چالش ها، پیشرفت ها و مسیرهای آینده در حفاظت از ریزشبکه های هیبریدی AC/DC

Challenges, advances and future directions in protection of hybrid AC/DC microgrids

چکیده
1- مقدمه
2- ریزشبکه های AC/DC ترکیبی
3- چالش های حفاظتی در ریزشبکه ها
4- راه حل ها برای چالش های حفاظت از ریزشبکه
5- جهت های تحقیقاتی آینده و موضوعات باز
6- نتیجه گیری
منابع

چکیده
ریزشبکه های ترکیبی که شامل زیرشبکه های AC و DC متصل شده توسط رابط های الکترونیک قدرت می باشند توجه بیشتری را در سال های اخیر به خود جلب کرده اند. آن ها نه تنها می توانند مزیت های اصلی هر دو پیکربندی AC و DC را ترکیب کنند، بلکه می توانند تعداد مبدل ها در ارتباط منابع تولید پراکنده، سیستم های ذخیره سازی انرژی و بارها برای باس های AC یا DCرا نیز کاهش دهند. در این مطالعه، ساختار ریزشبکه های ترکیبی بحث می شود و سپس یک بررسی گسترده از دستگاه ها و روش های حفاظتی موجود برای زیرشبکه های AC و DC ارائه می شود. بعد از توصیف، تحلیل و طبقه بندی طرح های موجود، برخی جهت های تحقیقاتی شامل زیرساخت های ارتباطی، طرح های حفاظتی و کنترل ترکیبی و دستگاه های مورد اطمینان برای تحقق ریزشبکه-های AC/DC ترکیبی آینده اشاره می شوند.

2- ریزشبکه های AC/DC ترکیبی
تا به امروز، سیستم های قدرت مبتنی بر ACرایج ترین معماری بوده اند که برای اکثر پروژه های تحقیقاتی ریزشبکه استفاده می شود. چونکه طراحی و مدل سازی سیستم های AC بسیار ساده تر از DC است، تعداد زیادی از ریزشبکه ها در سراسر جهان براساس این فناوری ایجاد شده اند ]12،13[. چالش های اقتصادی و فنی مربوط به کارکرد سیستم های AC منجر به این شده است که محققان دانشگاهی و مهندسین سیستم قدرت تحقیقاتی را بر امکان پذیری سیستم های انرژی DC انجام دهند. نتایج تحقیقات نشان داده است که سیستم های DC نه تنها می توانند کارایی شبکه را با کاهش تعداد مبدل های قدرت برای منابع DG مبتنی بر DC و ESSها افزایش دهند، بلکه می توانند کیفیت توان و ظرفیت انتقال بالاتری را در مقایسه با سیستم های AC نیز فراهم کنند.

ساختار ترکیبی برای ترکیب مزیت های هر دو ریزشبکه AC و DC طراحی می شود. این ساختار شامل دو زیرشبکه AC و DC مستقل است، که هر کدام شامل منابع DG، ESSها و بارهای مخصوص به خودشان هستند؛ همچنین، به منظور جلوگیری از اتلاف توان در طول فرآیندهای تبدیل، انتقال توان بین دو زیرشبکه کمینه می شود ]18،19[. وظیفه مبدل واسطه ارسال/دریافت توان فعال به/از زیرشبکه DC برای فراهم کردن توان راکتیو برای زیرشبکه AC می باشد. معماری یک ریزشبکه AC/DC ترکیبی نوعی در شکل 1 نشان داده می شود.

3- چالش های حفاظتی در ریزشبکه ها
3-1 چالش های حفاظتی در ریزشبکه ها و زیرشبکه های AC
بیشتر سیستم های توزیع متداول به صورت شعاعی کار می کنند، که در آن توان به طور غیرجهتی از نیروگاه-های بزرگ به مشتریان جریان می یابد. در چنین سیستم هایی، چونکه بزرگی جریان اتصال کوتاه متناسب با موقعیت خرابی است، حفاظت توسط دستگاه های حفاظتی مبتنی بر اضافه جریان انجام می شود ]20[. همچنین، هماهنگی زمان مدرج بین آن ها دستگاه های سمت بالا را به کار به صورت پشتیبانی برای دستگاه های سمت پایین قادر می سازد ]21[. در سال های اخیر، پیدایش ریزشبکه ها ساختار سیستم های توزیع را از شبکه-های غیرفعال به شبکه های فعال تغییر داده است. این تغییر باعث می شود که راهبرد های مبتنی بر اضافه-جریان قادر به حفاظت از ساختارهای جدید نباشند ]22،23[.

عبارات تحلیلی برای بهینه سازی چندهدفه عملیات DG بر اساس مبدل تحت شرایط شبکه نامتعادل

Analytical Expressions for Multiobjective Optimization of Converter-Based DG Operation Under Unbalanced Grid Conditions

چکیده
1- مقدمه
2- ارزیابی ریاضی راهبرد RCG
3- طرح های پشتیبانی بهینه پیشنهادی
4- طرح پشتیبانی ولتاژ و تحویل توان فعال مجاز ماکزیمم (VSS-MAP)
5- نتایج شبیه سازی
6- نتایج تجربی
7- نتیجه گیری
منابع

چکیده
اخیرا گذر از خرابی های شبکه و پشتیبانی از ولتاژ شبکه با استفاده از مبدل های متصل به شبکه (GCCها) به نیازهای اصلی منعکس شده در کدهای شبکه تبدیل شده اند.. این مقاله یک طرح تولید جریان مرجع جدید با توانایی پشتیبانی از ولتاژ شبکه توسط تزریق یک مجموعه مناسب از جریان های مثبت/منفی فعال/راکتیو با استفاده از چهار پارامتر کنترل کننده را ارائه می کند. عبارت های تحلیلی برای به دست آوردن مقادیر بهینه این پارامترها تحت هر شرایط ولتاژ شبکه ارائه می شوند. عملکردهای بهینه می توانند با رسیدن به اهداف زیر به دست آیند: اول، سازگاری با محدودیت های ولتاژ فاز، دوم، تحویل توان فعال و راکتیو بیشینه شده، سوم، جریان های خرابی کمینه شده، و چهارم، نوسانات کاهش یافته در توان های فعال و راکتیو. این رفتارهای بهینه مزیت های قابل توجهی را برای GCCهای نوظهور، مانند افزایش کارایی، پایین آوردن ریپل های لینک dc، بهبود پایداری سیستم ac، و جلوگیری از انقطاع تجهیزات، به ارمغان می آورند. نتایج شبیه سازی و تجربی، نتایج تحلیلی و عبارت های ارائه شده را تایید می کنند.

1- مقدمه
نفوذ بالای منابع انرژی تجدیدپذیر و واحدهای تولید پراکنده (DG) در سیستم های قدرت نگرانی های جدی را درباره پایداری ایجاد کرده است. درنتیجه، برنامه ریزان سیستم نیازمندی های دقیقی را برای عملیات مبدل های متصل به شبکه (GCCها) تحت شرایط شبکه غیرعادی ایجاد کرده اند ]1-3[. بر این اساس، GCCها نه تنها باید چنین اختلالاتی را تحمل کرده و به تغذیه شبکه ادامه دهند، بلکه باید پشتیبانی های ولتاژ/فرکانسی را نیز فراهم کنند. سازگاری GCCها با این نیازمندی های جدید به طور گسترده در مقالات، برای مثال، در ]1-20[ مطالعه شده است. در این زمینه، راهبردهای کنترل بسیاری برای GCCها در ]13-20[ ارائه شده اند.

