فهرست مطالب

مهندسی برق - سال چهل و چهارم شماره 3 (پیاپی 69، پاییز 1393)

نشریه مهندسی برق
سال چهل و چهارم شماره 3 (پیاپی 69، پاییز 1393)

  • تاریخ انتشار: 1393/05/12
  • تعداد عناوین: 6
|
  • علی عجمی، محسن محمودی، ابراهیم سیفی نجمی* صفحات 1-12
    : در این مقاله یک مبدل شش کلیدی که یک ساق آن از مقسم خازنی تشکیل شده به همراه یک اینورتر منبع ولتاژ برای اتصال دو منبع سه فاز AC تجدید پذیر به شبکه پیشنهاد شده است. با توجه به این که در ساختار پیشنهادی تعداد کلیدها کاهش یافته لذا قیمت کل سیستم و تلفات کلیدزنی کاهش می یابد. هم چنین سیستم کنترل پیشنهادی می تواند برای مبدل نه کلیدی در هنگام رخداد خطا در یکی از ساق های مبدل مورد استفاده قرار گرفته و منجر به افزایش قابلیت اطمینان سیستم گردد. سیستم کنترل و روش مدولاسیون، بهبود کیفیت شکل موج های جریان ورودی و خروجی و هم چنین ضریب توان واحد ورودی را تضمین می کنند. نتایج شبیه سازی ارائه شده تاثیرگذار بودن سیستم کنترل و روش مدولاسیون برای مبدل پیشنهادی را تایید می نمایند. هم چنین نتایج شبیه سازی، کنترل مستقل شارش توان در هریک از منابع تولید پراکنده را نشان می دهند. به علت غیر خطی بودن سیستم، در این مقاله برای به دست آوردن پارامترهای بهینه کنترل کننده شارش توان، از الگوریتمPSO استفاده شده است.
    کلیدواژگان: مبدل متصل به شبکه، مبدل سوئیچ کاهش یافته، منابع تولید پراکنده، منابع انرژی تجدیدپذیر
  • میثم غلامی*، جمال مشتاق صفحات 13-21
    بازیابی شبکه های توزیع پس از وقوع خطای اتصال کوتاه جز شرایط اضطراری در این شبکه ها محسوب می شود. به همین دلیل، بازیابی سریع و البته کارآمد شبکه در اسرع وقت به منظور افزایش قابلیت اطمینان شبکه، رضایت مصرف کنندگان و کاهش انرژی توزیع نشده، یکی از نیازهای مهم شبکه های توزیع محسوب می شود. در این مقاله یک روش ابتکاری سریع و کارآمد به منظور بازیابی شبکه های توزیع الکتریکی با در نظر گرفتن حذف بار ارائه شده است. به همین منظور چهار تابع هدف مختلف در نظر گرفته شده است. بیش ترین مقدار بازیابی بار، کم ترین تعداد عملکرد ممکن در تغییر وضعیت کلیدها، در نظر گرفتن حق تقدم مصرف کنندگان و کم ترین مقدار حذف بار این توابع هدف می-باشند. به منظور اطمینان از درستی نتایج در شرایط مختلف کار شبکه، سه سطح مصرف بار، برای بارهای مصرفی در نظر گرفته شده است. سریع و کارآمد بودن روش ارائه شده در شبکه توزیع بزرگ 119 باسه استاندارد IEEE، مورد آزمایش قرار گرفته است. کارآمد بودن روش ارائه شده کمک می کند تا بهترین انتخاب در برنامه بازیابی شبکه های توزیع صورت گیرد.
