپی 16، پاییز و زمستان 1397)

  • تاریخ انتشار: 1397/12/10
  • تعداد عناوین: 6
|
  • مسعود هاتفی کیا* صفحات 1-11

    پخش بار اقتصادی درسیستم قدرت به عنوان یکی ازمسایل مهم و ضروری در برنامه ریزی تولید واحدهای نیروگاهی می باشد. در این پایان نامه پخش بار اقتصادی برای تولید توان نیروگاه ها با توابع صاف و ناصاف و لحاظ نمودن قیود نیروگاه (اثر شیر بخار، مناطق ممنوعه، با و بدون در نظرگرفتن تلفات انتقال) در یک سیستم قدرت چند ژنراتوری ارایه شده است. هدف از این کار دست یابی به بهترین هزینه تولید و حداقل رساندن تلفات می باشد. برای این منظور از الگوریتم ترکیبی ازدحام ذرات مبتنی بر ضرایب شتاب سینوس و کسینوس جهت حل مساله استفاده شده است. آنالیز جامعی از نحوه پخش بار اقتصادی برای بهینه سازی هزینه تولید و حداقل نمودن تلفات ارایه شده است. روش ارایه شده روی یک سیستم قدرت 15و40 ژنرانوری استاندارد IEEE پیاده سازی شده است. و شبیه سازی ها به گونه ای هستند که در هر مرحله محدودیت های نیروگاه با و بدون درنظر گرفتن تلفات شبیه سازی شده اند نتایج بدست آمده از شبیه سازی ها، گویای صحت و کارآمدی روش ارایه شده می باشد.

    کلیدواژگان: پخش باز اقتصادی، توابع هزینه صاف و ناصاف، مناطق ممنوعه، اثر شیر بخاری، الگوریتم ازدحام ذرات مبتنی بر ضرایب شتاب سینوس کسینوس (H-PSO-SCAC)
  • پوریا درویشی*، حسن براتی صفحات 13-24

    از آنجایی که شبکه های توزیع، سهم بزرگی از تلفات در سیستم های قدرت را در بر می گیرند، کاهش تلفات در این شبکه ها یکی از مسایل اساسی در کاهش هزینه های شبکه های سراسری را شامل می شود. در این مقاله، بازآرایی شبکه توزیع را در حضور منابع تولید پراکنده (DGs) با توجه به دو نوع شین، یعنی شین P وشین PQV (باس کنترل ولتاژ شده از راه دور) ارایه شده است. شین 'P' تنها با مشخصات توان اکتیو نشان داده می شود در حالی که شین PQV شینی است که دامنه ولتاژ آن از راه دور با شین P کنترل می شود. یک روش ساده برای انتخاب شین "P" در یک شبکه توزیع برای کنترل دامنه ولتاژ شین "PQV" استفاده شده است. یک روش تحلیل حساسیت برای انتخاب شین ها برای جایابی DG ها با ضریب قدرت 1 استفاده شده است. جایابی DG ها به دو روش  الف) قرار دادن ترتیبی ب) قرار دادن غیر ترتیبی DG در یک شبکه توزیع است. تابع هدف برای بازآرایی شبکه در این مقاله کاهش تلفات توان است. الگوریتم بهینه سازی بازار بورس (EMA) برای تعیین اندازه بهینه (DGs)  های سیستم های توزیع به دنبال بازآرایی شبکه استفاده شده است. الگوریتم بازار بورس یک الگوریتم قوی، کارآمد و مقاوم برای حل مسایل بهینه سازی می باشد. این الگوریتم بهینه سازی از هوش انسان و نحوه داد و ستد سهام در بازار بورس الهام گرفته شده است. الگوریتم EMA بر روی سیستم توزیع شعاعی 33 شینه IEEE با استفاده از نرم افزار MATLAB شبیه سازی و مورد مطالعه قرار گرفته است.

