فهرست مطالب

کیفیت و بهره وری صنعت برق ایران - پیاپی 2 (پاییز و زمستان 1391)

مجله کیفیت و بهره وری صنعت برق ایران
پیاپی 2 (پاییز و زمستان 1391)

  • تاریخ انتشار: 1391/10/11
  • تعداد عناوین: 7
|
  • محمد خلیلی، مجتبی خدرزاده، محمد مرادی دالوند صفحات 1-7
    با تغییر دیدگاه بهره برداری سیستم قدرت از کنترل متمرکز به نامتمرکز در بستر شبکه های هوشمند و ریزشبکه ها، استفاده از ظرفیت های مصرف کنندگان در مدیریت بار توجه بسیاری را به خود جلب کرده است. با توجه به وجود بارهای مختلف از نظر اولویت تغذیه، مصرف کنندگان می توانند با ارائه میزان بار قابل قطع یا جابجایی خود در قیمت های مختلف، به مرکز کنترل ریزشبکه در بهینه سازی بهره برداری از ریزشبکه و تامین انرژی بار های بحرانی کمک کنند. قیمت دهی مصرف کننده می تواند در کاهش هزینه های بهره برداری، مخصوصا زمانی که قیمت های بازار بالاست، بسیار مفید باشد. در ضمن با این روش مصرف کنندگان می توانند از پرداخت هزینه های زیاد برای بارهای کم اهمیت خود جلوگیری کنند. در این مقاله مدلی جهت بررسی تاثیر قیمت دهی مشترکان بر بهره برداری از ریزشبکه ها با در نظر گرفتن انواع مصرف کننده و اولویت های مختلف بار ارائه شده است. نتایج بدست آمده نشان دهنده صلاحیت این مدل برای شبیه سازی قیمت دهی مصرف کنندگان می باشد.
    کلیدواژگان: پاسخ تقاضا، قیمت دهی مصرف کننده، اولویت بار، ریزشبکه
  • علی شمس نیا، سید حسین حسینی، سعید دانیالی صفحات 8-18
    درمقاله حاضر به معرفی مدار اینورتر هیبرید با منابع انرژی سلول خورشیدی و توربین بادی خواهیم پرداخت که در این مدار بکارگیری اینورتر واحد برای هردو منبع ورودی، باعث کاهش هزینه و ساده تر شدن مدار سیستم گردیده است. از آنجائیکه مشخصه P-V سلول خورشیدی و توربین بادی تحت شرایط مختلف دارای یک نقطه ماکزیمم توان است، ازالگوریتم MPPT برای بکارگیری این نقطه کار بهینه استفاده شده است. لازم به ذکر است که بکارگیری یک الگوریتم MPPT ترکیبی و جدید برای سلولهای خورشیدی امکان ردیابی سریع و دقیق نقطه کار بهینه آنها تحت شدت نورهای مختلف را فراهم کرده است و به این ترتیب عیب عمده الگوریتمهای قبل در این الگوریتم برطرف شده است. علاوه بر بخش های مذکور، سیستم حاضر شامل یک قسمت سوخت هیدروژن Backup برای انجام وظایف باطری نیز می باشد. توان تولیدی توسط منابع مختلف سیستم به یک لینک DC مشترک تزریق می شود تا اینورتر تکفاز متصل به این لینک توان مذکور را برای تغذیه بارهای AC خروجی بکار گیرد. نتایج شبیه سازی این سیستم نشان از عملکرد مطلوب آن دارد. همچنین در این مقاله مدل جدیدی برای سلولهای خورشیدی ارائه شده است که عملکرد بهتری نسبت به مدل متداول منبع جریانی دارد و رفتار سلول خورشیدی واقعی را بسیار دقیقتر و بهتر شبیه سازی می نماید در عین حال اعمال تغییرات محیطی به این مدل به سادگی امکان پذیر است.