این مقاله از پیشرفته ترین راهبرد مولد جریان مرجع (RCG) (ارائه شده در ]3[)، که می تواند به طور انعطاف پذیر شامل جریان های مثبت/منفی و فعال/راکتیو باشد استفاده کرده و سپس آن را اصلاح می کند. این RCG سرویس-های پشتیبانی از ولتاژ ارزشمندی را با دو پارامتر کنترل کننده، و ، متوازن کننده بین توالی های مثبت و منفی جریان های فعال و راکتیو متناظر ارائه می کند، همچنین، مقادیر مرجع برای توان های فعال و راکتیو ( و ) می توانند به صورت دو مقدار مرجع دیگر در نظر گرفته شوند.

این مقاله درابتدا عبارت های تحلیلی دقیق را برای مشخص کردن عملکرد RCG استفاده شده ارائه می کند. این عبارت ها به مهندسان برای طراحی مناسب طرح های کنترل یک GCC کمک می کنند. نوسان های ماکزیمم در توان های فعال/راکتیو آنی ( و ) و جریان های فاز ماکزیمم سه ویژگی مهم راهبردهای RCG می باشند. معادلات ریاضی و برای RCG استفاده شده در این مقاله محاسبه می-شوند. مطالعه تحلیلی و ایده های ارائه شده در این مقاله نیز می توانند به راهبردهای دیگر تعمیم داده شوند.

طرح های عملیاتی شبکه توزیع هوشمند با منابع انرژی توزیع شده جهت بازیابی خدمات و کاهش تلفات

Operation Schemes of Smart Distribution Networks With Distributed Energy Resources for Loss Reduction and Service Restoration

چکیده
1. مقدمه
2. روندهای عملیاتیِ حالت کاربرد SDMS
3. طبقه بندی واحدهای DER برای وظایف کنترل هوشمند
4. به حداقل رساندن تلفات با واحدهای DER در SDN
5. بازیابی شبکه با واحدهای DER در SDN
6. بحث، و پیشنهاداتی برای مطالعات آینده
منابع

چکیده
ادغام منابع انرژی پراکنده (DER) در شبکه ی توزیع هوشمند (SDN) با مشکلات چالش انگیزی در خصوص توسعه موفقیت آمیز توسعه ی موفق شبکه های هوشمند مواجه است. SDN فرصت های جدیدی را برای بهببود کارایی شبکه های توزیع توان فراهم می سازد. DER ها در شبکه های توزیع موجود توزیع می گردند، در بخش های ارتباط با مشتری، به هم متصل هستند، و طبق برنامه ی زمانی خود و بدون ارتباط با مرکز کنترل سیستم توزیع موجود فعالیت می کنند. واحدهای DER می‌توانند هم تأثیرات مثبت و هم تأثیرات منفی بر روی عملیات SDN داشته باشند. با عملکرد مناسب واحدهای DER در SDN، تلفات را طی عملیات های عادی می توان کاهش داد؛ آنها همچنین از بارهای محلی در شرایط غیرعادی پشتیبانی می‌کنند. بنابراین، اثرات مثبت واحدهای DER باید در SDN از طریق اتخاذ طرح های عملیاتی پیشرفته، فعال شوند. در این مقاله، وظایف کنترل هوشمند برای واحدهای DER در SDN تعریف و طبقه بندی می شوند. علاوه بر این، طرح های یکپارچه سازی برای واحدهای DER و SDN معرفی می شوند. استراتژی های عملیاتی پیشنهادی در سیستم مدیریت توزیع هوشمند کره ای (KSDMS) به عنوان طرح های عملیاتی مورد استفاده برای کاهش تلفات و بازیابی خدمات (بازیابی شبکه) اجرا خواهند شد. ما در یک مطالعه ی موردی نمونه، اثربخشیِ طرح های عملیاتی پیشنهادی برای تحقق وظایف عملیاتی هوشمند برای SDN دارای واحدهای DER را نشان می دهیم.

2. روندهای عملیاتیِ حالت کاربرد SDMS
کاربردهای SDMS از سه قسمت تشکیل شده است: کاربرد حالت بلادرنگ، کاربرد حالت مطالعه، و کاربردهای حالت رویداد-محور.

در ابتدا، هدف کاربردهای حالت بلادرنگ تجزیه وتحلیل شرایط شبکه ی فعلی و توصیه ی راه حل های بهتر است. این مورد شامل پردازنده ی توپولوژی، برآوردگر حالت، جریان برق در زمان فوری و بلادرنگ و مدیریت بار و پیش بینی است. رابط سرویس کاربرد (ASI) برای کنترل عملیات کاربردهای حالت بلادرنگ استفاده می شود.

در مرحله ی دوم، از کاربردهای حالت مطالعه برای بررسی راه حل های کاندید متنوع استفاده می شود، مثلاً پیکربندی مجدد شبکه و روشن یا خاموش کردن دستگاه ها، برای شرایط آینده ی شبکه. و شامل جریان برق فرستنده، پیکربندی مجدد شبکه ی بهینه و پیش بینی تولید. روندهای عملیاتیِ کاربردهای حالت مطالعه در شکل 1 نشان داده شده اند. از ASI مطالعه برای کنترل عملیات کاربردهای حالت مطالعه استفاده می شود. مطابق شکل 1، کاربردهای حالت مطالعه توسط اپراتور اجرا می شوند. اپراتور شرایط مطالعه را با استفاده از ASI ایجاد می کند. پایگاه داده ی حالت بلادرنگ در حافظه ی حالت مطالعه کپی می شود. در شرایط مطالعه، عملیات کاربردهای توسط ASI مطالعه و اپراتور کنترل می شود.

درنهایت، کاربردهای حالت رویداد محور برای پاکسازی خطا و ترمیم برای عملیات فعلی هستند. و متشکل از حفاظت از شبکه، هماهنگی محافظتی و بازیابی شبکه است. از پردازنده ی هشدار هوشمند (SAP) برای کنترل عملکرد کاربردهای حالت رویداد محور استفاده می شود. رویه های عملیاتی بازیابی شبکه در شکل 2 نشان داده شده است.

