فهرست مطالب

تحقیقات نوین در سیستم های قدرت هوشمند - سال ششم شماره 2 (پیاپی 14، پاییز و زمستان 1396)

نشریه تحقیقات نوین در سیستم های قدرت هوشمند
سال ششم شماره 2 (پیاپی 14، پاییز و زمستان 1396)

  • تاریخ انتشار: 1396/12/10
  • تعداد عناوین: 6
|
  • امیر باقران شعرباف*، علی اصغر شجاعی، مهدی عاملی صفحات 1-11

    یکی از دغدغه های اصلی بهره برداران شبکه بهبود پارامترهای سیستم میباشد و راه های گوناگونی در مسیر نیل به این هدف بیان گردیده است. حال در صورتی که از انرژی های تجدید پذیر از جمله باد در شبکه استفاده گردد بحث پایداری و وضعیت پارامترهای سیستم قدرت اهمیتی دو چندان خواهد داشت. در تحقیق پیش رو با قرار دادن ادوات Facts در سیستم قدرت 24 باسه شامل مزرعه بادی ، وضعیت پارامترهای مورد نظر را بررسی مینماییم. داده های تحقیق را که شامل اطلاعات باد و بار مصرفی در طول یک سال میباشد به کمک الگوریتم دسته بندی K-means دسته بندی نموده و تابع هدف را بر اساس پارامترهایی که قصد بهینه کردن انها را داریم تشکیل میدهیم. تابع مذکور را با استفاده از الگوریتم تکاملی جفتگیری زنبور عسل (HBMO) بهینه سازی نموده و محل و مقدار مناسب ادوات Facts را بدست آورده که نتایج بدست آمده مشخص میکند که پارامترهای مورد بررسی در زمان استفاده از ادوات Facts بهینه می شود

    کلیدواژگان: ادوات Facts، پارامتر های سیستم، الگوریتم دسته بندی K-means، الگوریتم تکاملی HBMO
  • مسعود بشیرپور*، حسن براتی صفحات 13-20

    آلودگی زیست محیطی یکی از پدیده های زندگی مدرن امروزی و ناشی از پسماندهایی است که در اثر فعالیت های بشر به وجود می آید. صنایع بیشترین آلودگی را در فضاهای زیستی اطراف خود ایجاد می کنند. رهاسازی پساب صنایع بدون فرآیند تصفیه سازی در  محیط زیست، از جمله مواردی است که تمام کشورها را با مشکلاتی نظیر دفع و امحاء مواجه کرده است. مهم ترین این معضلات تحمیل هزینه های زیاد اجتماعی، بهداشتی و زیست محیطی به جامعه است. بدلیل وجود صنایع در اطراف بعضی از شهرها، روزانه حجم بالایی از پساب بدلیل نداشتن سیستم تصفیه مناسب وارد محیط زیست می شود. از جمله این مواد می توان به ویناس اشاره کرد که بعنوان پساب کارخانه تولید الکل بوده و جز موادآلی محسوب می شود. بدلیل روش های فعلی رهاسازی ویناس در حوضچه ها، این ماده آلی در محیط تجزیه و سبب انتشار بوی نامطبوع در هوای کلانشهرهای اهواز، خرمشهر و آبادان گردیده است. با تجزیه بی هوازی ویناس می توان بیوگاز تولید نمود. در این مقاله احداث نیروگاه تولیدپراکنده مبتنی بر بیوگاز حاصل از تجزیه بی هوازی ویناس جهت تولید انرژی الکتریکی بررسی شده است. محاسبات نشان می دهد، مقدار بیوگاز تولیدی از حدود 396,000 مترمکعب ویناس در دسترس، قابلیت احداث یک نیروگاه 2مگاواتی و امکان تولید 5/11 گیگاوات ساعت انرژی الکتریکی در سال را دارد. همچنین با شبیه سازی شبکه سراسری برق در منطقه مورد نظر با نرم افزار Digsilent، نشان دادیم در صورتی که نیروگاه بیوگازسوز به شبکه متصل گردد؛ سبب کاهش تلفات، کاهش بارگیری ترانسفورماتورها، بهبود در پروفیل ولتاژ و حد پایداری ولتاژ می شود.