    کلیدواژگان: انرژی های تجدیدپذیر، ردیابی نقطه کار بهینه (MPPT)، باطری خورشیدی، توربین بادی با PMSG، اینورتر تکفاز تمام پل، رگولاسیون ولتاژ خروجی
  • مهندس مهدی صدقی، مسعود علی اکبر گلکار، محمود رضا حقی فام صفحات 19-28
    در مطالعه قابلیت اطمینان سیستم های قدرت، نرخ خطا پارامتری مهم است. نرخ خطا در مطالعات شبکه های توزیع معمولا به طور تقریبی ثابت در نظر گرفته می شود ولی به طور دقیق تر و در عمل، پارامتری متغیر است که به عوامل داخلی و خارجی زیادی بستگی دارد. برای پیش بینی نرخ خطای متغیر، از وقایع قبلی و داده های آماری آنها استفاده می شود. در این مقاله، نرخ خطای متغیر در شبکه های توزیع فشار متوسط هوایی در اثر برخورد درختان مورد بررسی قرار گرفته است. از آنجا که جمع آوری و تعیین داده های آماری همواره با خطاهایی همراه است، برای کاوش در داده ها و حذف داده های پرت از روش تحلیل عاملی استفاده شده است. سپس برای پیش بینی نرخ خطا از یک شبکه عصبی چند لایه پرسپترون استفاده شده است. شبکه عصبی مذکور پس از آموزش، برای تحلیل ورودی ها نیز مورد استفاده قرار می گیرد. مطالعات عددی بر روی یک شبکه توزیع نمونه با 32 فیدر نشان می دهد که روش های تحلیل عاملی و شبکه عصبی در تحلیل حساسیت، نتایج یکدیگر را تایید می کنند. ضمنا روش مذکور می تواند هم برای مدلسازی ساده تر و کاهش پیچیدگی ها و هم برای حذف داده های پرت و افزایش اطمینان در پیش بینی نرخ خطا مورد استفاده قرار گیرد.
    کلیدواژگان: شبکه توزیع، قابلیت اطمینان، کیفیت توان، تحلیل عاملی، کاوش داده ها
  • محمد مهدوی مزده، مرتضی باقرپور، آزاده صوفی پور صفحات 29-37
    مدیریت ارزش حاصله رویکردی جهت یکپارچه سازی مدیریت زمان و هزینه در چارچوب مدیریت محدوده پروژه است. همچنین از کاربردهای دیگر این روش تخمین هزینه های پروژه در نقطه تکمیل، عمدتا با استفاده از عملکرد گذشته است. امروزه یکی از مهمترین چالش هایی که مدیران پروژه های بزرگ کشور از جمله مدیران پروژه های مربوط به صنعت برق با آن روبرو هستند، انتخاب دقیق ترین روش برآورد هزینه تکمیل پروژه به منظور بهبود در پیگیری وضعیت پروژه و نظارت برآن می باشد. همچنین آنها در مواجهه با محدودیت های بودجه خود، نیازمند برآوردی قابل اطمینان و مکرر از هزینه ها می باشند. در مبحث ارزش حاصله، مباحثی مطرح شده است که با استفاده از آنها می توان آینده پروژه را پیش بینی نمود. یکی از آنها برآورد هزینه تکمیل پروژه میباشد. در این راستا چند فرمول ریاضی (شاخص عملکردی) توسط محققان مختلف توسعه داده شده است. اما همچنان بر روی استفاده از یک فرمول خاص برای پروژه ها اتفاق نظر وجود ندارد. در این تحقیق، مدلی با درنظر گرفتن تاثیر عوامل کیفی و متغیرهای مجازی در روابط مربوط به برآورد هزینه تمام شده پروژه، پیشنهاد شده است در نهایت مدل پیشنهادی در پروژه ای واقعی پیاده سازی گردیده است. نتایج حاصل، نشان میدهد که عمدتا این مدل پیشنهادی دارای خطای کمتری نسبت به روش های سنتی می باشد.