    کلیدواژگان: تولیدات پراکنده، بازآرایی شبکه، باز های P و PQV، الگوریتم بازار بورس، کاهش تلفات توان
  • محسن فلکی* صفحات 25-35

    در این مقاله به منظور حل مسیله پخش بار بهینه (OPF) در حضور تجهیزات FACTS از ترکیب الگوریتم لاگرانژ تعمیم یافته بر اساس ناحیه اطمینان (TRALM) و الگوریتم جستجوی گرانشی (GSA) استفاده شده است. چهار تجهیز TCSC، TCPST UPFC, و SVC مورد تست قرارگرفته اند. مدل سازی ادوات FACTS بر اساس روش تزریق توان می باشد. برای مدیریت بهینه تولید، تلفات و پروفیل ولتاژ، یک تابع چهار هدفه حاوی: حداقل هزینه سوخت، حداقل هزینه سرمایه گذاری تجهیز، حداقل تلفات انتقال و بهبود پروفیل ولتاژ فرموله شده و در قالب یک مسیله بهینه سازی تک هدفه بیان شده است. برای رسیدن به نقطه بهینه به سبب در تضاد بودن اهداف از یک سری ضرایب برای نرمالیزه کردن تابع هدف استفاده شده است. روش حل بدین صورت است که ابتدا الگوریتم GSA به صورت تصادفی تنظیمات تجهیزات FACTS و ضرایب نرمالیزه را تعیین و پس از نصب، الگوریتم TRALM مسیله را در حضور تجهیزات FACTS در بازار نوع اشتراکی حل می کند. نتایج آزمون بر روی سیستم تست 14 شینه IEEE بیانگر اثرگذاری مناسب الگوریتم بر اهداف مسیله می باشد.

    کلیدواژگان: پخش بار بهینه (OPF)، تجهیزات FACTS، بازار نوع اشتراکی، بهینه سازی چند هدفه، الگوریتم - TRALM
  • محمدامین اسفنده* صفحات 37-45

    متعادل سازی بار و فاز مکمل مهمی برای پیکربندی مجدد تغذیه کننده و شبکه هستند. در اتوماسیون توزیع این مسایل باید به طور پیوسته و همزمان حل شوند تا عملکرد مطلوب یک شبکه ی توزیع را تضمین کنند. عدم تعادل شبکه ی توزیع ، تبعات مختلفی از جمله افزایش تلفات توان، افت ولتاژ ، افزایش هزینه و غیره در شبکه ی توزیع دارد.در این مقاله مسیله ی متعادل سازی فاز ترانسفورماتورهای توزیع در یک ساختار شعاعی و متعادل سازی بار در طول یک تغذیهMV بین تغذیه کننده ی ویژه در سطح همانند مسایل بهینه سازی متعادل سازی جریان با توجه به محدودیت های مختلف، فرمول بندی شده است. در واقع مسیله ی پیکربندی مجدد تغذیه کننده و شبکه همانند مسیله ی به حداقل رسانی اتلاف توان با توجه به اهمیت آن برای کنترل باز و بسته کردن مقاطع (بخش بندی ها) و اتصال (کراس) سوییچ ها فرمول بندی شده است. نتایج مقاله نشان داد که روش مبتنی بر الگوریتم کلونی مورچگان بهینه به خوبی در مقایسه با روش های پیشنهادی دیگر به طور موفق با استفاده از داده های حقیقی به دست آمده از تامین کننده برق شهری محلی ، جواب مطلوب تری ارایه می دهد. از دیدگاه عملی ، این روش ها می توانند بسیار  موثر باشند ، زیرا روش های مبتنی بر مدل معمولا زمان اجرای بسیار طولانی دارند. روش کلونی مورچگان بهینه مناسب تر است و در مقایسه با شبکه عصبی جواب بهتری ارایه می دهد.

    کلیدواژگان: الگوریتم بهینه سازی کلونی مورچگان، شبکه های توزیع، متعادل سازی بار، باز آرایی
  • علی اتحادیه، علی اصغر شجاعی، امیر باقران شعرباف* صفحات 47-54

    با افزایش روز افزون قیمت سوخت و جدی تر شدن مسایل زیست محیطی بر اثر مصرف سوخت های فسیلی و همچنین رو به اتمام بودن این سوخت ها، محققان را بر آن داشت تا به فکر یافتن جایگزین مناسب سوخت های فسیلی باشند. استفاده از انرژی های تجدید پذیر و سبز همانند انرژی خورشید با استفاده از سیستم های فتوولتاییک، روشی مناسب و مقرون به صرفه خواهد بود. نکته حایز اهمیت بازده کاری این سلول هاست که با تغییر زاویه تابش به شدت تغییر می کند. بنابراین نیاز به روشی کنترلی جهت ردیابی نقطه حداکثر توان (MPPT) کاملا ضروری است . در واقع MPPT یک الگوریتم کنترل اتوماتیک برای تنظیم سطح توان است، که بیشترین توان برداشتی را تحت تغییرات لحظه به لحظه سطح تابش، سایه، دما و ویژگی های ماژول فتوولتاییک بدست می دهد. در این پژوهش به کمک الگوریتم ژنیتک جهت دستیابی به نقطه MPPT با شبیه سازی سیستم فتوولتاییک در نظر گرفته شده برای خودرو، و روش های شارژ و دشارژ باطری در بازه های زمانی متفاوت، با توجه به قیمت برق در ساعات روز، به یک نتیجه گیری روشنی در مورد استفاده از خودروهای برقی با آرایه فتوولتاتیک برسیم. چالش اساسی و جدی تغییرات سریع تابش پرتوها و سایه گذاری جزیی است. رفتار MPPT نیز در شرایط سایه گذاری جزیی در این پژوهش مورد بررسی قرار گرفته است.

