فهرست مطالب

نشریه تحقیقات نوین در سیستم های قدرت هوشمند
پیاپی 3 (زمستان 1391)

  • تاریخ انتشار: 1391/12/11
  • تعداد عناوین: 8
|
  • احسان افضلان*، محمود جورابیان صفحات 1-11

    یکی از روش های مهم صرفه جویی انرژی الکتریکی و کاهش تلفات در شبکه های توزیع، بازآرایی فیدر های آن می باشد. این مقاله روشی ترکیبی با تجمیع بهینه سازی کلونی زنبور عسل با برنامه ریزی مربعی متوالی برای حل مسیله ی بازآرایی در شبکه های توزیع را پیشنهاد می کند. این روش ترکیبی بهینه سازی کلونی زنبور عسل را به عنوان جستجوی سطح پایه که می تواند جهت یابی مناسبی به ناحیه ی بهینه داشته باشد و برنامه ریزی مربعی متوالی را به عنوان روال جستجوی محلی که برای تنظیم دقیق آن ناحیه برای رسیدن به حل نهایی به کار می رود، به کار می گیرد. در این مقاله مسیله ی بهینه سازی از طریق کد نرم افزاری نوشته شده در نرم افزار MATLAB اجرا می شود. نتایج عددی سه سیستم برای نشان دادن عملکرد و کارایی روش پیشنهادی ارایه شده اند. نتایج به دست آمده از روش پیشنهادی با نتایج به دست آمده از سایر روش ها مقایسه شده اند.

    کلیدواژگان: بازآرایی در فیدرهای توزیع (DFR)، الگوریتم بهینه سازی کلونی زنبور عسل (BCO)، برنامه ریزی مربعی متوالی (SQP)
  • روشنک رضایی پور*، المیرا کاظمی نیا صفحات 13-18

    در این مقاله، روش سیگنال مرجع، جهت کنترل جبران کننده دینامیکی ولتاژدر حوزه زمان به منظور رفع مشکلات کیفیت توان پیشنهاد گردیده است. نظر به قابلیت به عنوان یکی از ادوات بهبود کیفیت توان در شبکه های توزیع، روش پیشنهادی با استفاده از تحلیل حوزه زمان سیگنال مرجع،  می تواند با داشتن منبع ذخیره کننده انرژی مشکلات متعدد کیفیت توان از قبیل بیشبود ولتاژ، کمبود ولتاژ و فلیکر را برطرف نماید. کارایی این روش کنترلی با شبیه سازی توسط نرم افزار ارزیابی و تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. نتایج شبیه سازی حاکی از ان است که با وجود اینکه روش پیشنهادی بسیار ساده بوده و محاسبات اندکی دارد، در مقابل طیف وسیعی از اغتشاشات ولتاژ قادر به حفظ کیفیت توان بصورت مطلوب می باشد.

    کلیدواژگان: کیفیت توان، کمبود ولتاژ، بیشبود ولتاژ، فلیکر، DVR
  • پانته آ هاشمی*، روشنک رضایی پور صفحات 19-26

    یکی ازمسایل بهینه سازی مهم در بهره برداری از سیستم های قدرت، بحث توزیع بار اقتصادی دینامیک است. پخش بار بهینه ی اقتصادی برای یک بازه ی زمانی چند ساعته با در نظر گرفتن قیود مربوط به حداکثر نرخ تغییرات توان اکتیو تولیدی واحدها و سایر قیود سیستم، انجام می شود. اثر وجود قیودی مانند مناطق ممنوعه ی تولید واحدها و همچنین در نظر گرفتن اثر دریچه های بخار موجب ناصاف و غیر محدب شدن مسیله می گردد. در این مقاله، نسخه ی بهبود یافته ی دیگری از این الگوریتم جستجوی هارمونی بهبود یافته، متناسب با مساله ی توزیع بار اقتصادی دینامیک ارایه شده است. نتایج نشان دهنده ی قدرت بالای روش پیشنهادی در حل مساله ی توزیع بار اقتصادی دینامیک می باشد.

