فهرست مطالب

مهندسی برق و مهندسی کامپیوتر ایران - سال یازدهم شماره 2 (پیاپی 33، پاییز 1392)
  • سال یازدهم شماره 2 (پیاپی 33، پاییز 1392)
  • الف- مهندسی برق
  • 60 صفحه،
  • تاریخ انتشار: 1392/10/10
  • تعداد عناوین: 8
|
  • ناصر بیابانی، مریم رمضانی، حمید فلقی صفحه 57
    منابع تولید پراکنده افزون بر مزایای بسیار زیادی که برای سیستم قدرت به همراه دارند، دارای معایبی نیز هستند. افزایش نفوذ این تجهیزات در سیستم قدرت، در کنار اثرات مطلوبی چون کاهش توان دریافتی از شبکه بالادست، می تواند به اضافه بار در زمان های کم باری سیستم منجر شود. از این رو در مطالعات اخیر، تلاش های فراوانی برای رفع موانع افزایش نفوذ این منابع صورت گرفته است. استفاده از سیستم های ذخیره ساز انرژی یکی از روش هایی است که با جلوگیری از عیوب ممکن منابع تولید پراکنده، می تواند باعث افزایش نفوذ این منابع در سیستم های قدرت شود. سیستم های ذخیره ساز انرژی با ذخیره سازی انرژی در ساعات کم باری و تحویل آن به شبکه در ساعات پیک، می توانند افزون بر کاهش تلفات شبکه توزیع، نفوذ منابع تولید پراکنده را نیز افزایش دهند. در این مقاله پس از تشریح مسایل مکان یابی منابع تولید پراکنده و سیستم های ذخیره ساز انرژی، جایابی هم زمان منابع تولید پراکنده و سیستم های ذخیره ساز انرژی با هدف کاهش تلفات شبکه توزیع ارائه شده است. نتایج به دست آمده با استفاده ازالگوریتم ژنتیک نشان می دهد مکان یابی هم زمان منابع تولید پراکنده و سیستم های ذخیره ساز انرژی نسبت به جایابی جداگانه آنها، می تواند نفوذ منابع تولید پراکنده را افزایش داده و تلفات شبکه توزیع را به مقدار بیشتری کاهش دهد.
    کلیدواژگان: افزایش نفوذ منابع تولید پراکنده، الگوریتم ژنتیک، جایابی هم زمان، سیستم های ذخیره ساز انرژی
  • مهدی صمدی، محمدحسین جاویدی، محمد صادق قاضی زاده صفحه 66
    امروزه برنامه های پاسخگویی بار مورد توجه فراوانی قرار گرفته اند. با گسترش این برنامه ها، مشتریان می توانند مشابه سمت تولید، در بهره برداری سیستم مشارکت کنند و بر این اساس نیاز به بازبینی مدل های برنامه ریزی سیستم قدرت احساس می شود. در این مقاله به مدل سازی اثرات پاسخگویی بار بر برنامه ریزی توسعه تولید پرداخته شده و تاثیرات، از دو دیدگاه مشتریان و شرکت های تولید بررسی شده است. مدل به کار رفته در این مقاله منطبق با ساختار غیر متمرکز بازارهای برق کنونی می باشد. در این راستا تاثیر پاسخگویی بار، بر تصمیم به سرمایه گذاری در واحدهای تولیدی جدید مورد بررسی قرار گرفته و کاهش نیاز به ظرفیت های جدید یا تعویق آن با ارائه یک شاخص جدید ارزیابی شده است. همچنین تغییرات در هزینه سرمایه گذاری در واحدهای تولیدی جدید و نیز تغییرات هزینه های پرداختی توسط مشتریان، در نتیجه پاسخگویی بار، تجزیه و تحلیل شده است. روش پیشنهادی روی شبکه 30 باسه استاندارد IEEE آزمایش شده و نتایج به دست آمده ارائه و تحلیل شده اند.