    کلیدواژگان: آرایه های فتوولتائیک، MPPT، خودروی برقی، شبکه توزیع
  • فرهاد حبیبی* صفحات 55-64

    یکی از مهم ترین مسایل در سیستم های قدرت مدرن، مسیله پخش بار اقتصادی است که یک مسیله بهینه سازی پیچیده با تعداد متغیرها و محدودیت های فراوان می باشد. با توجه به پیچیدگی و ماهیت غیرخطی بودن مسیله پخش بار اقتصادی، در این مطالعه از الگوریتم فرا-ابتکاری ازدحام ذرات مبتنی بر استراتژی یادگیری تطبیقی با در نظر گرفتن اثر موقعیت شیر بخار ژنراتورها استفاده شده است. در مسیله پخش بار اقتصادی، متغیرها میزان توان تولیدی ژنراتورها است. هدف اصلی این روش، تنظیم بهینه متغیرهای ذکرشده آن هم با برنامه ریزی واحدهای تولید انرژی الکتریکی است، طوری که هزینه های اقتصادی این واحدها حداقل شود. جهت ارزیابی عملکرد روش پیشنهادی از دو سیستم تست 30-bus و 69-bus استاندارد IEEE استفاده شده و شبیه سازی با استفاده از نرم افزار متلب صورت گرفته است. نتایج به دست آمده نشان داده که روش پیشنهادی از عملکرد بسیار خوبی برخوردار است.

    کلیدواژگان: پخش بار اقتصادی دینامیکی، اثر شیر بخار، بهینه سازی ازدحام ذرات، استراتژی یادگیری تطبیقی
|
  • Masoud Hatefi Kia* Pages 1-11

    Distribution economic burden in power system is one of the important and essential issues in power plant production planning. This thesis presents the economic burden for generating power plants with smooth and uneven functions and considering the constraints of the power plant (steam valve, forbidden areas, with and without transmission losses) in a multi-generator power system. The goal is to achieve the best production cost and minimize losses. For this purpose, a hybrid particle swarm algorithm based on sine and cosine acceleration coefficients is used to solve the problem. A comprehensive analysis of how to distribute the economic burden to optimize production costs and minimize losses is provided. The proposed method is implemented on a power system of 15and 40 IEEE standard generators. The constructs illustrate the accuracy and efficiency of the proposed method.

    Keywords: Economical distribution, flat, non-equilibrium cost functions, restricted areas, vaporpressure effect program, Generation penalty coefficients, H-PSO-SCAC Algorithm
  • Poriya Darvishi*, Hassan Barati Pages 13-24

    Since distribution networks have a large share of the losses in power systems, reducing losses in these networks is one of the key issues in reducing the costs of global networks, including issues Which has always been considered. In this thesis, the reconfiguration of the distribution network in the presence of distributed generation sources (DGs) with respect to two types of bus, P bus and PQV (remote voltage control bus) is presented. The 'P' bus is only shown with active power specifications while the PQV bus is buss, while the voltage magnitude is remotely controlled by the P bus. A simple method for select the "P" bus in a distribution network to control the "PQV" bus voltage magnitude. A sensitivity analysis method has been used to select the bus to placement DGs with a unit power factor. The location of the DGs are in two ways: a) sequential placement b) non-sequential placement of DG in a distribution network. The  exchange Market Optimization (EMA) algorithm is used to determining the optimal size (DGs) of distribution systems following network reconfiguration. The exchange market algorithm is a robust, efficient, and Resistant algorithm for solving optimization problems. This algorithm is inspired by the optimization of human intelligence and the way exchange trading in the exchange market. The EMA algorithm has been simulated on a radial distribution system IEEE 33 using MATLAB software. The objective function for network reconfiguration in this thesis is to reduce power losses.