فیلترهای اکتیو هیبریدی با کنترل ولتاژ DC-Link تطبیقی ​​برای جبران توان راکتیو

Adaptive DC-Link Voltage-Controlled Hybrid Active Power Filters for Reactive Power Compensation

چکیده
1. مقدمه
2. CCQC چهارسیمی سه فازی دو سطحی بدون ترانسفرمر
3. کمینه ولتاژ لینک DC مورد نیاز برای LC-HAPF با توجه به بارگذاری قدرت راکتیو
4.کنترلکننده ولتاژ لینک DC انطباقی پیشنهادی برای یک LC-HAPF چهار سیمی سه فازی
5. شبیهسازی و اعتبارسنجی آزمایشی از کنترلکننده ولتاژ لینک DC انطباقی پیشنهادی برای LC-HAPF چهارسیمی سه فازی
6. نتیجهگیری
منابع

چکیده
در این مقاله یک فیلتر قدرت اکتیو ترکیبی تزویجی LC با ولتاژ کنترل‌شده لینک dc (LC-HAPF) انطباقی جدید برای کاهش تلفات سوئیچینگ یا راه‌گزینی و نویز راه‌گزینی تحت جبران قدرت راکتیو ارائه شده است. در ابتدا رابطه ریاضی بین ولتاژ لینک dc LCHAPF و محدوده جبران‌سازی قدرت راکتیو نتیجه‌گیری و ارائه می‌شود. بر اساس تحلیل دامنه جبران‌سازی، حداقل ولتاژ مورد نیاز لینک DC با توجه به بارگذاری‌های متفاوت قدرت راکتیو بدست می‌آید. سپس یک کنترل‌کننده ولتاژ لینک DC برای سه فاز چهار سیم LC-HAPF ارائه شده است که در آن ولتاژ لینک dc و همچنین محدوده جبران‌سازی قدرت راکتیو با توجه به شرایط بارگیری القایی متفاوت قابل تغییر هستند. بنابراین، محدوده جبران، تلفات راه‌گزینی و نویز راه‌گزینی LC-HAPF را می‌توان به طور مناسبی تعیین کرد و کاهش داد. در این مقاله، به منظور کاهش مشکل نوسان ولتاژ DC ناشی از تغییرات مکرر مرجع آن، ولتاژ dc مرجع به سطح مشخصی برای انتخاب طبقه‌بندی می‌شود و از این رو اثر نوسانات را در عملکرد جبرانی کاهش می‌دهد. سرانجام‌، شبیه‌سازی این کار و نتایج آزمایش یک LC-HAPF مرکزی سه فازی چهار سیم برای تأیید اعتبار و اثربخشی طرح LC-HAPF با ولتاژ کنترل شده لینک DC در جبران‌سازی قدرت راکتیو پویا ارائه شده است.

2. CCQC چهارسیمی سه فازی دو سطحی بدون ترانسفرمر
یک CCQC چهارسیمی سه فازی دو سطحی بدون ترانسفرمر در شکل 1 نشان داده شده است. در این شکل x نشان‌دهنده فاز a,b,c و n است. vsxولتاژ سیستمی است و vx ولتاژ بار است و Ls القای سیستمی است که معمولا به دلیل ناچیز بودن از آن چشمپوشی می‌شود بنابراین Vsc≈Vx.isx,iLX است وicx به ترتیب سیستم، بار و جریان اینورتر برای هر فاز است. PPF تزویج بخش فیلتر قدرت فعال است که می‌تواند از یک مقاومت، خازن یا هر ترکیبی از آنها تشکیل شود. Cdc و Vdcv و Vdcl ولتاژ DC ، خازن DC ، ولتاژ بالا و پایین خازن DC با Vdcv=Vdcl=0.5Vdc است. حد وسط dc- لینک به عنوان مرجع فرض شده است و با g نمایش داده می‌شود. از شکل 1 می‌توان متوجه شد که ولتاژ خط اتصال به زمین اینورتر vinvx-g برابر با ولتاژ خط اتصال به زمین اینورتر vinvx-n است چرا که نقطه خنثی n به نقطه میانی لینک dc با نام g متصل شده است. بر اساس تکنیک مدولاسیون پهنای‌پالس (PWM)، با vinvx − n می‌توان به عنوان منبع ولتاژ کنترل شده رفتار کرد. از پیکربندی مدار CCQC، همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است، معادل مدار معادل اساسی تک فازی است که در شکل 2 نمایش داده شده است که در آن f نشان‌دهنده مولفه فرکانس اساسی است. در تجزیه و تحلیل زیر تمامی پارامترها دارای مقادیر جذر متوسط مربعات (rms) است.

3. کمینه ولتاژ لینک DC مورد نیاز برای LC-HAPF با توجه به بارگذاری قدرت راکتیو
بر اساس پیش فرض قبلی مبنی براینکه جریان اصلی فعال IcxfP بسیار ناچیز و در حد صفر در حالت پایدار است، اینورتر جریان اساسی راکتیو خالصی را تزریق می‌کند که به شکل I ⃗_cxf=jI_cxfq است. بنابراین،(v_invxf ) ⃗ در 2 شامل بخش فعال خالصی به شکل Vinvxfp=Vx – Icxfp(XCclf-XLclf) است. آنگاه، نمودار فازور اصلی LC-HAPF تک فازی تحت بارگذاری القایی را می‌توان همانند شکل 4 نشان داد. محور y به عنوان قدرت فعال LC-HAPF (p/w) در هنگام قرارگیری Vx درون قدرت راکتیو افقی LC-HAPF در محور (Q/VAR)x در نظر گرفته می‌‌شود. دایره و شعاع نشان‌دهنده محدوده جبران اساسی LC-HAPF و حداکثر حد جبران تحت ولتاژ ثابت لینک DC است. VPFX فازور ولتاژ اساسی قسمت غیرفعال است. (I_LXF ) ⃗ فازور جریان بار اصلی است و در آن ILXFp بار اصلی فعال است. در شکل 4، منطقه نیمه دایره سفید نشان دهنده منطقه جذب انرژی فعال LC-HAPF است در حالی که منطقه نیم دایره سایه‌دار منطقه تزریق انرژی فعال LC-HAPF را نشان می‌دهد. هنگامی که (v_invxf ) ⃗ درون نیم دایره سفید قرار دارد، LC -HAPF قدرت فعال را جذب می‌کند. (v_invxf ) ⃗درون محور x Q/VAR قرار دارد، LC –HAPF قدرت فعال را جذب نمی‌کند. شکل 4، محدوده جبران توان راکتیو LC-HAPF با توجه به ولتاژ مختلف لینکdc قابل استنباط است.

بررسی ابزارهای جانبی تقاضا در بازار برق

A review on Demand-side tools in electricity market

چکیده
1. مقدمه
2. مدیریت جانب تقاضا
3. تخصیص خرید
4. استراتژی مناقصه
5. نتیجه‌گیری
منابع

چکیده
با ظهور بازسازی در بازارهای برق، جانب عرضه به‌سرعت با محیط جدید سازگار شد، در حالی که در سمت جانب تقاضا ماجرا متفاوت است. جانب تقاضا انرژی الکتریکی را به‌صورت کالای موجود در حد لازم در نظر می‌گیرد. این امر موجب شده است که جانب عرضه متوجهِ خرید انرژی الکتریکی به هر نرخی توسط جانب تقاضا شود و به دنبال آن، استراتژی‌های مناقصه در جانب عرضه، به‌نام «مناقصه‌ی چوب هاکی » ظهور کنند. مهم‌ترین نتیجه، انتقال دارایی‌های جانب تقاضا به جانب عرضه بود. بعد از مدتی، جانب تقاضا متوجه وضعیت خود غافلگیری شده و به جستجوی ابزارهایی جهت مقابله با این تهدیدات می‌پردازد. این موضوع، در این مقاله مورد بررسی و بحث قرار گرفته است.

