فهرست مطالب

نشریه تحقیقات نوین در سیستم های قدرت هوشمند
سال پنجم شماره 2 (پیاپی 12، پاییز و زمستان 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/12/11
  • تعداد عناوین: 6
|
  • فرهاد فرهمند*، علی اصغر شجاعی صفحات 1-8

    امروزه استفاده از انرژی های نو به صورت منابع تولید پراکنده در سطح جهان گسترش چشمگیری یافته است.این مقاله با هدف بررسی پارامترهای فنی و اقتصادی یک سیستم ترکیبی دیزلی، بادی، فتوولتاییک، زیست توده و باتری برای یک مصرف کننده بزرگ غیرمستقیم برق در شرق ایران است. به عنوان یک مطالعه موردی، امکان اجرای یک سیستم هیبریدی برای رفع نیاز بار جامعه مسکونی با ضریب بار 25/0 مورد بررسی قرار گرفت.طراحی ذکرشده با هدف کاهش هزینه های سیستم در طول عمر20 ساله آن می باشد.طراحی نرم افزار هومر به منظور مدل سازی عملکرد سیستم و شناسایی نواحی بهینه آن بر اساس تجزیه و تحلیل فنی، اقتصادی و محیطی مقایسه می شود. در انتها  مدل ارایه شده به همراه داده های بادسنجی، تابش ، قیمت سوخت و هزینه زیست توده مربوط به نواحی شرقی ایران وبه کمک نرم افزار هومر شبیه سازی شده است.در انتها  با مقایسه نتایج بدست آمده می توان نتیجه گرفت که با طراحی مناسب منابع تولید پراکنده می توان مقدار قابل توجهی از هزینه ها را کاهش داده و بهره گیری از انرژی های تجدید پذیر را اقتصادی نمود.

    کلیدواژگان: انرژی های تجدید پذیر، انرژی باد، زیست توده، فتوولتائیک، هومر
  • خسرو معینی، علی کریم آبادی*، محمدابراهیم حاجی آبادی صفحات 9-19

    بریکرهای انتقال و فوق توزیع از مهمترین تجهیزات سیستم های قدرت محسوب می شوند. بریکرها باید به طور ایمنی جهت حفاظت از سیستم های قدرت در برابر حوادث و همچنین انجام وظایفی مانند قطع و وصل بار، عمل کنند. هدف از این مقاله ارایه نمودار بلوکی قابلیت اطمینان بریکرهای انتقال و فوق توزیع و ارزیابی سطح قابلیت اطمینان پست‏های انتقال و فوق توزیع در برق منطقه ای خراسان می باشد. برای دستیابی به این هدف، راهکاری چهار گامی ارایه شده‏ است. در گام اول، به جمع آوری اطلاعات خرابی و حوادث رخ داده در شبکه خراسان پرداخته شده است. خرابی و حوادث منجر به خروج اضطراری و خودکار بریکر بررسی و دسته بندی شده است. در گام دوم، ضمن بیان فرمول بندی نرخ خرابی های منجر به خروج خودکار بریکر، نرخ خرابی و مدت زمان تعمیر آن ها محاسبه شده است. در گام سوم، نمودار بلوکی قابلیت اطمینان بریکر بر اساس نرخ خرابی محاسبه شده در گام دوم رسم شده است. با توجه به نرخ خرابی محاسبه شده از نمودار بلوکی قابلیت اطمینان بریکر و با استفاده از برنامه  RCoPS که تحت نرم افزار MatLab نوشته‏ شده ‏است، شاخص‏های قابلیت اطمینان پایانه‏های پست محاسبه می‏شود. در گام چهارم، با توجه به انرژی های خروجی هر ترمینال از پست، مقدار انرژی انتظاری تامین نشده و هزینه عدم قابلیت اطمینان محاسبه شده است.

    کلیدواژگان: قابلیت اطمینان پست، مقدار انرژی انتظاری تامین نشده، هزینه عدم قابلیت اطمینان، خرابی بریکر
  • علی کریم آبادی*، محمدابراهیم حاجی آبادی، عبادالله کامیاب صفحات 20-31