    کلیدواژگان: بازیابی سریع، وزن دهی کلیدها، حذف بار، شبکه توزیع
  • داود فاتح*، علی اکبر مطیع بیرجندی، رضا ابراهیم پور صفحات 23-31
    در این تحقیق، جایابی UPFC در زمینه پایداری دینامیکی به کمک ضریب مانده و مدهای بحرانی سیستم قدرت ارائه شده است. جایابی با کمک مدهای بحرانی، تعداد UPFC مورد نیاز برای بهبود میرایی نوسانات سیستم قدرت را مشخص می نماید. برای کنترل UPFC از کنترل کننده تکمیلی استفاده شده است. سیگنال ورودی به این کنترل کننده براساس مشارکت متغیرهای حالت سرعت ژنراتورها در مدهای بحرانی سیستم قدرت انتخاب شده است. تاثیر UPFC در بهبود پایداری سیستم قدرت با کمک رسم منحنی تغییرات سرعت و زاویه روتور ژنراتورها، مکان قطب های سیستم و دیاگرام بود بر روی سیستم قدرت IEEE 9-BUS شرح داده شده است.
    کلیدواژگان: پایداری دینامیکی، افزایش میرایی، جایابی UPFC، ضریب مانده، مدهای بحرانی
  • فرید کربلایی*، شهریار عباسی، حسین صابری صفحات 33-40
    حاشیه پایداری ولتاژ از طریق دنبال کردن منحنی های PV با استفاده از روش پخش بار تداومی قابل محاسبه است. این روش نیاز به انجام پخش بارهای متعدد و صرف زمان زیاد دارد. در مقالات مختلف نشان داده شده است که منحنی های PV، به ویژه در حوالی نقطه حداکثر بارگذاری، رفتاری شبیه به یک منحنی درجه دو دارند. از این موضوع برای تقریب منحنی های PV و محاسبه نقطه حداکثر بارگذاری استفاده شده است. این مقاله به تکمیل کارهای انجام شده با هدف کاهش حجم محاسبات می پردازد. به این منظور، به جای سه ضریب، از دو ضریب ثابت برای محاسبه تابع درجه دو استفاده شده و لذا محاسبه تابع درجه دو ساده تر می گردد، زیرا در صورتی که تنها از یک پخش بار استفاده شود، نیازی به محاسبه مشتق درجه دوم متغیرها نمی باشد. هم چنین سعی می شود که نقطه شروع، نزدیک به حد بارگذاری انتخاب شود. به این منظور مشابه گام تصحیح روش پخش بار تداومی، ولتاژ یکی از شین های ضعیف سیستم به عنوان معلوم در نظر گرفته می شود و بر اساس آن، ضریب بارگذاری تعیین می گردد. با هر تقریب منحنی PV، ولتاژ در نقطه حداکثر آن به عنوان ولتاژ نقطه سقوط سیستم انتخاب می شود. با این ولتاژ، ضریب بارگذاری مربوطه تعیین شده و مجددا تقریب منحنی PV انجام می شود. مراحل تا آنجا ادامه پیدا می کند که فاصله دو حد بارگذاری متوالی پیش بینی شده کم تر از 0/0005 باشند. شبیه سازی های انجام شده بر روی سه سیستم 14، 30 و 57 شینه IEEE موید کارآیی این روش است.
    کلیدواژگان: تقریب درجه دو، سقوط ولتاژ، حاشیه پایداری ولتاژ، پخش بار تداومی
  • فرهاد نامداری*، لیلا حاتم وند، نادر شجاعی صفحات 41-51
    خاموشی سراسری در شبکه های قدرت به دلایل مختلفی اتفاق می افتد. فروپاشی ولتاژ به عنوان یکی از مهم ترین این دلایل به خصوص طی سال های اخیر گزارش شده است، از این رو اهمیت بررسی موضوع فروپاشی ولتاژ آشکار می شود. در این راستا مقاله پیش رو هدف تحقیق در زمینه پایداری گذرای ولتاژ و جلوگیری از فروپاشی را در پیش گرفته و برای رسیدن به هدف خود از سیستم اندازه گیری ناحیه گسترده استفاده می کند. به منظور ارزیابی گذرای پایداری ولتاژ از یک شاخص ترکیبی جدید که عملکرد سریعی در ارزیابی دارد استفاده شده است. فروپاشی ولتاژ ریشه در کمبود توان راکتیو در شبکه دارد. از این رو شاخص جدید سه بخشی مورد استفاده، در یکی از بخش های خود توان راکتیو تولیدی کل سیستم را مورد پایش قرار می دهد. حوادث مهمی همچون از دست رفتن واحدهای تولیدی، قطع خطوط مهم شبکه و افزایش در بارگذاری به عنوان نمونه هایی هستند که در مقاله مورد بررسی قرار می گیرند. نتایج شبیه سازی طرح مقاله در محیط نرم افزار DigSILENT بر روی شبکه دینامیکی 39 شینه IEEE عملکرد سریع تر و مطمئن تر طرح پیشنهادی را نسبت به روش های نظیر نشان می دهد.