2. مدیریت جانب تقاضا
زمانی که جانب تقاضا متوجه حرص و طمع جانب عرضه شد، به‌دنبال راه‌حلی برای فرار از این وضعیت بود. یکی از استراتژی‌های اولیه‌ی جانب تقاضا، تنظیم سطوح مصرف خود با توجه به نرخ‌ها بود که منجر به ظهور بحث گسترده‌ای به‌نام مدیریت جانب تقاضا در بازارهای برق شد. در اغلب موارد، مفهوم DSM به رابطه‌ی جوانب تقاضا/عرضه اشاره می‌کند که نتیجه‌ی آن سود دو جانبه است.

پیاده‌سازی برنامه‌های DSM حاوی سود بسیار برای کثیری از ذینفعان در سیستم توزیع تنظیم‌نشده است. بنابراین، این گسترش و سودآوری همه جانبه‌ی چنین برنامه‌هایی باعث می‌شود این گزینه به عنوان یکی از موضوعات تحقیق اساسی در نظر گرفته شده و به‌طور مداوم به بررسی آن پرداخته شود، بازیگرانی که به هر نحوی درگیر جانب تقاضا هستند، می‌خواهند جنبه‌های مختلف این برنامه‌ها را از نظر سود و زیان خود بررسی کنند.

یکی از اولین مقالات در زمینه‌ی DSM، مرجع [11] است. در این مقاله، یک چارچوب برای مسئولیت کشف نرخ‌ها توسط یک مصرف کننده‌ی ساده ارائه شده است. در مرجع [12] برخی از جنبه‌های بازار برق، از نظر جانب تقاضا و ابزار مورد نیاز مصرف‌کنندگان و خرده‌فروشان جهت مشارکت فعال و موثر در بازارهای برق معرفی و بحث شده است. با توجه به این مرجع، اگر مصرف کنندگان از ابزار پیش‌بینی نرخ و ذخیره‌ی انرژی برخوردار باشند، می‌توانند الگوی مصرفی خود را تغییر داده و مصرف خود را از زمان نرخ انرژی بالا به زمان‌های دیگر منتقل کنند. بنابراین در این مرجع، یک چارچوب تصمیم‌گیری مناسب برای مصرف‌کنندگان و چارچوبی مهم از در نظر جانب تقاضا ارائه شده است.

برای اینکه مصرف‌کنندگان بتوانند از مزایای انرژی الکتریکی ارزان قیمت در زمان پایین بودن نرخ انرژی استفاده کنند، باید بین مصرف‌کنندگان و خرده‌فروشان تعاملی برقرار شود. در مرجع [13]، یک مدل کلی از تعامل میان فروشندگان و مصرف‌کنندگان در بازار برق پیشنهاد شده است.

کنترل غیرمتمرکز و جبران منصفانه کاهش بار برای جلوگیری از خرابی های آبشاری در یک شبکه هوشمند

Decentralized control and fair load-shedding compensations to prevent cascading failures in a smart grid

چکیده
مقدمه
بیان مسئله
مدل جریان برق اکتیو
مسئله بهینه‌سازی بار زدایی
عدالت بار زدایی
الگوریتم غیرمتمرکز بار زدایی منصفانه
مشخصات تجهیزات
بار زدایی با استفاده از مکانیسم بازخورد جاسازی‌شده
عدالت بار زدایی غیرمتمرکز
مکانیسم بازخورد جاسازی‌شده و پیاده‌سازی آن
جبران‌سازی بار با استفاده از مفهوم شبکه باقی‌مانده
تشریح مطالب و نتایج تجربی
شبکه استاندارد IEEE با 30 باس و پارامترهای آن
مشاهدات و نتایج
نتیجه‌گیری و اقدامات آتی
منابع

چکیده
شواهد نشان می‌دهد که احتمال کم پیشامد خط (قطعی خط) در شبکه‌های برق ممکن است باعث وقوع خاموشی‌های گسترده ناشی از شکست‌های پی‌درپی (خاموشی‌های متوالی) شود. با توجه به توسعه فناوری‌های جدید و افزایش تعداد روزافزون شرکت‌کنندگان ناهمگن ، یک شبکه برق مدرن یا هوشمند باید بتواند با انجام دائم خودترمیمی اختلالات درونی‌اش را رفع کند تا احتمال پیشامد غیرقابل‌پیش‌بینی را تشخیص داده و علاوه بر جلوگیری از وقوع پیشامد، پاسخ مناسبی برای آن داشته باشد و خود را بازیابی نماید. در این مقاله علاوه بر موضوعات فوق به چگونگی جلوگیری از وقوع خاموشی‌های متوالی از طریق بار زدایی (جدا شدن از شبکه) شرکت‌کنندگان ناهمگن شبکه برق پرداخته می‌شود. برای بار زدایی منصفانه به روش غیرمتمرکز الگوریتمی پیشنهاد می‌شود، در این الگوریتم نیاز است که مصرف‌کننده فقط به وضعیت کاری خود و ارتباطش با مصرف‌کنندگان هم‌جوار نظارت داشته باشد. الگوریتم بار زدایی منصفانه با استفاده از مکانیسم بازخورد جاسازی‌شده (تعبیه‌شده)، می‌تواند بر اساس معیار عدالت نسبی (و بدون اطلاع از هزینه‌های بار زدایی شرکت‌کنندگان) مقدار جبران‌سازی حاشیه‌ای را برای هر مصرف‌کننده به صورت زمان‌حقیقی (خیلی سریع و بدون وقفه) تعیین کند. این جبران‌سازی می‌تواند به ژنراتورها (مولدین یا تولیدکنندگان برق) و مصرف‌کنندگان انگیزه کافی دهد تا به هنگام وقوع پیشامد خط مشارکت فعالی در کاهش بار داشته باشند. درنهایت مشخصات الگوریتم بار زدایی از طریق انجام یک تحقیق تجربی بر روی شبکه برق استاندارد IEEE با 30 باس ارزیابی می‌شود. این مقاله بینش جدیدی را در زمینه برنامه‌ریزی اضطراری و بهبود طراحی شبکه‌های هوشمند خودترمیم ارائه می‌کند.

الگوریتم غیرمتمرکز بار زدایی منصفانه
درواقع فناوری‌های ارتباطی پیشرفته در شبکه هوشمند، این امکان را فراهم می‌کند تا باس‌های قدرت بتوانند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند و قابلیت اطمینان شبکه را حفظ کنند. بنابراین، در این مقاله فرض می‌کنیم که یک تجهیز هوشمند با قابلیت محاسباتی معین در هر گره شبکه G(V, E) وجود دارد. هر تجهیز پروفایل خود را از طریق ارتباط با تجهیزات مجاور خود به‌روز می‌کند و متناسب با بقیه تجهیزات مقدار بار زدایی یا جداسازی مولد را در زمان احتمال وقوع قطعی تعیین می‌کند.