    کلیدواژگان: بیوگاز، ویناس، تجزیه بی هوازی، تولیدپراکنده
  • محمدصدیق فدوی رزدابی، علی اصغر شجاعی*، فرهاد فرهمند صفحات 21-29

    امروزه حفظ سلامت اتمسفر از مهمترین پیش شرط های توسعه اقتصادی پایدار جهانی به شمار می آید با توجه به رشد روز افزون قیمت حامل های انرژی فسیلی و فناپذیری آنها در آینده نزدیک، لزوم استفاده از انرژی های تجدید پذیر از قبیل باد، خورشید، هیدروژن زمین گرمایی و...روز به روز محسوس تر می شود. در این مقاله پیش بینی بار و بررسی شرایط استفاده از منابع تجدید پذیر در منطقه ای واقع در خراسان رضوی به نام روستای آرزومنده را که در سال 1380 از فاصله 11 کیلومتری توسط خطوط 20 کیلو ولت برق رسانی شده است را مورد بررسی قرار دادیم. منطقه مورد نظر از جنبه های مختلف اقتصادی و زیست محیطی در هر دو حالت مستقل از شبکه و متصل به شبکه بررسی می شود، همچنین با استفاده ازنرم افزار هومر بهینه ترین سیستم را شناسایی می کند و آن را با توسعه سنتی شبکه مقایسه می کند. نتیجه بدست آمده نشان می دهد که ترکیب هیبریدی ژنراتورهای انرژی تجدیدپذیردر یک موقعیت متصل از شبکه می تواند جایگزین مقرون به صرفه ای برای توسعه شبکه باشد و طرحی سازگار با محیط زیست و بهینه از لحاظ اقتصادی می باشد و بهترین سیستم از نظر اقتصادی در حالت کلی سیستم ترکیبی دو دیزل ژنراتور، توربین بادی است.

    کلیدواژگان: انرژی تجدید پذیر، دیزل ژنراتور، توربین بادی، سلول فتولتائیک، هومر
  • مهدی رهنمائی هشجین* صفحات 31-38

    کیفیت توان مبحثی است که شرکت های برق و حتی مشترکین توجه زیادی را نسبت به این موضوع دارند. بدون شک کیفیت برق تولیدی در شبکه قدرت در حال حاضر همانند یا بهتر از گذشته می باشد. عامل اساسی بازنگری مسیله، گسترش بکارگیری تجهیزات جدید الکتریکی در شبکه ها می باشد. پیشرفت تجهیزات الکترونیک قدرت مثل میکروپروسسورها، کامپیوترها، وسایل الکترونیکی، سیستم های منابع تغذیه و سیستم های روشنایی و کوره های القایی و... که از یک سو حساس اند و باید توان الکتریکی با بالاترین کیفیت را در اختیار داشته باشند و از سویی عدم تحویل توان مطلوب به این وسایل موجب اثراتی همچون: پدیده گذرا یا نوسانی، کاهش یا افزایش ولتاژ، انحراف شکل موج، تغییر فرکانس، عدم تعادل ولتاژ و هارمونیک می شوند. برای بیان کیفیت توان در شبکه قدرت، اغلب از شاخص قدیمی قابلیت اطمینان استفاده می شود. در محاسبه قابلیت اطمینان شرکت های برق عمدتا میزان قطع برق مشترک (خاموشی) را مبنا قرار داده و میزان متوسط دسترسی به برق را محاسبه می نمایند. این شاخص بصورت نسبت ساعات برق دار بودن مشترکین و صنایع به کل ساعات یک سال تعریف می شود و اکثر شرکت های توزیع برق با ضریب اطمینان بیش از 99/99 درصد کار می کنند. ولی قابلیت اطمینان برای ارزیابی و بیان کیفی کارکرد شبکه های قدرت امروزی ناکافی است.