    با ایجاد بازارهای برق، شرکت های برق منطقه ای برای سود بیشتر و حفظ قدرت رقابت پذیری در جهت کاهش هزینه های جاری خود تلاش می کنند. در این راستا کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری که بخش قابل توجهی از هزینه های بهره برداری شبکه انتقال را تشکیل می دهد، اهمیت مضاعفی دارد. از طرف دیگر تجهیزات شبکه برق مانند ترانسفورماتور، خطوط انتقال و کلیدهای قدرت که در طول چند دهه گذشته مورد بهره برداری قرار گرفته اند به طور طبیعی با افزایش طول عمر دچار فرسودگی شده اند. در نتیجه در حال حاضر شرکت های برق منطقه ای با چالش بزرگی همچون تجهیزات فرسوده مواجه هستند که برای حفظ قابلیت اطمینان سیستم در حد قابل قبول و فرار از هزینه های سنگین مربوط به خاموشی ها، برنامه ریزی منسجمی برای تعمیرات در شبکه را تقاضا می کنند. همچنین در فضای رقابتی جدید شرکت های برق منطقه ای ترجیح می دهند به جای جایگزینی تجهیزات فرسوده با هزینه های بسیار بالا با انجام تعمیرات مناسب، بهره برداری از آن ها را تا حد ممکن ادامه دهند. در این مقاله پژوهش های انجام شده در زمینه تعیین نرخ بهینه انجام تعمیرات پیشگیرانه، تعیین اولویت تجهیزات برای انجام تعمیرات پیشگیرانه و تعیین اهمیت تجهیزات شبکه مرور شده است. همچنین مطالعات آماری خرابی تجهیزات پست های برق منطقه ای خراسان به مدت 16 سال (1396-1380) انجام شده است. با بررسی خرابی تجهیزات پست های انتقال و فوق توزیع می توان برنامه ریزی جامع تری در انجام تعمیرونگهداری تجهیزات پست ها پیشنهاد کرد، همچنین می توان نقاط حساس پست ها را شناسایی و با انجام تعمیرونگهداری مناسب از خروج خودکار تجهیزات جلوگیری کرد. در انتها ارزیابی قابلیت اطمینان پست ها با کاربرد شبکه هوشمند و مدل های تعمیر و نگهداری پیشگیرانه با توجه به کمک معادلات تعادل مارکوف مورد بررسی قرار گرفته است.

    کلیدواژگان: تعمیر و نگهداری، قابلیت اطمینان، پست انتقال و فوق توزیع
  • احسان اکبری* صفحات 32-42

    امروزه در شبکه های توزیع انرژی الکتریکی بارهای غیرخطی و هارمونیک زا بشدت توسعه یافته است. بارهای غیرخطی باعث ایجاد هارمونیک در شبکه های توزیع می گردند. هنگام خازن گذاری در شبکه های توزیع باید هارمونیک های جریان تزریقی را در نظر گرفت، تا اطمینان حاصل شود که خازن های استفاده شده باعث افزایش اعوجاج هارمونیکی و نتیجتا افزایش تلفات ناشی از هارمونیک ها نشوند. در این مقاله، به مکان یابی بهینه خازن های ثابت و سوییچ شونده در شبکه های توزیع هارمونیکی با استفاده از الگوریتم جستجوی کلاغ (CSA) پرداخته می شود و با استفاده از الگوریتم پیشنهادی محل بهینه خازن ها جهت کاهش تلفات و بهبود پروفیل ولتاژ در دو شبکه توزیع نمونه 15 و 34 شینه استاندارد IEEE تعیین می گردد و نتایج حاصل از الگوریتم مورد استفاده در این پژوهش با نتایج سایر الگوریتم های موجود در مراجع از قبیل زنبور عسل مصنوعی (ABC)، گرده افشانی گل (FPA)، کرم شب تاب (FA) و شبیه سازی رشد گیاه (PGSA) مقایسه شده و مشاهده می شود که نتایج حاصل از شبیه سازی بیانگر کارایی و برتری الگوریتم پیشنهادی در مقایسه با سایر روش ها می باشد.

    کلیدواژگان: الگوریتم جستجوی کلاغ، بهبود پروفیل ولتاژ، خازن های ثابت و سوئیچ شونده، کاهش تلفات، هارمونیک
  • مریم رضایی آبکنار، حسین هارون آبادی*، ابراهیم خرم صفحات 43-52

    پیش بینی دقیق قیمت و بار مصرفی یکی از نیازمندی های ضروری بازیگران در بازار برق می باشد. سری زمانی قیمت برق به عنوان یک پدیده ذاتا تصادفی با عدم قطعیت بالا نسبت به بار شناخته می شود. از سوی دیگر ویژگی غیر ایستا و غیرخطی این سری زمانی، پیش بینی رفتار آینده آن را مشکل می سازد. با توجه به اینکه در بازارهایی همچون بازار سهام، با استفاده از تحلیل تکنیکال با آزمون قیمت های گذشته و حجم مبادلات، حرکت های آینده قیمت تا حدی قابل پیش بینی است، در این مقاله جهت پیش بینی قیمت برق از شاخص های تحلیل تکنیکال جهت تحلیل سری زمانی داده های بازار برق استفاده می شود. این شاخص ها به عنوان ویژگی های استخراجی از سری زمانی قیمت برق به رگرسیون ماشین بردار پشتیبان اعمال می شوند و قیمت برق در افق یک روزه بر روی داده های بازار Ontario محاسبه می شود.