مشخصات تجهیزات
پروفایل (مشخصات) تجهیز iام شامل دو جزء (〖AS〗_i,〖AL〗_i) و (〖MUG〗_i (.),〖MUL〗_i (.)) است، از مؤلفه اول برای تعیین حداکثر میزان بار زدایی استفاده می‌شود که آن تجهیز می‌تواند انجام دهد و کاربرد مؤلفه دوم برای بازیابی حداکثری بار در زمان وقوع پیشامد خط است. برای پاسخ‌دهی سریع به پیشامد خط در زمان‌های مختلف و هر نقطه از شبکه برق، تجهیزات باید وضعیت شبکه را به صورت زمان‌حقیقی (همیشگی و هماهنگ) نظارت کنند. برای تجهیز i، 〖AS〗_i را به عنوان توان موجودی در نظر می‌گیریم که می‌تواند توسط i و تجهیزات مجاور بالادست آن کاهش یابد، 〖AL〗_i بار موجودی که می‌تواند توسط i و تجهیزات مجاور پایین‌دست آن جداسازی شود. علاوه بر این، از عبارات زیر برای تجهیزات مجاور بالادست و پایین‌دست iام استفاده می‌شود:

فرض کنيد که قبل از وقوع پیشامد خط، شبکه پایدار است. به عبارت ديگر، جريان برق محدوديت‌هاي انتقال هر شاخه و همچنين محدوديت بارگیری هر گره را نقض نکرده است. D ̂_i بیانگر توان تولیدی (اگر D ̂_i>0) یا مصرفی (اگر D ̂_i<0) توسط تجهیز iام است. بنابراین مقادیر 〖AS〗_i و 〖AL〗_i به این صورت محاسبه می‌شوند، اگر i هیچ تجهیز مجاوری در بالادست خود نداشته باشد، 〖AS〗_i=D ̂_i، و اگر i هیچ تجهیز مجاوری در پایین‌دست نداشته باشد، 〖AL〗_i=D ̂_i. برای سایر تجهیزات (مثلا l) مقادیر 〖AS〗_i و 〖AL〗_i به صورت زیر تعیین می‌شوند:

بهینه سازی سیستم های سودمند سایت برای یکپارچه سازی انرژی های تجدیدپذیر

Optimization of site utility systems for renewable energy integration

چکیده
1 مقدمه
2 مدل بندی و شبیه سازی سیستم های قدرت در زمینه یکپارچه سازی انرژی تجدیدپذیر
3 بهینه سازی فرایند سیستم های قدرت سایت صنعتی
4 مطالعه موردی
5 نتیجه گیری
منابع

چکیده

همان طور که می دانیم در راستای خنثی سازی انتشار کربن توجه زیادی به تامین انرژی الکتریکی از طریق منابع انرژی تجدید پذیر، اختصاص داده شده است. ما در صورتی که بخواهیم استراتژی های عملیاتی بهینه برای یکپارچه سازی منابع انرژی الکتریکی در سیستم های قدرت متعارف را شناسایی و تاثیرات تکنولوژیکی-اقتصادی استفاده از انرژی تجدید پذیر بر روی مدیریت انرژی صنعتی را درک کنیم، به یک رویکرد سیستماتیک و یکپارچه نیاز خواهیم داشت. ما به دنبال مدل بندی سیستم های تاسیسات قدرت صنعتی هستیم که انرژی تجدیدپذیر در آنها یکپارچه سازی شده است. در ادامه این مدل بندی را به منظور بررسی بده بستان اقتصادی بین سرمایه گذاری ثابت، مصرف سوخت، تولید برق و مالیات انتشار کربن، بهینه سازی می کنیم. حساسیت پارامترهای کلیدی طراحی با کمک چارچوب بهینه سازی ارزیابی میشود که به ما اجازه می دهد درک مفهومی بهتری در مورد اثر اقتصادی مالیات کربن و قیمت انرژی تجدیرپذیر بر روی مدیریت توان و حرارت در سطح ناحیه صنعتی، به دست آوریم. در مقایسه با سیستم های قدرتی که صرفا بر اساس احتراق سوخت های فسیلی عمل می کنند، یکپارچه سازی انرژی تجدیدپذیر در مطالعه موردی نشان داد که از طریق تزریق استراتژیک 20 مگاوات توان الکتریکی تجدیدپذیر به سیستم قدرت متعارف می توانیم تقریبا 14 درصد در هزینه عملیاتی و 9 درصد در هزینه سرمایه، صرفه جویی داشته باشیم. مطالعات موردی ارائه شده به طور کامل اثرات اقتصادی مرتبط با پیاده سازی توان الکتریکی تجدیدپذیر در سیستم های قدرت صنعتی را نمایش میدهند و همچنین مزیت بهینه سازی فرایند ادغام شده برای یکپارچه سازی انرژی تجدیدپذیر در عمل را تایید میکنند.

2 مدل بندی و شبیه سازی سیستم های قدرت در زمینه یکپارچه سازی انرژی تجدیدپذیر
با توجه به آنکه ما به دنبال بهبود عملکرد زیست محیطی سیستم های قدرت مبتنی بر سوخت فسیلی هستیم، در این مطالعه تلاش می کنیم سعی می کنیم تاثیرات تکنولوژیکی-اقتصادی مالیات انتشار کربن و یکپارچه سازی انرژی تجدیدپذیر در سیستم های قدرت متعارف مبتنی بر سوخت فسیلی را درک کنیم.بر این اساس می توان راهنمای عملی برای طراحی و عملیات سیستم های قدرت در آینده ارائه کرد.مطالعه انجام شده در این مقاله از رویه توصیف شده در شکل 1 پیروی می کند.

2 پایه طراحی برای مدل بندی فرایند
سیستم قدرت در نظر گرفته شده در این مطالعه مبتنی بر کار آقای واربانوف (Varbanov) و همکاران او است که در آن زغال سنگ، نفت کوره و گاز طبیعی برای تولید بخار و توان الکتریکی سوزانده می شوند [7].دلیل انتخاب مطالعه موردی واربانوف این بود که در سیستم قدرت آنها سه نوع سوخت فسیلی با ضرایب انتشار کربن متفاوت، مصرف می شوند.این سیستم گزینش شده به ما اجازه می دهد که به طور موثر یکپارچه سازی انرژی تجدیدپذیر برای سیستم های قدرت صنعتی را ارزیابی کنیم.

سیستم قدرت شامل دو دیگ بخار و یک توربین گازی ادغام شده با یک مولد بخار بازیافت حرارت (HRSC) است که برای تولید کردن بخار فشار بسیار بالا (VHP) و تامین 68 مگاوات توان الکتریکی مورد نیاز در سایت صنعتی، مورد استفاده قرار می گیرند.چهار هدر بخار در دسترس هستند.بخار فشار بسیار بالا (VHP) با سطح فشار 101 بار (Bar) از سیستم آب تغذیه دیگ بخار (BFW) تولید شده است که در داخل آن یک دیگ زغال سنگی و همچنین یک دیگ نفت کوره وجود دارد. این سیستم در شکل 2 به نمایش گذاشته شده است.فرض می شود که فشار بخار پایین (LP) بعد از منبسط شدن در داخل توربین در فشار 0.5 بار (Bar) منقبض خواهد شد و در نهایت میعانات بخار به داخل سیستم BFW بازگردانده می شود.مدل بندی فرایندی سیستم های قدرت در محیط یونی سیم (UNISIM@) اجرا شده اند.