    کلیدواژگان: بار کشسان، برنامه ریزی توسعه تولید، پاسخگویی بار
  • سیدمصطفی عابدی، محمودرضا حقی فام صفحه 75
    روش های پیشین تنظیم شبکه های توزیع انرژی الکتریکی مانند روش نرخ بازگشت، سرپوش قیمت، سرپوش قیمت به علاوه طرح پاداش و جریمه، انگیزه لازم برای سرمایه گذاری بهینه در شبکه را فراهم نمی کنند. به این معنا که روش نرخ بازگشت منجر به سرمایه گذاری بیشتر از حد مطلوب و روش سرپوش قیمت منجر به کاهش سرمایه گذاری در شبکه می گردد. روش طرح جریمه و پاداش به علاوه سرپوش قیمت نیز به علت ارائه قابلیت اطمینان و انرژی به صورت کالای واحد امکان توزیع بهینه سرمایه در شبکه را فراهم نمی کند. به منظور رفع معضل سرمایه گذاری بهینه، در سال های اخیر روش بیمه به عنوان راهکاری جایگزین برای تنظیم شبکه های توزیع ارائه شده که امکان جداسازی خدمات قابلیت اطمینان از خدمات انرژی و در نتیجه توزیع بهینه سرمایه در شبکه را فراهم می کند.
    این مقاله در گام نخست با مقایسه ساختار سرمایه گذاری در روش بیمه با ساختار سرمایه گذاری در روش های پیشین تنظیم، مزایای این روش به نسبت روش های قبل را بیان کرده و در گام دوم با بررسی تاثیرات منفی دو معضل سواری رایگان و تاخیر در سرمایه گذاری، لزوم و نحوه به کارگیری راهکاری متمرکز در کنار طرح بیمه را روشن می سازد.
    کلیدواژگان: بیمه قابلیت اطمینان، ساختار سرمایه گذاری، سواری رایگان، مدیریت سرمایه
  • بهرام نوشاد، مرتضی رزاز، سیدقدرت الله سیف سادات صفحه 83
    یکی از عملکردهای ناخواسته حفاظت دیفرانسیل ترانسفورماتور در طی برق دار کردن ترانسفورماتور قدرت باردار رخ می دهد که به آن پدیده فوق اشباع می گویند. در این مقاله پدیده فوق اشباع در طول برق دار کردن ترانسفورماتور قدرت سه فاز باردار بررسی شده و تاثیر آن بر عملکرد ناخواسته حفاظت دیفرانسیل مطالعه می شود. برای مدل کردن پدیده فوق اشباع، غیر خطی بودن شاخه مغناطیس شوندگی، اثر اشباع ترانسفورماتورهای جریان و مختلط بودن بار در نظر گرفته می شود. پیشامد عملکرد ناخواسته حفاظت دیفرانسیل در اثر پدیده فوق اشباع به فاکتورهای متنوعی بستگی دارد که از مهم ترین این پارامترها می توان به شار باقیمانده و زاویه شروع هدایت اشاره کرد که در این مقاله به ازای سناریوهای مختلف بررسی می شود. برای انجام مطالعات از نرم افزار MATLAB استفاده می شود.
    کلیدواژگان: حفاظت دیفرانسیل ترانسفورماتور قدرت سه فاز، پدیده فوق اشباع، جریان هجومی، عملکرد ناخواسته
  • مجید حسین پور، مصطفی محمدیان، علی یزدیان ورجانی صفحه 91
    در این مقاله عملکرد موازی اینورترهای سه فاز چهارساق در حضور بارهای نامتعادل و غیر خطی بررسی شده است. جهت کنترل اینورترهای موازی بایستی برای اینورتر دو حلقه کنترلی داخلی جریان و خارجی ولتاژ طراحی گردد. در این مقاله جهت حصول اطمینان از عملکرد مناسب سیستم پیشنهادی در حضور بارهای نامتعادل و غیر خطی، کنترل کننده تناسبی برای حلقه داخلی جریان و کنترل کننده تناسبی- رزونانسی برای حلقه خارجی ولتاژ پیشنهاد و طراحی شده است. سیستم پیشنهادی توانایی تغذیه بارهای متعادل، نامتعادل و غیر خطی را داشته و به همراه تقسیم توان دقیق بین اینورترهای موازی، ولتاژ سینوسی مناسبی را در دو سر بارها تامین می کند. نتایج شبیه سازی عملکرد مناسب سیستم پیشنهادی را نشان می دهند.