    Keywords: distributed generators, Network reconfiguration, P & PQV Busses, exchange MarketAlgorithm, Reduce Power Loss
  • Mohsen Falaki* Pages 25-35

    In this paper, a generalized Lagrangian-based algorithm (TRALM) and gravitational search algorithm (GSA) are used to solve the Optimal Load Distribution Problem (OPF) in the presence of FACTS equipment. Four TCSC, TCPST UPFC and SVC equipment’s have been tested. Modeling of FACTS equipment is based on power injection method. To optimally manage production, losses and voltage profiles, a four-objective function is formulated: Minimum fuel cost, Minimum investment cost of equipment, Minimum loss of transmission and voltage profile improvement and formulated in a single-objective optimization problem. To achieve the optimal point due to the contradiction of the goals, a series of coefficients are used to normalize the objective function. The solution is that the GSA algorithm first randomly determines the FACTS equipment configuration and normalization coefficients, and after installation, the TRALM algorithm solves the problem in the presence of FACTS equipment in the common market. The test results on the BUSIEEE 14 test system indicate that the algorithm has a good effect on the problem objectives.

    Keywords: OPF, FACTS Devise, Multi-objective optimization, Pool Market, TRALM-GSA Algorithm
  • Mohammad Amin Esfandeh* Pages 37-45

    Load balancing and phase balancing are important complement to reconfiguration of the feeder and the network.In the distribution automation ,these issues must be solved continuously and simultaneously to ensure the optimal performance of a distribution network.Distribution network imbalance has various consequences such as increase in power losses, voltage drop,cost increase,etc.In this paper,the problem of phase balancing of distribution transformers in a radial structure and load balancing during a MV feeder between the special feeder at the surface is formulated as flow equilibrium optimization problems due to different constraints.In fact,the problem of reconfiguration of the power supply and the grid is formulated as a problem of minimizing power losses due to its importance for controlling the opening and closing of sections and switches.The results showed that the ant colony optimization algorithm approach better than other proposed methods and successfully using real data obtained from the local municipal electricity supplier.From a practical point of view ,these methods can be very effective,because these methods usually have a very long runtime.The optimal ant colony method is more suitable and offers a better response than the neural network.

    Keywords: Ant Colony Algorithm Optimization, Distribution Networks, Load Balancing, Reconfiguration
  • Ali Ettehadieh, Ali Asghar Shojaei, Amir Bagheran* Pages 47-54

    As fuel prices increase and environmental issues become more serious due to the use of fossil fuels, as well as the expiration of fossil fuels, the researchers are looking to find alternative fossil fuels. Using renewable and green energy like solar energy using photovoltaic systems would be a convenient and cost-effective way. It is important to note that the efficiency of these cells changes dramatically as the angle of radiation changes. Therefore, the need for a control method to detect maximum power point (1MPPT) is absolutely essential. In fact, MPPT is an automatic control algorithm for power level adjustment, which achieves the highest harvesting power from moment to moment variations of radiation level, shadow, temperature and photovoltaic module characteristics. In this study, using the Genetic Algorithm to reach the MPPT point by simulating the photovoltaic system intended for the vehicle, and battery charging and discharge methods at different times, given the cost of electricity during daylight hours, a clear conclusion is reached in Get used to electric cars with photovoltaic arrays. The major and serious challenge is the rapid changes in radiation and partial shading. MPPT behavior was also investigated in partial shading conditions in this study.

    Keywords: Photovoltaic Panel, MPPT, Electric Car, Distribution System
  • Farhad Habibi* Pages 55-64

    In recent years due to problems such as population growth and as a result increase in demand for electrical energy, power systems have been faced with new challenges that not existed in the past. One of the most important issues in modern power systems is economic load dispatch, which is a complex optimization problem with a large number of variables and constraints. Due to the complexity and the non-linearity nature of economic load dispatch, a powerful algorithm is needed to find the optimal solution in terms of available constraints and the existence of local minimum points. In economic load dispatch, variables are generators' power output that must be within the minimum/maximum range so that objective function is minimized. The main purpose of this problem is to plan electrical energy units in such a way as to meet the required network requirements (loads) and minimize the economic costs of these units. Considering the importance of problem, in this study a new method based on the Particle Swarm Optimization (PSO) algorithm with adaptive learning strategy is suggested with taking into account valve point effects of generators. To evaluate the performance of proposed method, two IEEE test systems have been used and the results have shown that the proposed method has a very good performance.

    Keywords: Dynamic economic load dispatch, valve point effect, Particle Swarm Optimization, AdaptiveLearning Strategy, Generator