    کلیدواژگان: پیش بینی قیمت، بازار برق، تحلیل تکنیکال، بردار ماشین پشتیبان
  • زهره حسنی*، حسین هارون آبادی، محمدمنصور ریاحی کاشانی صفحات 53-62

    در راستای دستیابی به اهداف تجدید ساختار در بازار برق ایران، بورس برق به دلیل نزدیکی به بازار رقابت کامل و قیمت های تعیین شده نزدیک به بازار تعادلی راه اندازی شد. از مزایای معاملات بورس انرژی می توان به شفافیت بیشتر اطلاعات و قیمت ها، کشف سریعتر قیمت، نوسان قیمت براساس واقعیت های بازار و صنعت، نقد شوندگی بالاتر بازار و تامین مالی برای تولیدکنندگان، تامین انرژی توزیع کنندگان و مصرف کنندگان، امکان نظارت بیشتر بر معاملات و ردیابی تخلفات اشاره کرد. در بازار برق ایران، انجام معاملات خارج از بازار نقدشوندگی معاملات قبل از تحویل فیزیکی برق در روز بهره برداری را شامل شده و نیروگاه ها در صورت عدم تحویل توان معامله شده در روز بهره برداری مشمول کسر درآمد و جریمه نخواهند بود. لذا به منظور حفظ سرمایه های ملی، بررسی و امکان سنجی تحویل ظرفیت قابل معامله در روز بهره برداری توسط اپراتور مستقل سیستم الزامی است. از این رو این مقاله به بررسی تاثیر قیود و محدودیت های شبکه برق، خصوصا محدودیت سوخت در تخصیص حداکثر ظرفیت مجاز تولید به نیروگاه های شرکت کننده در بورس انرژی می پردازد.  برای این منظور در این تحقیق تابع هدف به صورت دو سطحی تعریف شده است که با استفاده  از ادغام الگوریتم LP-metric با مجموع ضرایب وزنی و تبدیل آن به یک مسیله تک سطحی در نرم افزار گمز بهینه سازی می گردد. در ادامه روش پیشنهادی بر روی شبکه 24 شینه IEEE آزمایش شده و نتایج عددی مورد تحلیل و بررسی قرار خواهند گرفت.

    کلیدواژگان: تخصیص ظرفیت، بورس انرژی، محدودیت سوخت، بهره بردار مستقل سیستم
|
  • Farhad Farahmand*, AliAsghar Shojaei Pages 1-8

    Nowadays, the use of new energies as scattered sources of production has increased dramatically throughout the world. This paper aims to study the technical and economic parameters of a diesel, wind, photovoltaic, biomass and battery system for a large indirect electricity user In eastern Iran. As a case study, the feasibility of implementing a hybrid system to meet the needs of the population of the residential community with a load factor of 0.25 was investigated. The design is intended to reduce system costs over its 20-year life span. Homer software design in order to Modeling the system's performance and identifying its optimal areas is based on technical, economic, and environmental analysis. At the end, the proposed model, along with the anomaly, radiation, fuel prices and cost of biomass related to the eastern parts of Iran, has been simulated with the help of Homer software. Finally, by comparing the results obtained, it can be concluded that with the proper design of resources Dispersal production can reduce a significant amount of costs and make economic use of renewable energy.

    Keywords: Renewable Energy, Wind Energy, Biomass, Photovoltaic, Homer
  • Khosro Moeeni, Ali Karim Abadi*, MohammadEbrahim Haji Abadi Pages 9-19

    Circuit Breakers (CBs) of transmission and Super distribution are considered to be the most important equipments of power systems. CBs should operate safely to protect power systems against faults and perform tasks such as trip and connect load. The purpose of this paper is to present reliability block diagram of transmission and Super distribution CBs and evaluation level of reliability of transmission and Super distribution substations of Khorasan Regional Electric Company (KREC). To achieve this goal, a four-step approach has been proposed. In the first step, collecting information about the failures and events occurred in the KREC has been investigated. Failures and events lead to an emergency exit and outage of CBS are studied and categorized. In the second step, has been formulated, the failure rate has led to the outage of CBs, Then the failure rate, the repair time them are calculated also. In the third step, the reliability block diagram of CB is drawn based on the failure rate calculated in the second step. Based on the failure rate calculated from the reliability block diagram and with the help of the Reliability Calculation of Power System (RCoPS) program is written under the MatLab software, indexes of reliability of the substation terminals are calculated. In the fourth step, with regard to the output energy of each terminal from the substation, the Expected Energy Not of Supplied (EENS) and unreliability cost are calculated.