    کلیدواژگان: توزیع بار اقتصادی دینامیک، ادوات FACTS، الگوریتم جستجوی هارمونی، روش چرخ رولت
  • میلاد کفایت*، افشین لشکر آرا، سید علی نبوی نیاکی صفحات 27-36

    انرژی های تجدیدپذیر به دلایل مسایل اقتصادی، زیست محیطی و تقاضای رو به افزایش مصرف انرژی روز به روز در حال گسترش می باشند. به دلیل قابلیت قرارگیری غیر متمرکز این تولیدات، جایابی و مقداریابی آن ها یکی از مسایل مهم بهره برداران سیستم می باشد. در این مقاله یک روش ترکیبی از منطق فازی و الگوریتم ازدحام ذرات برای پیدا کردن مکان و مقداریابی انواع تولیدات پراکنده شامل نیروگاه بادی مبتنی بر ، سلول سوختی و انرژی خورشیدی ارایه گردیده است. هدف از بهینه سازی به حداقل رساندن هزینه تولیدات پراکنده، تلفات اکتیو و راکیتو با در نظر گرفتن محدودیت های امنیتی شبکه می باشد. از الگوریتم ازدحام ذرات به منظور تعیین مکان و ظرفیت تولیدات پراکنده استفاده شده است. در این مقاله ابتدا به بررسی عوامل بهینه سازی به صورت مجزا پرداخته شده، سپس با استفاده از منطق فازی تاثیر عوامل به صورت هم زمان و با یکدیگر مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین برای شبیه سازی های انجام گرفته در این مقاله نرم افزارهای دیگ سایلنت و متلب که به صورت پیوسته دارای ارتباط اطلاعاتی دوطرفه می باشند، استفاده بعمل آمده است. مطالعات انجام شده بر روی شبکه نمونه 33 شینه IEEE صورت گرفته است. نتایج حاصل نشان دهنده بهبود عملکرد سیستم قدرت و کارآیی الگوریتم پیشنهادی می باشد.

    کلیدواژگان: انرژی تجدید پذیر، جایابی و مقداریابی بهینه، الگوریتم ازدحام ذرات، دیگسایلنت، منطق فازی
  • محسن استاد*، الهه مشهور، سید علی آل محمد صفحات 37-45

    بازآرایی شبکه های توزیع به معنی تغییر آرایش شبکه با تغییر وضعیت کلیدهای حالت عادی باز و حالت عادی بسته در شبکه می‎باشد که با اهداف مختلفی از جمله کاهش تلفات، متعادل سازی بار، بهبود پروفیل ولتاژ یا ترکیبی از این‎ها صورت می‎گیرد. بازآرایی در دو افق زمانی روزانه و فصلی صورت می‎گیرد. اغلب مطالعات انجام شده در این زمینه با تمرکز بر تلفات توان صورت گرفته است. با توجه به اهمیت تلفات انرژی از منظر اقتصادی، این مقاله روشی را جهت بازآرایی فصلی شبکه‎های توزیع شعاعی با هدف کاهش تلفات انرژی توسعه می‎دهد. همچنین با توجه به رویکردهای فعلی در صنعت برق ایران و انتظار افزایش حضور منابع تولید پراکنده در شبکه توزیع، بازآرایی شبکه توزیع در حضور ‎ها مورد مطالعه قرار می‎گیرد. مدل پیشنهادی با استفاده از الگوریتم ژنتیک حل شده و کارایی آن با پیاده سازی بر شبکه تست شینه بررسی می‎گردد. نتایج حاصله اهمیت انتخاب تابع هدف پیشنهادی و موثر بودن آن را نشان می‎دهد.

    کلیدواژگان: بازآرایی شبکه های توزیع، تلفات انرژی، الگوریتم ژنتیک، تولید پراکنده
  • پانته آ آواز پور*، افشین لشکر آرا صفحات 47-55

    هدف از این تحقیق، ارایه کنترل کننده ای جدید مبتنی بر روش تابع انرژی لیاپانوف برای کنترل کننده یکپارچه بهینه توان می باشد. در این مقاله تابع انرژی لیاپانوف با بکارگیری پارامترهای کنترلی محلی، به منظور بهبود پایداری گذرای سیستم قدرت مورد استفاده قرار می گیرد. کنترل کننده یکپارچه بهینه توان از ادوات ترکیبی می باشد که از ترکیب کنترل کننده یکپارچه توان و ترانسفورماتور تغییر دهنده فاز، ساخته شده است. تابع انرژی پیشنهاد شده با استفاده از مدل تزریق توان ادوات کنترل کننده سری در یک شبکه با حفظ ساختار بدست آمده است. به منظور مقایسه دو کنترل کننده یکپارچه توان و کنترل کننده یکپارچه بهینه توان، شبیه سازی در نرم افزار MATLAB-simpower همزمان انجام گرفته است. افزایش پایداری گذرا در نتایج حاصل از شبیه سازی، بیانگر قابلیت کنترل کننده یکپارچه بهینه توان در مقایسه با کنترل کننده یکپارچه توان می باشد.