توپولوژی بهینه شده مبدل های بوست سه فاز سری تشدیدی DC-DC با استفاده از کنترل فرکانس متغیر

Improved topology of three-phase series resonant DC-DC boost converter with variable frequency control

خلاصه

1- مقدمه

2- توپولوژی و مشخصات مبدل پیشنهادی

2.1- پیکربندی مدار مبدل پیشنهادی

2.2- مشخصات مدار

3- قواعد عملکرد

3.1- حالت 1 t0<t<t1

3.2- حالت 2 (t1<t<t2)

3.3- حالت 3 (t2<t<t3)

3.4- حالت 4 (t3<t<t4)

3.5- حالت 4 (t4<t<t5)

3.6- حالت 6 (t5<t<t6)

3.7 – حالت 7 (t6<t<t7)

4 – پارامترهای مدار

5- نتایج تجربی

6- نتیجه گیری

منابع

چکیده

این مقاله ، یک مکان یابی بهبود یافته برای مبدلهای بوست سه فاز سری تشدیدی DC-DC  را با استفاده از کنترل فرکانس متغیر ارایه میدهد. ولتاژ DC خروجی را میتوان در یک مقدار ثابت ،در شرایط بدون بار تا بار کامل با تنظیم فرکانس سویچینگ، به طور مناسبی تنظیم کرد. این امر با تزویج سه مدار تشدید سری به مبدل سه فاز قابل انجام است. از اندوکتانس نشتی و متقابل درترانسفورماتور افزاینده نیز در مدار تشدید سری استفاده شده است. بنابراین، مبدل ارایه شده، در مقایسه با مبدلهای LLC معمول، به ترانسفورمرها، قطعات پسیو و تجهیزات سویچینگ احتیاج کمتری دارد. همچنین، این مبدلها بازدهی بالاتر و سایز کوچکتری دارند. جهت اطمینان از ولتاژ صفر سویچینگ(ZVS)   برای تمامی سوییچها در دامنه فرکانس عملیاتی ، مبدلهای SRC  معرفی شده ، از اندوکتانس القایی استفاده مینمایند. کنترلر فرکانس به کار رفته میزان قابل قبولی از پایداری در شرایط بارگذاری را نشان میدهد. با تغییر فرکانس سویچیینگ و بدون توجه به تغییرات بار، نسبت ولتاژ خروجی به ورودی به طور ثابت به نسبت 6:1 باقی مانده است. یافته های تئوری در یک مدل آزمایشگاهی سایز کوچکتر و توان پایین، به طور عملی تایید شده اند. با استفاده از نتایج به دست آمده، عملکرد مبدل ارایه شده( بر اساس مقدار بازدهی آن) تایید شده است.

1- مقدمه

نیاز به انرژیهای پاک در سیستمهای قدرت، با افزایش موارد مصرف صنعتی از قبیل، شبکه های انتقال هوشمند، خودروهای برقی و سیستمهای انرژیهای تجدید پذیر همراه شده است که این امر منجر به تقاضای روزافزون مبدلهای تشدیدی DC/DC  شده است. این مبدلهای تشدید در فرکانسهای عملیاتی بالا دارای مزایایی از قبیل سویچینگ نرم، شکل موجهای هموار و بازدهی بالا هستند[1,3]. مزیت بدون چون و چرای سویچینگ نرم این امکان را به مبدل می دهد که حتی در هنگام کار در فرکانسهای بالای سویچینگ تلفات کاهش یابد. [4,6] طبقه بندی رفتار مبدلهای تشدیدی به عوامل مختلفی از قبیل روشهای سویچینگ ، ضریب فرکانس و حالت عملیاتی بستگی دارد. یک مبدل در صورتیکه بتواند به فرکانس سویچینگی بیشتر از فرکانس تشدید برسد، میتواند به مرحله جابه جا گری ZVS برای تمامی سویچها برسد[7]. به بیان دیگر، فرکانس تشدید بالاتر از فرکانس سویچینگ میتواند به سویچینگ جریان صفر(ZVC) منجر شود[8,9]. مبدلهای تشدید سری (ZRC) به دلیل سهولت استفاده موارد مصرف بسیاری دارند[10,11].

6- نتیجه گیری

در این مطالعه ، مخازن تشدید سری سه فاز SRC با کنترل فرکانس متغیر پیشنهاد شده بودند. این مبدل مفهومی، دربرگیرنده ویژگیهای مشخصی به شرح زیر می باشد: (a) در مقایسه با مبدل تشدید سه فاز LLC درهم تنیده ، این مدل پیشنهادی تعداد کمتری سوییچ استفاده می نمود. این امر کاهش محسوسی در کاهش وزن، قیمت پایینتر و مدار ساده تر خواهد داشت. (b) القا کنایی مغاطیسی ترانسفورماتور دامنه وسیعی از ZVS فراهم نموده و که در آن ZVS می تواند در کل دامنه عملیاتی فرکانس و هر سوییچ می تواند بوسیله مدل پیشنهادی قابل دستیابی می باشد. (C) ولتاژ خروجی مبدل پیشنهادی، شش برابر ولتاژ خروجی می باشد. این نشان دهنده مناسب بودن این مبدل برای استفاده در موارد مصرفی با ولتاژ بالا می باشد. (d) با استفاده از مبدل پیشنهادی، می تواند از کنترل فرکانس سویچینگ استفاده و تغییرات گسترده بار را حفظ نمود. از آنجایی که این مدل پیشنهادی تکیه زیادی بر روی فرکانس سویچینگ تشدید ندارد، میتوان دید که ضریب بار، به طور جدی بر روی بهره تاثیر نمیگذارد.

Abstract

This paper proposes an improved topology of the three-phase series resonant DC-DC Boost converter with variable frequency control. The DC output voltage can be properly regulated at a constant value from no-load condition to full-load condition by adjusting the switching frequency. This is feasible with the three series resonant circuits coupled to the three-phase inverter. The leakage and mutual inductances of the step-up transformer are used implicitly in the series resonant circuits. Therefore, the proposed converter, when matched to the traditional three-phase inter-leaved LLC converters, requires fewer transformers, passive components, and switching devices. Furthermore, it offers better efficiency and size reduction. The proposed SRC converter also relies on the transformer’s magnetizing inductance to ensure zero voltage switching (ZVS) for all the switches within the considered range of the operating frequency. The deployed variable frequency controller shows a good level of stability at the considered loading conditions. The output voltage-to-input voltage ratio is steadily regulated at 6:1, irrespective of the load variation, by varying the switching frequency. The experimental validation of the theoretical findings proceeded on a low power scaled-down laboratory prototype. From the achieved results, the performance of the proposed converter (in terms of its effectiveness) was validated.