    Keywords: Reliability, Expected Energy Not Supplied, Unreliability cost, Breaker's failure
  • Ali Karim Abadi*, MohammadEbrahim Haji Abadi, Ebad Kamyab Pages 20-31

    By creating electricity markets, regional electrical companies are working to reduce their current costs for greater profit and maintain Competitiveness strength. In this way, the reduction of maintenance costs, which is a significant part of the cost of operating the transmission network, has a much importance. On the other hand, electricity network equipment such as transformer, transmission lines and circuit breakers that have been exploited over the last few decades, naturally, With longer lifetime, have been aging. Consequently, regional electrical companies are now faced with a major challenge, such as aging equipment that to maintain the reliability of the system to an acceptable level and to escape the heavy costs associated with outages, they require a coherent planning for maintenance on the network. In the new competitive environment, regional electrical companies prefer to continue to use aging equipment as much as possible instead of replacing them with high costs by performing appropriate maintenances. In this paper, researches on determining the optimal rate of preventive maintenance, determining the priority of equipment for preventive maintenance and determining the importance of network equipment have been performed. In addition, statistical studies of the failure of khorasan regional electrical company substations for 16 years (2001-2017) have been carried out. By investigation the failure of the transmission and super distribution substations equipments, can be proposed a more comprehensive planning of maintenance of substation equipment, it is also possible to identify the critical points of the substations and prevent the outage of the equipment by performing proper maintenance. Finally, evaluation of reliability of substations with the use of smart grids and preventive maintenance models has been investigated with the help of Markov equations.

    Keywords: Maintenance, Reliability, Transmission, Super Distribution Substation
  • Ehsan Akbari* Pages 32-42

    Today, nonlinear and harmonic loads have been extensively developed in electrical energy distribution grids. Nonlinear loads create harmonics in distribution grids. When condensing in distribution grids, we need to consider the inkjet flow harmonics to ensure that the capacitors used do not increase the harmonic distortion and consequently do not increase the losses caused by the harmonics. In this paper, the optimal location of fixed and switchable capacitors in harmonic distribution grids using the Crow Search algorithm (CSA) is investigated. Using the proposed algorithm, optimal location of capacitors to reduce losses and Improvement of the voltage profile is determined in two distribution networks of 15 and 34 bus standards of IEEE. The results of the algorithm used in this study are based on the results of other algorithms in references such as artificial bee colony (ABC), flower pollination algorithm (FPA), FA, and plant growth simulation algorithm (PGSA), and it is found that the results of the simulation indicate the efficiency and superiority of the pattern The proposed irritation is in comparison with other methods.

    Keywords: Crow Search Algorithm (CSA), Fixed, Switched Capacitor, voltage profile improvement, power loss minimization, harmonic
  • Maryam Rezaei, Hossein Haroonabadi*, Ebrahim Khorram Pages 43-52

    Forecasting the electricity price is important for electricity market players. Time series of the electricity price -as an inherently random phenomenon- have high uncertainty relative to the load. On the other hand, the non-stationary and non-linear characteristics of this time series make its forecasting difficult. On markets like the stock market, one can somehow forecast future price movements using technical analyses along with testing past prices and the volume of transactions. Therefore, this paper uses technical analysis indices for analyzing the time series data of the electricity market to forecast the electricity price. These indices are used as features extracted from time series of electricity price and applied to a Support Vector Machine (SVM) regression, through which the electricity price is predicted on daily horizon on Ontario electricity market.

    Keywords: Price forecasting, Electricity market, Technical analysis, Support Vector Machine
  • Zohreh Hasani*, Hossein Haroonabadi, MohammadMansour Riahi Kashani Pages 53-62

    In order to achieve the goals of restructuring in the electricity market of Iran, the stock exchange was launched due to its proximity to the full competition market and the prices set close to the equilibrium market. The benefits of trading in energy stocks include more transparency of information and prices, faster price discovery, price fluctuations based on market and industry realities, higher market liquidity and financing for producers, supplying energy to distributors and consumers, allowing more control over deals and tracking offenses. In the Iran electricity market, transactions outside the market include the liquidity of transactions before the physical delivery of electricity on the day of operation; and the plants will not be fined in the event of non-delivery of the traded power on the day of operation. Therefore, to maintain national capital, the verification and feasibility of delivery of negotiable capacity on the day of operation by the independent operator of the system is mandatory. This paper examines the effect of the constraints and restrictions mentioned in the electricity grid, especially the fuel constraints on allocating the maximum allowable production capacity to power plants participating in the Energy Exchange. For this purpose, the objective function is defined in two levels, which is optimized by integrating the LP-metric algorithm with the sum of weight coefficients and converting it into a single-level problem in GAMS software. The proposed method is tested on the IEEE 24-bus network and the numerical results are analyzed.

    Keywords: Capacity Allocation, Exchange Market, Fuel Constraint, Independent System Operator