    کلیدواژگان: ترانسفورماتور تغییردهنده فاز، کنترل کننده یکپارچه بهینه توان، تابع انرژی لیاپانوف، کنترل کننده یکپارچه توان
  • غضنفر شاهقلیان*، زهرا عظیمی صفحات 57-66

    با پیشرفت سریع تکنولوژی در فرآیندهای کنترل صنعتی، صنایع بزرگ تقاضامند کیفیت توان بالاتری می باشند. در بین پدیده های کیفیت توان، کمبود ولتاژ از مهمترین مسایل و مشکلات سیستم های قدرت در مواجهه با صنایع پیشرفته می باشد. در این مقاله پس از مروری کلی بر روی پدیده کمبود ولتاژ، به بررسی اصلی ترین علل و عوامل رخداد این پدیده (خطاهای اتصال کوتاه، راه اندازی موتورهای القایی و انرژی دار شدن ترانسفورماتور) پرداخته می شود. سپس مشخصه های کمبود ولتاژ ارایه و در ادامه راهکارهای مورد استفاده در قدیم و امروزه جهت کاهش این پدیده، مورد بررسی و مقایسه قرار خواهد گرفت.

    کلیدواژگان: کیفیت توان، کمبود ولتاژ، خطاهای اتصال کوتاه، استارت موتورهای القایی بزرگ، انرژی دار شدن ترانسفورماتور، تنظیم کننده دینامیکی ولتاژ، جبرانگر دینامیکی ولتاژ
  • بابک رشیدی پور*، حسین هارون آبادی صفحات 67-77

    این مقاله به ارایه یک مدل جامع جهت بهره‏برداری بهینه از ریزشبکه می پردازد. در این مدل،  بهره‏برداری ریزشبکه با مدیریت همزمان سمت تقاضا و منابع پراکنده انرژی در یک افق زمانی صورت می گیرد. در نتیجه این امکان به ریزشبکه داده می شود تا بتواند با بهره‏برداری بهینه از این منابع، سود خود را حاصل از مشارکت در بازار انرژی و رزرو و فروش انرژی به مصرف‏کنندگان نهایی، حداکثر نماید. در این مدل تاثیر قیمت گذاری لحظه ای انرژی برای مشترکین متصل به ریزشبکه به عنوان ابزاری مناسب برای کنترل مصرف انرژی مشترکین و هزینه های بهره برداری از ریزشبکه در نظر گرفته شده است. مدل ارایه شده علاوه بر در نظر گرفتن پارامترهای فنی و اقتصادی منابع پراکنده انرژی، قیود امنیتی ریزشبکه ، امکان تبادل انرژی با ریزشبکه مجاور و عدم قطعیت تولید منابع تجدیدپذیر و تقاضای مصرف کنندگان را نیز شامل می شود. مدل پیشنهادی  بصورت یک مسیله بهینه سازی و در قالب برنامه ریزی غیرخطی آمیخته به عدد صحیح ارایه شده است که توسط حل کننده در نرم افزار حل شده است. مطالعات موردی انجام شده بر روی یک شبکه نمونه 32 شینه توزیع، نشان می دهد که با بکارگیری طرح پیشنهادی، شرکت توزیع می تواند با اصلاح الگوی مصرف مشترکین مشارکت کننده سود خود را نسبت به حالتی که هزینه مصرف انرژی مشترکین با تعرفه ثابت محاسبه می شود، بیشتر افزایش دهد و بهره‏برداری بهینه‏تری از منابع پراکنده انرژی موجود در شبکه توزیع داشته باشد.