    کلیدواژگان: پایداری ولتاژ، واحد اندازه گیری فازوری، شاخص گذرای ارزیابی، حذف بار تطبیقی
  • مجید ولی زاده *، محمدرضا فیضی، ابراهیم بابایی، مهران صباحی صفحات 51-66
    : یکی از مهم ترین معیارهای خودروها پاسخ دهی با دینامیک بالا است، بنابراین از روش کنترل مستقیم گشتاور (DTC) برای درایو موتور القایی استفاده شده است. در این مقاله، از ترکیب باتری، ابرخازن و پیل سوختی برای تامین انرژی موتور القایی خودرو هیبرید استفاده شده است. استفاده از پیل سوختی می تواند محدودیت مسافت کوتاه طی شده به ازای یک بار شارژ نمودن باتری را حل نماید اما تغییرات زیاد ولتاژ به ازای تغییرات جریان از مشکلات پیل سوختی است که عملکرد روش DTC را مختل می نماید. در اینجا یک مدل دینامیکی جامع برای پیل سوختی ارائه شده و اثر پارامترهای مختلف مانند دما و فشار گازهای ورودی پیل سوختی ارزیابی شده است. برای خودرو هیبرید ساختاری پیشنهاد شده که قابلیت راه اندازی سرد را داشته و الگوریتم کلیدزنی آن به گونه‬ای است که قابلیت افزایش سرعت پاسخ دینامیکی گشتاور و کاهش ریپل گشتاور را دارد. هم چنین به منظور افزایش بازده و افزایش قابلیت کنترل پذیری خودرو، دو موتور القایی در خودرو استفاده شده که توسط یک اینورتر مشترک تغذیه و کنترل می شوند. در انتها عملکرد خودروی هیبرید در طی نمودن یک سیکل رانندگی استاندارد ارزیابی شده و نشان داده شده که سیستم ارائه شده از دقت و سرعت پاسخ دهی بالایی برخوردار است.
    کلیدواژگان: پیل سوختی، خودروی هیبرید، کنترل مستقیم گشتاور، اینورتر 9 کلیدی، ریپل گشتاور
|
  • A. Ajami, M. Mahmoudi, E. Seifi Najmi* Pages 1-12
    In this paper, a 6-switche converter is suggested which consists of a capacitor divider in one of its legs with a Voltage source inverter in order to integrate the 2 renewable three-phase AC sources to utility. Given that in the suggested structure the number of switches is reduced so, it causes a considerable reduction in price of the system and switching losses. Also the presented control scheme can be used in the 9-switches converter when one of the legs is failed. This subject increases the reliability of system. The control scheme and modulation method guarantee the quality of input and output current waveforms and unity power factor of each renewable sources. The presented simulation results validate the efficiency of the proposed control system and modulation method for suggested converter. Also the presented simulation results show the dependent power flow control for each one of distributed sources. Due to the nonlinearity of the system, in this paper the particle swarm optimization (PSO) is applied to find the optimum Values of parameters of power flow controller.
    Keywords: Grid, tie converter, Reduced count Switch Converter, Distributed Generation Sources, Renewable energy Source
  • M. Gholami*, J. Moshtagh Pages 13-21
    After fault occurrence, service restoration in Power Distribution Networks (PDNs) is an emergency condition. Therefore, immediate restoration of out-of-service areas requires fast evaluation and effectiveness solution for keeping customer’s satisfaction and increasing network’s reliability. This paper proposes a fast and effective method based on a new heuristic algorithm for service restoration implementation in PDNs considering Load Shedding. The proposed problem formulation consists of four different objective functions: First, maximizing the amount of total load restored, second, minimizing the number of the switching operations, third, considering customer’s priority, and finally, minimizing total Load Shedding. For showing the validity of results in different condition, three levels for load demand have been considered. The fastness and effectiveness of this approach has been tested on the IEEE 119-bus PDN.