    کلیدواژگان: هزینه، مدیریت ارزش حاصله، برآورد هزینه پروژه در نقطه تکمیل، عملکرد، نظارت بر پروژه، پیش بینی
  • سید جلال سید شنوا استادیار، علی قاسمی دانشجوی دکتری صفحات 38-48

    در دهه‎های اخیر با سمتگیری شبکه قدرت به سمت تغییر و تجدید ساختار شدن در مکانیزم بازار و صنعت، خدمات توان راکتیو مستقل از سایر خدمات به عنوان یکی از مباحث سرمایه گزاری برای شرکت‎های مختلف، مورد توجه قرار گرفته است. در نتیجه این تغییرات، ایجاد مدلی کارآمد به گونه ای که بخش‎های بیشتری از جنبه های مساله برنامه ریزی توان راکتیو را پوشش دهد، از مهمترین اصول برنامه ریزی توان راکتیو شده است. به همین دلیل، در این مقاله، مدلسازی برنامه ریزی توان راکتیو به منظور کاهش تلفات شبکه، افزایش پایداری ولتاژ، افزایش قابلیت اطمینان شبکه و کاهش هزینه سرمایه‎گزاری به عنوان یک مساله چند هدفه متضاد از هم در نظر گرفته شده است. علت تضاد به خاطر ماهیت متفاوت بین تابع هزینه، تلفات و ولتاژ می‎باشد که نمی‎توان همه این پارامترها را در یک تابع هدف خلاصه نمود. انگیزه این مقاله پیدا کردن رویکرد بازار مناسب و رویکرد تنظیم برای مدیریت توان راکتیو به عنوان یک مساله دراز مدت و غیر خطی در سیستم مورد مطالعه می باشد. طراحی بازار که در آن تمام منابع موجود توان راکتیو برای مشارکت در نظر گرفته، پیشنهاد شده است. برای حل مساله پیشنهاد شده از روش بهبود یافته چند هدفه جفت گیری زنبور عسل (HBMO) مبتنی بر نظریه آشوب استفاده شده است. همچنین از سیستم مرتب سازی غیر خطی و مکانیزم فازی برای تعیین بهترین جواب با توجه به مجموعه جواب های ایجاد شده از فضای پارتو استفاده شده است. روش پیشنهادی بر روی سیستم های مختلفی مورد بحث و بررسی قرار گرفته است و نتایج بدست آمده از آن با سایر روش ها مقایسه شده است. جستجوی مناسب، بهگزینی بهترین جوابو ارتقا و تقاطع نسل ها از ویژگی های بارز این روش می باشد.

    کلیدواژگان: برنامه ریزی بازار برق، توزیع توان راکتیو، معیار پارتو، تئوری فازی، روش HBMO
  • مهدی صمدی، محمدحسین جاویدی، محمد صادق قاضی زاده صفحات 49-57
    در سالهای اخیر استفاده از برنامه های پاسخگویی بار برای بهبود بهره برداری از سیستم قدرت، مورد توجه فراوان واقع شده است. پاسخگو بودن تقاضا و تاثیر آن بر قیمت تسویه بازار که مشوق اصلی سرمایه گذاری می باشد، موجب تغییرات جدی در روند توسعه تولید می شود. تا به حال در مدلهای سرمایه گذاری تولید، معمولا بار بدون کشش قیمتی فرض می شده است. با گسترش روز افزون شبکه های هوشمند، این فرض خدشه دار می شود. در این مقاله مسئله سرمایه گذاری در توسعه تولید شامل منابع انرژی نو، در یک سیستم شامل بارهای پاسخگو، با استفاده از برنامه ریزی پویای تصادفی مدلسازی شده است. در این مدل، عدم قطعیت در تولید و عدم قطعیت در عملکرد بار پاسخگو لحاظ گردیده است. در این راستا با مدلسازی فعل و انفعال بین قیمت و بار پاسخگو، قیمت تسویه بازار تعیین می گردد. برای آنالیز نتایج شبیه سازی، چند شاخص بلند مدت پیشنهاد و مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده، اثرات قابل توجه پاسخگویی بار را بر کاهش قیمت، کاهش خاموشی ها و افزایش قابلیت اطمینان بصورت کمی نشان می دهد.