    کلیدواژگان: کیفیت توان، سیستم قدرت، اختلالات شبکه قدرت، کلید زنی
  • عبدالعظیم گل پیچی* صفحات 39-48

    در این مقاله، یک الگوریتم بهینه سازی ترکیبی مبتنی بر الگوریتم ردیابی بازگشتی (BSA) و الگوریتم بهینه سازی مبتنی بر آموزش و یادگیری (TLBO) به نام الگوریتم بهینه سازی یادگیری ردیابی بازگشتی (LBSA) ارایه شده است. این الگوریتم پیشنهادی یک روش بهینه سازی تکاملی با ساختاری ساده و دارای تنها یک پارامتر کنترلی جهت حل مسایل بهینه سازی عددی می باشد. در این تحقیق پخش بار بهینه با توابع هدف تلفات اکتیو، هزینه سوخت و مقدار آلایندگی واحدهای تولید کننده انرژی الکتریکی و همچنین پروفیل ولتاژ با رعایت قیود مساوی و نامساوی به عنوان توابع هدف در نظر گرفته شده است. الگوریتم پیشنهادی بر روی شبکه استاندارد اصلاح شده 30 شینه IEEE پیاده سازی شده و نتایج حاصل از این روش، تجزیه و تحلیل شده است. نتایج شبیه سازی، کارآیی و عملکرد مناسب الگوریتم پیشنهادی را در مقایسه با روش های دیگر نشان می دهد.

    کلیدواژگان: الگوریتم بهینه سازی LBSA، پخش بار بهینه، هزینه سوخت، اثر شیر بخار
  • جواد مهرجویان*، رحمان انصاری پور صفحات 49-56

    سیستم توزیع ارتباط بین سیستم انتقال و مصرف کننده نهایی را برقرار می سازد و نزدیک ترین بخش سیستم قدرت به مصرف کننده است. به سبب رشد فزاینده تقاضای انرژی الکتریکی، محدودیت های زیست محیطی و رقابت موجود در بازار عرضه انرژی، اغلب، سیستم های انتقال و توزیع تحت شرایط بارگذاری سنگین کار می کنند. افت ولتاژ شدید، خاموشی های متعدد و تلفات بالا از جمله مشکلات اساسی در شبکه های توزیع می باشند. بازآرایی ساده ترین و کم هزینه ترین روشی است که اهداف فوق را به طور نسبی برآورده می سازد. در این تحقیق، بازآرایی شبکه های توزیع به عنوان یک مسیله بهینه سازی مطرح شده است. یک تابع هدف شامل شاخص های تلفات توان اکتیو و پروفیل ولتاژ معرفی گردیده است. به منظور بررسی دقیق این رویکرد، سناریوهای مختلفی معرفی شده اند. برای حل این مسیله از الگوریتم بهینه سازی رقابت استعماری(ICA) در محیط نرم افزاری Matlab استفاده شده است. نتایج شبیه سازی بر روی سیستم های توزیع شعاعی33، 69 و 118 شینه استاندارد IEEE  نشان می دهد که بهینه سازی وضعیت باز و بسته شدن کلیدها، تاثیر بسیار زیادی بر بهبود عملکرد سیستم توزیع خواهد داشت.

    کلیدواژگان: بازآرایی سیستم توزیع، بهینه سازی رقابت استعماری (ICA)، پایداری ولتاژ، تلفات توان
|
  • Amir Bagheran*, Ali Asghar Shojaei, Mahdi Aameli Pages 1-11

    The main concerns of network operators is the improvement of system parameters, and various ways have been developed to achieve this goal. If the use of renewable energy including wind in the grid is used, the sustainability debate and the status of the power system parameters will be twofold. In the upcoming research, we will examine the status of the parameters by placing the Facts on the 24-Bass power system, including the wind farm. The research data, which includes wind data and load consumption over a year, is categorized using the K-means classification algorithm and we construct the target function based on the parameters we intend to optimize. The function is optimized using the HBMO Molecular Evolutionary Algorithm (HBMO), and it obtains the location and the appropriate amount of Facts, which results indicate that the parameters are optimized when using Facts.

    Keywords: FACTS controller, system’s parameters, K-Means algorithm, HBMO algoritm
  • Masoud Bashirpour*, Hasan Barati Pages 13-20

    Environmental pollution is a modern phenomenon arising from human activities.  Industries have caused the most pollution in living spaces around them. Releasing industrial effluent without environmental purification process faces countries to the issues such as disposal and destruction problems, while the imposition of high social, health and environmental costs on society are the most important problems. In the cases where there are industries around the cities, due to lack of proper purification system, large volumes of wastewater enter the environment daily. Among these materials, we can mention Vinasse, which is an effluent of the alcohol production plant and is an organic material.  This organic material is decomposed in the environment and causes an unpleasant odor in the Ahvaz, Khorramshahr and Abadan metropolises air. It is possible to produce Biogas through Vinasse anaerobic digestion. In this paper, we studied the construction of the biogas distributed generation plant based on anaerobic digestion Vinasse. Calculations show that using the biogas produced from the approximately 396,000 cubic meters of available Vinasse it is possible to build a 2-MW power plant and produce 11.5 GW of electricity per year. In addition, simulation of the global power network in the intended area using Digsilent software, shows that connecting the biogas power plant to the grid, reduces power losses and transformer loading, and improves the voltage profile and voltage stability limit.