    کلیدواژگان: ریزشبکه، منابع پراکنده انرژی، مدیریت انرژی، پاسخگویی بار، قیمت گذاری لحظه ای
|
  • Ehsan Afzalan*, Mahmood Joorabian Pages 1-11

    One of the very important ways to save the electrical energy in distribution system is network reconfiguration for loss reduction. This paper proposes a hybrid methodology integrating bee colony optimization with sequential quadratic programming for solving distribution feeder reconfiguration problem. This hybrid method incorporates bee colony optimization as a base level search which can give a good direction to the optimal region and sequential quadratic programming as a local search procedure which is used to fine tune that region for achieving the final solution. Save the electrical energy in distribution system is network reconfiguration for loss reduction is determined through the software code written in MATLAB. Numerical results of a three system have been presented to demonstrate the performance and applicability of the proposed method. The results obtained from the proposed method are compared with those obtained from other methods.

    Keywords: distribution feeder reconfiguration, bee colony optimization, sequential quadratic programming
  • Roshanak Rezaeipour*, Elmira Kazeminia Pages 13-18

    in this paper the reference signal method has been   offered to control the DVR for solving power quality problems including sag, swell and flicker. Simulation of the recommended method was carried out on Matlab simulink software. This method is very simple without any complexity of calculations. The results of simulation show that the strategy is able to provide the desirable power quality in the presence of voltage disturbances.

    Keywords: power quality, DVR, sag, swell, flicker
  • Pantea Hashemi*, Roshanak Rezaeipoor Pages 19-26

    One of the most important issues in the operation of power systems is dynamic economic load dispatch. In reality, there are practical constraints which should be taken into account in this problem. The impact of some constraints such as prohibited operating zones and valve-point effect could result in nonlinearity and non-convexity in this task. To find the optimal point of the system which satisfies constraints, a proper optimization method should be used. This study is presenting a developed version of Harmony Search Algorithm which uses Roulette Wheel concept and a new approach to handle constraints. The proposed method has been used to solve the dynamic economic load dispatch in IEEE 30-bus system. Results demonstrate the capability of the proposed method in solving dynamic economic load dispatch.

    Keywords: ROULETTE WHEEL METHOD, HARMONIC SEARCH ALGORITHM, DYNAMIC ECONOMIC LOAD DISPATCH CONSIDERING FACTS DEVICES
  • Milad Kefayat*, Afshin Lashkar Ara, S.A. Nabavi Niaki Pages 27-36

    The Renewable Energy reasons to economical issues, environmental and rising demand of energy consumption are expanding the day to day. Due to capabilities-aligned decentralized this equipment, Placement program and sizing its, important problem of power system operation. In this paper, a combined approach is presented for optimal placement and sizing recent technology developments of photovoltaic units, DFIG based wind turbine and fuel cell units, only these generators are considered. This work presents a multi objective optimization algorithm for the sitting and sizing of renewable electricity generators. The objectives consist of minimization of costs, active and reactive losses of distributed system. Optimal Placement and sizing of the equipment is carried out by using Particle Swarm Optimization algorithm continuously. Fuzzy logic is used in order to compare the composition of active and reactive losses in optimization. In this paper, softwares DIgSILENT/MatLab , which has bilateral information relation, is also used for the simulations. The studies are executed on a typical IEEE 33 bus test system. The results show that the proposed algorithm can improve performance & efficiency of system.

    Keywords: Renewable electricity generator (REG), Optimal placement, sizing, Particle swarm optimization, DIgSILENT, Fuzzy logic
  • M. Ostad*, E. Mashhour, S. H. R. Ale Mohammad Pages 37-45

    Reconfiguration of distribution networks means changing network configurations by changing the normally open and normally closed switches in the network with a variety of purposes including loss reduction, load balancing, improve voltage profile, or a combination of these occurs. Reconfiguration takes place on both daily and seasonal time horizon. Most of the studies in this field have been focusing on power loss. Given the importance of energy losses from an economic perspective, this paper presents a method for the reconfiguration season radial distribution networks, with the aim of reducing energy losses can be developed. Due to the current approach of the electricity industry and the expected increase in the presence of distributed generation (DG) in distribution network, distribution network reconfiguration in the presence of DG are study. The propose models solved by using genetic algorithm and its efficient implementation on a 32-bus test network is investigated. The results suggest the importance of choosing the objective function and show its effectiveness.