    کلیدواژگان: اینورتر چهارساق، موازی سازی اینورترها، تقسیم جریان، کنترل حلقه زنجیری
  • دیاکو عزیزی، محمدرضا علیزاده پهلوانی، احمد غلامی صفحه 98
    یکی از مهم ترین بخش های هر شبکه الکتریکی، کلیدهای قطع و وصل جریان و ولتاژ هستند که بر اساس نوع کاربرد و ساختمان آنها به چند دسته اساسی تقسیم می شوند. یکی از انواع طبقه بندی ها بر اساس ساختمان و ساختار عملکرد می باشد که بر این اساس کلیدهای گازی، خلا، روغنی، هوا فشرده، هوا مغناطیسی و... معرفی می شوند. در این میان کلیدهای گازی با توجه به قابلیت استفاده وسیع در سطوح ولتاژ بالا، به عنوان پرکاربردترین کلیدها شناخته می شوند و بر همین اساس، بررسی رفتار کلید در حالت های مختلف از جمله بررسی قوس الکتریکی تشکیل شده بین الکترودها در لحظه قطع کنتاکت ها از اهمیت خاصی برخوردار است. در این مقاله سعی شده بر اساس قوانین حاکم بر رفتار سیال در حوزه الکترومغناطیسی و معادلات MHD (مغناطیسی، هیدرودینامیکی) رفتار قوس الکتریکی به صورت دقیق مدل سازی و شبیه سازی شود. در ادامه پس از مدل نمودن قوس، تاثیر اعمال میدان های مغناطیسی خارجی بر روی قوس و حرکت آن در محفظه کلید جهت خنک سازی و خفه نمودن قوس در حالت دوبعدی با استفاده از نرم افزار تحلیل فیزیک چندگانه COMSOL شبیه سازی شده است.
    کلیدواژگان: جریان الکتریکی، قوس الکتریکی، کلید، ولتاژ
  • رسول فتحی پور، علیرضا صابرکاری صفحه 105
    در این مقاله یک رگولاتور ولتاژ با افت کم (LDO) بدون نیاز به خازن بیرونی ارائه شده که در آن به منظور صرفه جویی در مصرف توان، ایجاد مسیر سریع برای ارتقای عملکرد دینامیکی در برابر تغییرات گذرای بار و ایجاد فاصله بین قطب های مدار یک ضرب کننده خازنی بر پایه تقویت کننده جریان در داخل تقویت کننده خطا جاسازی شده است. رگولاتور LDO پیشنهادی در تکنولوژی μm 35/0 CMOS برای ایجاد ولتاژ خروجی V 8/1 به ازای افت ولتاژ mV 200 طراحی شده و قابلیت جریان دهی به محدوده وسیعی از بار بین 0 تا mA 100 را به ازای جریان خاموشی μA 22 دارد. برای انجام یک مقایسه منصفانه، تعدادی از LDOهای گزارش شده قبلی نیز توسط HSPICE و با به کارگیری مقادیر گزارش شده در خود مراجع شبیه سازی شده اند. نتایج شبیه سازی و مقایسه بر پایه عدد شایستگی (FOM) نشان دهنده بهبود مشخصات LDO پیشنهادی است.
    کلیدواژگان: تقویت کننده خطا، رگولاتور ولتاژ با افت کم، ضرب کننده خازنی، مسیر سریع
  • تقدیر و تشکر
    صفحه 112
|
  • N. Biabani, M. Ramezani, H. Falaghi Page 57
    In addition to the great benefits of distributed generation (DG) resources to power systems, there are some disadvantages. In spite of some benefits like decrease of received power from transmission grid, increment of DGs penetration can lead to voltage increase in distribution networks during off peak. Hence the recent efforts have been made to handle problems to increase the penetration of these resources. The use of energy storage systems (ESSs) is one of the ways to prevent defects may arise from use of DGs in power systems and can help to increase penetration of DGs in power systems. ESSs can save energy during off peak and deliver it to the network in peak hours; hence, these equipment can reduce power losses and prevent voltage deviation during off peak by increasing load due to ESS charging.In this paper, first DG allocation and ESS placement are introduced then simultaneous placement of DG and ESS to reduce power losses in the distribution network are described. The proposed models are solved using genetic algorithm as optimization tool. The obtained results show that simultaneous placement could increase DG penetration compared to the separate allocation of these devices and pro.