    کلیدواژگان: پاسخگویی بار، سرمایه گذاری تولید، انرژی های نو، برنامه ریزی پویای تصادفی
  • مهدی احمدی جیردهی، مهرداد طرفدارحق، کاظم زارع صفحات 58-67
    اجرای دقیق تخمین حالت (SE) در سیستم های قدرت بستگی به مقادیر درست ورودی ها شامل اندازه گیری ها و پارامترهای خطوط دارد. از طرفی دیگر، بروز خطاها در مقادیر اندازه گیری ها و پارامترهای خطوط دور از انتظار نیست که درصورت عدم شناسایی و اصلاح درست این نوع خطاها، تخمین نادرستی از متغیرهای حالت به دست می آید. در این مقاله، روشی کارا و مفید در تخمین حالت دینامیکی (DSE) برپایه فیلتر کالمن (KF) پیشنهاد شده است که قادر به شناسایی و اصلاح همزمان خطاهای اندازه گیری و پارامتری خطوط در سیستم های قدرت می باشد. در روش پیشنهادی، پس از شناسایی خطاها توسط بردارهای باقیمانده نرمالیزه و ضرایب لاگرانژ نرمالیزه، مقادیر درست اندازه گیری ها و پارامترهای خطوط خطادار با معادلات پیشنهادی جایگزین مقادیر نادرست می شود. در نهایت، روش پیشنهادی بر روی سیستم تست 14 باسه IEEE در سناریوهای مختلف بروز خطاها اعمال شده است و شاخص های مختلفی برای ارزیابی الگوریتم پیشنهادی معرفی شده است. نتایج شبیه سازی در این سناریوها، نشان دهنده کارآیی و دقت بسیار بالای الگوریتم پیشنهادی می باشند.
    کلیدواژگان: تخمین حالت دینامیکی، فیلتر کالمن، شناسایی و اصلاح خطاها، خطاهای اندازه گیری و پارامتری خطوط
|
  • Mohammad Khalili Pages 1-7
    By changing the method of power system operation from centralized to decentralized control due to the development of smart grids and micro-grids، the using of ability of consumers for demand management has attracted much attention. Due to presence of different loads in feeding priority، consumers can help the micro-grid operator for better operation and supply the critical loads. This can be done by offering the amount of shifable and curtailable load in different price values; so، each consumer can determine the load priority for own demand in each period of time. Demand response programs have become one of the most effective methods to improve the demand profile and reduce the energy supply costs. In this paper، a new model for demand side bidding considering load priorities has been proposed. The results show the model is indeed capable of obtaining better demand side management.
    Keywords: demand response, demand side management, load priority, micro, grid
  • Ali Shamsnia, Hossein Hosseini, Saeed Danyali Pages 8-18
    In this paper a hybrid inverter with input energy sources of sun light and wind is proposed in which use of single inverter for both of the input sources، has reduced the cost and simplify the power circuit. Since P-V characteristics of PV cell and wind turbine are almost identical، MPPT algorithm has been employed for them both to absorb maximum power from these energy sources in different weather conditions. In addition، use of a new، combined MPPT algorithm for PV cells has solved problem of tracking MPP under low light conditions. DC-DC converters placed between the sources and a common DC link، make realization of the MPPT algorithms possible. In addition to presented parts، this system includes a backup hydrogen fuel cell. The hydrogen needed for this part is produced by a catalyzer when there is extra produced electrical energy than needed by load and at the case of fewer production than load demand، the stored hydrogen drives fuel cell to compensate shortage. Inverter of this system is a full bridge single-phase one driven by SPWM switching algorithm to regulate the output voltage under small load variations. Regulation of output voltage against larger load variations is obtained using fuel cell. Also، a new model for PV cell is proposed in this paper which imitates PV cell behavior much more closely than common current source model.
    Keywords: Renewable energies, Maximum Power Point Tracking (MPPT), PV cell, Wind turbine with PMSG, Full bridge single, phase inverter, Voltage regulation
  • Mahdi Sedghi, Dr. Masoud Aliakbar-Golkar, Dr. Mahmoud-Reza Haghifam Pages 19-28
    Failure rate is an important parameter in the reliability study of power systems. Failure rate of distribution feeders is usually considered as a constant parameter in power distribution systems study; however in fact، it is a variable parameter which is dependent on various internal and external factors. The historical and statistic data is used to predict the variable failure rate. In this paper، the vegetation-related variable failure rate of overhead distribution feeders is considered for analysis and prediction. Whereas the collected statistic data usually contains practical errors and noises، here the Factor Analysis is used for data mining and removing the outliers. Then، a multi-layer artificial neural network is used to predict the failure rate. Moreover، the neural network is used to analyze the input data. Case studies of a typical 32-feeder distribution network show that the factor analysis and neural network methods emphasize their results. The proposed method can be implemented to reduce complexity، remove the outliers and increase reliability of the prediction.