    Keywords: Biogas, Vinasse, Anaerobic digestion, Distribution generation
  • Mohammad Sadigh Fadavi Razdabi, Ali Asghar Shojaei*, Farhad Farahmand Pages 21-29

    Today, the preservation of atmospheric health is one of the most important prerequisites of sustainable global economic development, given the growing increase in the prices of fossil fuel carriers and their mortality in the near future, the necessity of using renewable energies such as wind, sun, hydrogen, geothermal, and … day will be more noticeable. In this paper, we investigated the load - prediction and review of the conditions of using renewable resources in a region located in Razavi Khorasan, a village of Arezomande, which was built in 2001 from 11 km of electrical power lines. The region is surveyed from different economic and environmental aspects in both the network and connected to the network, it also identifies the optimum system optimized using Homer's middleware and compares it to the traditional network development. the result shows that the hybrid combination of renewable energy generators is a cost - effective alternative to network development and is eco - friendly and eco - friendly and the best system is economically in general mode of generator diesel generator.

    Keywords: Renewable Energy, Diesel Generator, Wind Turbine, Photovoltaic Cell, Homer
  • Mahdi Rahnamaei Hashjin* Pages 31-38

    Power quality is a topic that most electricity companies and even subscribers pay close attention to. A key factor in the review is the expansion of the use of new electrical equipment in the networks. The development of power electronics equipment such as microprocessors, computers, electronic devices, power supply systems, lighting systems and induction furnaces, etc., which are sensitive on the one hand and must possess the highest quality electrical power and on the other hand lack Delivering optimum power to these devices causes effects such as transient or oscillatory phenomena, decreasing or increasing voltage, waveform deviation, frequency shift, voltage imbalance and harmonics. The old reliability index is often used to express power quality in the power grid. In calculating the reliability of power utilities, they mainly base the rate of shared power outages and calculate the average rate of access to electricity. This index is defined as the ratio of the hours of electricity to subscribers and industries to the total hours of a year, and most electricity distribution companies operate with a confidence factor of more than 99.99%. But reliability is not enough to evaluate and express the quality of today's power networks.

    Keywords: Power quality, power system, power grid disturbances, switching
  • Abdol-Azim Golpichi* Pages 39-48

    : This paper presents a learning backtracking search algorithm (LBSA) that combines the ideas of TLBO and BSA to solve optimal power flow problem that has both discrete and continuous optimization variables. The proposed method is an evolutionary technique of optimization with simple structure and single control parameter to solve numerical optimization problem. The objective functions are considered as the system real power losses, fuel cost and the gaseous emissions of the generating units and voltage profile. The proposed algorithm is applied on modified IEEE 30 bus test power system in Matlab software and the results obtained are compared with results of other algorithm.

    Keywords: optimization algorithm, optimal power flow, fuel cost, valve point
  • Javad Mehrjooyan*, Rahman Ansaripour Pages 49-56

    The distribution system establishes the relationship between the transmission system and the consumer and it is the closest part of the power system to the consumer. Due to increasing demand for electricity, environmental constraints and competition in the energy supply market, transmission and distribution systems often operate under heavy load conditions. Severe voltage drops, multiple blackouts and high losses are major problems in distribution networks. Reconfiguration is the simplest and least costly way to meet the above goals relatively. In this study, the Reconfiguration of distribution networks is presented as an optimization problem. An objective function including active power loss indices and voltage profiles is introduced. Various scenarios have been introduced to examine this approach. To solve this problem, the Imperialist Competition Optimization (ICA) algorithm is used in Matlab software environment. Simulation results on IEEE standard radial distribution systems 33, 69 and 118 show that optimizing the opening and closing position of the switches will greatly improve the performance of the distribution system.

    Keywords: Distribution Network Reconfiguration, Imperialist Competition Algorithm (ICA), Voltage Stability, Power Loss