    Keywords: Fast Service Restoration, switches weighting, Load Shedding, Distribution Network
  • D. Fateh *_A. A Motie Birjandi_R. Ebrahimpour Pages 23-31
    In this research, placement of UPFC is presented on dynamic stability by using the residue factor and critical modes of power system. The placement by using critical modes determines the requirement number of UPFC to enhance damping of power system oscillations. The supplementary controller is used to control UPFC The input signal for this controller is selected based on the participation of the generators speed state variables in the critical modes of power system. The effectiveness of UPFC in power system stability enhancement are demonstrated on IEEE 9-BUS system by drawing the speed and angle deviations curve of generators, the system poles locations and Bode diagram.
    Keywords: Dynamic stability, Enhancement of damping, Placement of UPFC, Residue factor, Critical modes
  • Farid Karbalaei*, Shahriar Abasi, Hossein Saberi Pages 33-40
    Voltage stability margin can be calculated by tracing PV curves using the Continuation Power Flow (CPF) method. This method needs many power flow solutions and consequently a large number of computation times. It is well known that the behavior of PV curves, especially near the critical point, is similar to a quadratic function. This is used in some papers to approximate PV curves and calculate maximum loading point by minimum number of power flow runs. This paper aims to complete previous works so that the computational efforts are reduced and the accuracy is maintained. To do this, a quadratic function with two constant coefficients, instead of three ones, is used. This makes the calculation of the quadratic function simpler because the determination of the second-order sensitivities is no longer needed. Also a method is proposed to select the initial operating point near the critical point. For this purpose, in the power flow equations, the voltage magnitude at one of the weak buses is assumed to be known and the loading Factor is unknown instead. This is also used to determine the next operating point, after every approximation of PV curves. The approximations continue until the difference between the calculated voltage stability margins in successive iterations becomes less than 0.0005. The simulations are performed on three IEEE test systems show the effectiveness of the proposed method.
    Keywords: Quadratic approximation, Voltage collapse, Voltage stability margin, Continuation power flow
  • F. Namdari*, L. Hatamvand, N. Shojaei Pages 41-51
    One of the three aspects of the stability in power systems is voltage stability. Since voltage collapse can be a reason of the global blackout in power networks, the importance of this study is revealed. In this regard, this paper focuses on transient voltage stability problem and to achieve this goal we use wide area measurement system. To transient voltage stability assessment, a novel fast index is used. The index in one of its three parts monitors the produced reactive power in the network. Important events like generator outage, line outage and load increasing are studied in the paper. Simulation results in the DIgSILENT Power Factory software on IEEE 39 buses dynamic system demonstrate the efficiency of proposed approach with respect to other methods.
    Keywords: Voltage Stability, Phasor Measurement Unit, Transient assessment Index, Adaptive Load Shedding
  • M.Valizadeh *, M.R. Feyzi, E.Babaei, M. Sabahi Pages 51-66
    In this paper combination of battery, ultra capacitor and fuel cell are used to feed induction motor which used in hybrid vehicle. Fast dynamic response is one of the critical criteria in hybrid vehicles. So in this paper Direct Torque Control (DTC) method has been used. Fuel cell can solve some of electrical vehicle problems but large variation of fuel cell output voltage can derange DTC. In this paper an accurate fuel cell dynamic model has been extract and effect of important parameters such as temperature and pressure have been analyzed. The proposed structure for hybrid vehicle has cold start capability. Also in order to increase efficiency and controllability, two induction motors are used in vehicle which a common inverter is used to drive them.Finally hybrid vehicle has been tested in standard driving cycle which results show ability of proposed structure and control method.
    Keywords: Fuel cell, Hybrid vehicle, Direct torque control, Torque ripple, Energy management