    Keywords: Distribution Network, Reliability, Power Quality, Factor Analysis, Data Mining
  • Dr Mohammad Mahdavi Mazdeh, Dr Morteza Bagherpour, Azadeh Soofey Pour Pages 29-37
    Accurate forecasting of an ongoing project cost is a major issue in project monitoring. One of the challenges faced by project managers is selection of the most accurate cost Estimate at Completion (EAC) method to improve tracking their projects. To assist in the task، This research considers the effect of some qualitative variables such as delay in payment، weather condition and material availability in the model. Besides، one forecasting algorithm is presented to obtain more accurate solutions. The model is successfully implemented through a case study. The results for model are shown to be sufficiently reliable for general application of the forecasting method.
    Keywords: Cost, Earned Value Management, Estimate At Completion, Performance, Project monitoring, forecasting
  • Pages 38-48

    The key of Reactive Power Planning (RPP)، or Var planning and reactive power dispatch، are the optimal allocation of reactive power sources considering location and size. Traditionally، the locations for placing new Var sources were either simply estimated or directly assumed. Recent research works have presented some rigorous optimization based methods in RPP. The reactive power dispatch and planning is a large-scale non-convex، nonlinear programming (NLP) problem with real and discrete variables that presents a high degree of complexity for application in real electric power systems (EPS). This paper addresses an improved Honey Bee Mating Optimization (HBMO) with strength Pareto front to find the feasible optimal solution of the RPP problem with various generator constraints in power systems. For practical generator operation، many nonlinear constraints of the generator، such as ramp rate limits، generation limits، transmission line loss and non-smooth cost functions are all considered using the proposed method. Effectiveness of the proposed method is demonstrated for two different systems، including 6 and 54 unit generating in comparison with the performance of the other recently optimization algorithms reported in the literature in terms of the solution quality and computation efficiency. The results analysis confirms that the proposed approach has an excellent capability to determine optimal solution of the RPP problems over the other existing methods and enhances efficiently the solutions quality of the power systems.

    Keywords: HBMO, Pareto front, Optimization, Reactive power planning, Non, linear constrains
  • Mahdi Samadi, Mohammad Hossein Javidi, Mohammad Sadegh Ghazizadeh Pages 49-57
    Attention has been paid to the Demand Response (DR) programs in recent years to improve the power system operation. Demand Response affects market clearing price، which is the main motivation for investment، and thus the trend of investment on generation expansion will be affected. So far، the demand has been considered inelastic for modeling the investment on generation expansion. However، increasing the deployment of smart grid has waived this assumption. In this paper، we have used stochastic dynamic programming for modeling the generation expansion problem. We have considered both the renewable resources and demand response in modeling. In the proposed model، the uncertainty in generation and the accuracy of the price responsive demand performance are considered. In this regard، the market clearing price is determined by interaction between price and the price responsive demand. Some long-term indices are proposed and using the simulation results، they are evaluated. The achieved results، quantitatively confirm that the demand response results in decreasing the price and the outages and therefore improving the reliability.
    Keywords: Demand Response, Generation Investment, Renewable energy, Stochastic Dynamic Programming
  • Mehdi Ahmadi Jirdehi, Mehrdad Tarafdar Hagh, Kazem Zare Pages 58-67
    The accurate performance of the state estimation (SE) in power systems depends on the correct values of inputs including of measurements and lines parameters. On the other hand، errors occurrence in measurements and lines parameters values is not out of prospect which if these errors are not identified and corrected، inaccuracy estimation of state variables are obtained. In this paper، an efficient and useful method is proposed in dynamic state estimation (DSE) based on filter kalman (KF) that is capable to identify and correct of simultaneous measurements and lines parameters errors in power system. In the proposed method، after the errors identification by normalized residual and Lagrange multipliers vectors، the correct values of erroneous measurements and lines parameters using proposed functions substituted of incorrect values. Finally، the proposed method is applied on IEEE 14-bus test system in various scenarios of errors occurrence and various indexes are presented for evaluation of the proposed algorithm. Simulation results in these scenarios show the very high accuracy and efficiency of the proposed algorithm.
    Keywords: Dynamic state estimation, Kalman filter, Identification, correction of errors, Measurements, lines parameters errors