1. Introduction

The recent drive for clean energy in power systems, coupled with the increasing industrial applications, such as in smartgrids, electric vehicles, and renewable energy systems, has led to a substantial interest in DC/DC resonant converters. These resonant converters have the advantages of high-frequency operations with soft switching, smooth waveforms, highpower density, and high-efficiency [1–3]. The soft switching merit undoubtedly allows the converter to experience reduced switching losses, even when operating at a high switching frequency [4–6]. The classification of the behavior of resonant converters might depend on many variables, such as their switching technique, frequency ratio, and mode of operation. A converter can achieve ZVS commutation for all switches if it achieves a higher switching frequency than the resonant frequency [7]. Alternatively, a higher resonant frequency than the switching frequency results in zero current switching (ZCS) [8,9]. Series resonant converters (SRC) are popular for many applications due to their simplicity [10,11].

6. Conclusion

In this study, a three-phase series resonant tanks SRC with variable frequency control was proposed. This conceptualized converter contains certain attributes, as follows: (a) in comparison to the three-phase interleaved LLC resonant converter, the suggested converter might decrease how many power switches. are needed. This would have a major influence, enabling weight reduction, lower cost, and a simpler circuit. (b) The utilized transformers’ magnetizing inductance provide a broad ZVS range, within which the ZVS for the entire operating range of frequency and for every switch could be achieved by the suggested converter. (c) The suggested converter’s output voltage is a six-fold increase over the input voltage. This indicates the suitability of the suggested converter for applications of high voltage. (d) With the suggested converter, variable switching frequency control was utilized and a wide load variation was maintained. This give confirmation that the load factor does not strictly affect any gain, since there is heavy reliance on the ratio of switching to resonant frequency.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

توپولوژی بهینه شده مبدل های بوست سه فاز سری تشدیدی DC-DC با استفاده از کنترل فرکانس متغیر

Improved topology of three-phase series resonant DC-DC boost converter with variable frequency control

تاثیر سیستم های فتوولتاییک مرتبط با شبکه بر پایداری ولتاژ شبکه های توزیع تونسی با استفاده از کنترل توان راکتیو دینامیک

Impact of grid-tied photovoltaic systems on voltage stability of tunisian distribution networks using dynamic reactive power control

چکیده

1. مقدمه

2. سیستم فتوولتاییک متصل به شبکه

3. آنالیز عددی

3.1. توصیف سیستم

3.2 آنالیز ولتاژ حالت پایا

3.3 نتایج شبیه سازی برای کیفیت توان

1. گذر از خطا

2. اتصال-کوتاه شبکه بدون نیروگاه برق فتوولتاییک (PVPP)

3. اتصال-کوتاه شبکه با PVPP

4. شبیه سازی STATCOM با شبکه انتقال در مدت اتصال-کوتاه

4.بحث

5. نتیجه گیری

منابع

چکیده

آنالیز پایداری ولتاژ شبکه انتقال با درجه بالای یکپارچه سازی فتوولتاییک (PV) به دلیل تولیدهای تصادفی سیستم خورشیدی، یک مشکل چالش برانگیز است. پایدارسازی توان خروجی یک معیار مهم برای تعیین درجه نفوذ فتولتاییک در شبکه های توزیع فعال، با درنظر داشتن قابلیت بارگیری، است. این مقاله استراتژی تنظیم ولتاژ موثر برای سیستم انتقال را با استفاده از ماژول STATCOM به منظور برطرف کردن افت و جنبه های تاثیر بر پایداری ولتاژ در شبکه انتقال، توصیف می کند. این مقاله همچنین تاثیر سیستم کنترل STATCOM بر جلوگیری کردن ترکیب ولتاژ تزریق STATCOM و هارمونیک ها از دستیابی به جبران ولتاژ خالص، مورد تحلیل قرار می دهد. سیستم آزمایش تحت آنالیز پیشنهادی، شبکه قدرت توزیع تونسی با 53-شین (باس) که با نیروگاه فتوولتاییک خورشیدی 12 مگاواتی ادغام می شود، می باشد. نتایج شبیه سازی اضافه شدند تا بازدهی روش کنترل پیشنهادی را برای ارتقای کیفیت سیستم برق بر مبنای کد شبکه تونسی نشان دهد. بررسی پایداری ولتاژ نشان می دهد که رفتار دینامیکی ولتاژ به شدت به ظرفیت مدار کوتاه شبکه قدرت در نقطه ادغام فتوولتاییک بستگی دارد. 

1. مقدمه 

در حال حاضر، شبکه های توزیع تنها برای سرویس شعاعی طراحی می شوند، با ایستگاه های قدرت متمرکز که برق را برای تحویل شبکه ها در فاصله های زیاد فراهم می کنند. با این وجود، بدلیل اینکه مولدهای پراکنده و غیرمتمرکز تدریجا به سیستم های توزیع برق اضافه می شوند، شبکه های توزیع دچار تغییرات چشمگیری می شود. منابع تجدیدپذیر انرژی سهم بزرگی را در سبک پراکنده تولید، که اخیرا به شدت رو به افزایش بوده، در طول چند سال گذشته و خصوصا قرن 21 به خود اختصاص داده اند. مقدار قابل توجهی از این سبک پراکنده تولید، با کمک منابع انرژی تجدیدپذیر تامین می گردد. در این سیستم های تولید،  منابع تجدیدپذیر مانند زیست توده، پیل های سوختی، برق آبی، خورشیدی و بادی، پتانسیل و قابلیت امیدوار کننده ای را نشان داده اند [2].

5. نتیجه گیری

این مقاله تاثیر ادغام و یکپارچه سازی فتوولتاییک بر پایداری ولتاژ شبکه توزیع با 53 شین را بررسی نمود. بازدهی و کیفیت ولتاژ در سیستم فتوولتاییک به دلیل ناپایداری ولتاژ در سیستم متصل به شبکه، افت پیدا می کند. برای غلبه بر این مشکل، STATCOM برای بهبود بخشیدن به کیفیت توان و پایداری ولتاژ سیستم قدرت تحت سناریوهای مختلف بر اساس کد شبکه تونسی پیاده‌سازی شده است. STATCOM جایگزین های بهتری بمنظور افزایش حاشیه پایداری ولتاژ استاتیک و قابلیت انتقال توان می دهد. STATCOM همچنین اجرا شد تا توان PQ تزریق شده به شبکه انتقال قدرت را تنظیم نماید. در این مقاله، ما همچنین بعضی مدل‌های مناسب برای STATCOM در آنالیز حالت پایا را همراه با بحثی دقیق و موشکافانه ارایه کردیم. بنابراین، ما یک روش برای شناسایی مکان بهینه افزاره های FACTS بدست آورده ایم. معادلات مربوطه نیز مشتق شده اند. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که بهبود معناداری در این پارامترها و پایداری حالت پایای سیستم با گنجاندن STATCOM بوجود می آید.