    Keywords: Distribution Network Reconfiguration, Energy losses, Genetic Algorithm, Distributed Generation
  • Pantea Avazpour*, A. Lashkar Ara Pages 47-55

    In this paper a new Lyapunov–based controller for optimal unified power flow controller (OUPFC) is introduced. The Lyapunov energy function is used to mitigate power oscillation damping in power systems by using local control parameters.The OUPFC is a hybrid FACTS device which is constructed by combination of a UPFC and a PST. The considered energy function is derived by using a power injection model of series FACTS in a preserving structure model. In order to have a comparison between UPFC and OUPFC, simulations of both controllers are done on MATLAB – simpower. Transientstability improvementsshown in simulation resultsaresign of capabilities of OUPFC.

    Keywords: Phase Shifting Transformer, Optimal Unified Power Flow Controller, Lyapunov Energy Function, Unified Power Flow Controller
  • Ghazanfar Shahgholian*, Zahra Azimi Pages 57-66

    By quick technological advancements in industrial control processes, major industries demand higher power quality. According to IEEE 1159-1995 Standard, any problems in voltage, current or frequency that lead to the error or malfunctions in electrical equipment are considered as a power quality problem. Among the power quality phenomena, voltage sag has been an important problem for power systems in meeting advanced industries. In this paper, following a general review on the voltage sag phenomenon, short circuit faults, starting big inductive motors and energization of the transformer are considered as the main factors of providing this event. Then voltage sag characteristics are presented. And then the suggested strategies to reduce this event are evaluated. Applying conventional methods for voltage sag compensation is not able to meet this event completely. In recent years, with rapidly developing in semi-conductor industries and control systems, using compensators which are based on controllable electronic devices with higher speed, has attracted many power experts' attentions. At the end, voltage sag compensation style has been studied through applying different compensators.

    Keywords: power quality, voltage sag, short circuit fault, starting big inductive motors, energization of the transformer, FACTS devices dynamic voltage regulation, Distribution Synchronous static compensator
  • Babak Rashidi Pour*, Hossein Haroonabadi Pages 67-77

    In today's electric grid, due to demand growth, environmental issues and limited energy resources, distributed energy resources (DERs) application and demand-side management methods have received special attention. High penetration of DERs and implementation of demand response (DR) programs, especially in distribution networks, have affected several issues on these networks such as their control and operation. Although DERs can reduce the required network operation and planning costs, control and operation of a large number of DERs with different characteristics is a major challenge for the secure and efficient operation of power system. This challenge is introducing a new concept as microgrid which is a MV/LV grid with embedded DERs interconnected with the upstream grid to exchange thesurplus or deficit of electrical power locally produced respect to the load. Therefore, according to the key role of distribution networks in restructured environment, optimal energy management in this new environment requires considerable research. Due to these reasons, this thesis presents a comprehensive energy management framework for an active distribution network considering high penetration of distributed energy resources and demand response programs. In the proposed model, microgrid maximizes its profit by participating in energy and reserve markets and selling energy to its end-use customers; this is achieved by optimal scheduling of its internal resources during 24 hours time horizon. The proposed method can assess various DERs (both dispatchable and non-dispatchable units) along with their technical and economical constraints. It also considers distribution network security constraints, the possibility of power exchange with the neighboring microgrid, and uncertainties associated with renewable production and load pattern.

    Also, a real-time pricing (RTP) in a smart grid environment is presented. Using the RTP, microgrid maximizes its profit considering customers’ benefit. This pricing scheme could be used as an efficient tool to manage customers’ energy consumption and distribution grid operation costs. Finally, a comprehensive model for energy management in an active distribution network in presence of DERs and proposed pricing scheme is presented in order to participate in energy and reserve markets. The proposed model is a mixed-integer nonlinear programming (MINLP) problem which is solved in GAMS software using DICOPT solver. A 32-bus distribution network including dispatchable generators, electric energy storage, wind turbine units, interruptible loads, and interties is used to evaluate the effectiveness and feasibility of the proposed method. Numerical studies show that by applying the proposed method, in comparison with fixed electricity price tariff, the distribution companies could increase the revenue of participants by modifying the consumption pattern. Also, they can operate the distributed energy sources in distribution network more efficiently

    Keywords: Microgrid, Distributed energy sources, Energy management, Demand response, Real time electricity pricing