  • M. Samadi, M. H. Javidi (Ms) Ghazizadeh Page 66
    Demand response is becoming a promising subject in operation of restructured power systems. As a result, recently more attention is paid to demand response programs. Customers can contribute in operation of power systems by deployment demand response. The growth of customers’ participation in such programs may affect planning of power systems. Therefore, it seems necessary to consider the effects of demand response in planning approaches. In this paper, the impact of demand responsiveness on decision making in generation expansion planning is modeled. Then, avoidance or deferment in installation of new generating units is comprehensively investigated and evaluated by introducing a new simple index. In addition, changes in investment cost and total cost paid by customers are investigated. The effects of demand responsiveness are studied from both the customers’ and generation companies (Gencos) points of view. The proposed model has been applied to modified IEEE 30-bus system and the results are discussed.
  • S. M. Abedim., R. Haghifam Page 75
    Several regulation schemes such as Rate of Return (ROR) and Price Cap (PC) lack incentives for efficient investment. ROR lead to overinvestment and PC on the other hand lead to underinvestment. Regulator employs various forms of reward/penalty schemes (RPS) to cover inherent weaknesses in PC. Adding RPS allow utilities to make cost effective reliability improvements in response to changes in technology and costs but since this schemes result in consumers purchasing reliability and delivery as a single, optimal level of investment can’t be insured. To solve this problem, in the recent year, the Reliability Insurance Scheme (RIS) has been introduced which through it the reliability and delivery services are unbundled and so the efficient investment is insured. In this paper, firstly, the investment structure under RIS is compared to that of traditional regulatory schemes and, according to this comparison; the advantages of RIS are illustrated. In the second step, under RIS, the effects of free-riding and investment delay on the investment dynamics are evaluated and finally the centralized method for alleviating these effects is proposed.
  • B. Noshad, M. Razaz, S. G. Seifossadat Page 83
    One of the mal-operation of the power transformer differential protection that may occur during the energization of a loaded power transformer is the ultra-saturation phenomenon. In this paper, a new model to study the ultra-saturation phenomenon during the energizaton of a loaded three-phase power transformer is presented and its effect on the differential protection of the power transformer is considered. For modeling of the ultra-saturation phenomenon, the nonlinear characteristic of the transformer core and the saturation effect of current transformers are considered. It is assumed that the load of the power transformer is a resistive and an inductive load. The mal-operation of the differential protection depends on a variety of factors the most important parameters of which are inception angle and residual flux. In this paper the parameters mentioned will study in different cases. In this paper, simulation is done by MATLAB program.
  • M. Hosseinpour, M. Mohamadian, A. Yazdian Varjani Page 91
    This paper investigates the performance of four-leg parallel inverters sharing unbalanced and nonlinear loads. An inner current and external voltage control loops are considered to control the parallel four-leg inverters. In this paper, a proportional controller for the current internal loop as well as a proportional-resonant one for the voltage external loop are considered to support the proper performance of the system. The proposed system is able to feed balanced, unbalanced, and nonlinear loads and provides an appropriate sinusoidal voltage waveform for loads by accurately sharing power between the parallel inverters. Simulation results verify the accurate and proper performance of the proposed system.
  • D. Azizi, M. R. Alizadeh Pahlevani, A. Gholami Page 98
    In this paper, a dynamic arc model based on MHD (Magneto Hydro Dynamic) equations for a high voltage (HV) SF6 interrupter has been investigated and analyzed. Moreover, for simulating the insulating performance and interrupting characteristics of the SF6 interrupter, dynamic variation of the arc, such as arc moving in the presence of Lorentz force have been established, and the compressibility and viscosity of SF6 gas in the whole interrupting course has been taken into consideration. The mass-fraction equation is introduced to the model on the basis of traditional mass, momentum, and energy-balance equations. The distributions of temperature field, pressure field, and mass fraction in the arc chamber are calculated.
  • R. Fathipour, A. Saberkari Page 105
    In this paper, a CMOS output-capacitor-free low-dropout regulator (LDO) is presented in which a capacitor multiplier based on a current-mode amplifier is embedded into the error amplifier to enhance the dynamic specifications to load variations, pole splitting, and simultaneously power saving. The proposed LDO topology is designed and simulated in HSPICE in a 0.35 µm CMOS process to provide a 1.8 V output voltage with a 200 mV dropout for a wide range output current between 0-100 mA while its quiescent current is 22 µA. In order to have a fair conclusion, the article reveals a FOM-based comparison with other reported designs.