Abstract

Analysis of voltage stability of transmission network with high photovoltaic (PV) integration is a challenging problem because of the stochastic generation of a solar system. Stabilization of the output power is an important criterion for determining the degree of penetration of PV in active distribution networks, considering loading capability. This article describes the effective voltage regulation strategy for the transmission system using the STATCOM module to resolve the drop and the effect aspects on the voltage stability in the transmission network. This paper analyzes also the influence of the STATCOM control system on preventing the combination of injection voltage STATCOM with harmonics from achieving pure voltage compensation. The proposed test system under analysis is the 53-Bus Tunisian distribution power network integrating 12 MW solar PV plant. Simulation results are added to demonstrate the efficiency of the proposed control technique for enhancing the power system quality based on the Tunisian grid code. Investigation of voltage stability shows that the dynamic behavior of the voltage depends strongly on the short circuit capacity of the power network at the point of PVs integration.

1. Introduction

Currently, Distribution grids are solely designed for radial service, with large centralized power stations providing power to the delivery of networks over long distances. However, as decentralized and distributed generators with smaller capacities are added gradually to the electricity distribution system, it undergoes dramatic changes. Renewable sources of energy have appropriated a large share in the recently proliferating distributed mode of generation during the past few years, and especially in the 2000 s. A major chunk of this recent distributed mode of generation are contributed by renewable sources of energy. In such generation systems, renewable sources like biomass, fuel cells, hydroelectric, solar and wind have demonstrated promising potential and viability [2].

5. Conclusion

This paper investigated the influence of photovoltaic integration on the voltage stability of the 53-Bus distribution grid. Efficiency and quality of voltage in PV system degrades due to instability in voltage in Grid connected system. To overcome this problem, the STATCOM is implemented for improving the power quality and the power system voltage stability under various scenarios based on the Tunisian grid code. STATCOM contributes better alternatives to increases static voltage stability margin and power transfer capability. STATCOM is also implemented to regulate the injected P-Q power to the power transmission network. In this paper, we also presented some appropriate models for the STATCOM in the steady-state analysis and with a rigorous discussion. Thus, we have derived a technique for identifying optimal placement of FACTS devices. The related equations are also derived. Simulation results show that there is a significant improvement of these parameters and steady-state stability of the system with insertion of STATCOM.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

تاثیر سیستم های فتوولتاییک مرتبط با شبکه بر پایداری ولتاژ شبکه های توزیع تونسی با استفاده از کنترل توان راکتیو دینامیک

Impact of grid-tied photovoltaic systems on voltage stability of tunisian distribution networks using dynamic reactive power control

کنترل فرکانس بار مقاوم مبتنی بر بهینه سازی افراطی محدود به جمعیت مربوط به سیستم برق متصل به چند منطقه ای

Constrained population extremal optimization-based robust load frequency control of multi-area interconnected power system

چکیده

1. مقدمه

2. پیشینه فنی

2-1 تکنیک تکنیک کنترل H∞ مبتنی بر LMI

2-2 نمونه ای از مدل پویای سیستم

3. روش کنترل پیشنهادی

3-2 مکانیزم اصلی روش کنترل پیشنهادی

3-3 تحیل روش کنترل پیشنهادی

4. نتایج شبیه سازی

4-1 آزمایش 1

4-2 آزمایش 2

4-3: آزمایش 3

4-4 آزمایش 4

5. نتیجه گیری

منابع

چکیده

این مقاله کنترل کننده مقاوم انتگرالی- تناسبی  (PI) را همراه با پارامترهای آن پیشنهاد می دهد که توسط بهینه سازی افراطی با جمعیت محدود برای مساله کنترل فرکانس بار مربوط به چندین ناحیه متصل به یکدیگر طراحی شده است. در طی فرآیند بهینه سازی، شاخص عملکرد مقاوم به عنوان تابع تناسب  مورد استفاده قرار می گیرد که تکنیک نابرابری های ماتریس خطی برای توصیف محدودیت ∞ H به کار گرفته می شود و الزامات عملکرد خطا همانند خطای زمان انتگرال به عنوان محدودیت دیگری به کار گرفته می شود. سه سیستم برق متصل به دو ناحیه به عنوان سیستم های تست برای نمایش اثربخشی کنترل کننده پیشنهادی با مقایسه با دیگر روش های کنترل PI و یک کنترل پیش بینی مدل بهینه شده مورد استفاده قرار می گیرند. علاوه بر این، به منظور بررسی عملکرد کنترل کننده پیشنهادی برای مساله LFC مربوط به سیستم با مقیاس بزرگ، یک سیستم برق متصل به سه ناحیه به عنوان سیستم تست دیگری مورد استفاده قرار می گیرند. نتایج جامع تجربی به طور کامل نشان می دهند که روش کنترل پیشنهادی در این مقاله عملکرد بهتری نسبت به استراتژی دیگر کنترلی در بیشتر سناریوهای در نظر گرفته شده تحت شرایط اغتشاش بار و عدم قطعیت پارامترها براساس شاخص های عملکرد کنترل و پاسخ سیستم دارد. 

1. مقدمه

کنترل فرکانس بار (LFC) از اهمیت زیادی برای سیستم های برق (توان) یا شبکه های کوچک  در حفظ فرکانس زمان بندی شده سیستم و تبادل توان بین مناطق در طی شرایط بار معمولی و غیر معمولی برخوردار است [1]. هدف کنترل LFC به حداقل رساندن انحراف فرکانسی و خطای جریان خالص خط – شبکه بین مناطق کنترلی است. به طور ویژه، LFC می بایست از پایدارسازی با در نظر گرفتن غیرخطی های سیستم، عدم قطعیت پارامترهای مدل و اختلال بار یا حمله تشدید اطمینان حاصل شود [1-4]، به طوری که می تواند در مهندس واقعی برق رخ دهد. در طی چند دهه اخیر، تلاش های قابل توجهی به توسعه استراتژی های کنترلی برای مساله LFC اختصاص یافته است به طوری که به دو دسته تفکیک می شوند. اولین دسته تکنیک های مختلف پیشرفته [4-14] را برای طراحی کنترل کننده های پیشرفته برای سیستم برق متصل یا شبکه های کوچک به کار می گیرد. به عنوان مثال، کنترل پیش بینی کننده مدل [6-9]، ∞H و تجزیه و تحلیل- μ [10]، منطق فازی [12,13] و تکنیک مدل کشویی [14] برای مساله LFC به کار گرفته شده است. 

5. نتیجه گیری

در این مقاله کنترل کننده PI مقاوم همراه با پارامترهای بهینه شده آن توسط روش CPEO گنجانده شده توسط روش TCH پیشنهاد داده شده است تا محدودیتی به نام روش کنترل CPEO-LMI-PI را مدیریت کند، که در آن تکنیک LMI برای توصیف محدودیت های H∞ به کار گرفته می شود و شاخص ITAE محدودیت نیاز به عملکرد خطا را در نظر می گیرد که به عنوان محدودیت دیگری برای بهبود و کنترل عملکرد و تعامل با برخی عبارت های غیرخطی به کار گرفته می شود. به منظور ارزیابی رقابت قدرتمند، ما از چهار آزمایش و مقایسه با کنترل کننده های متفاوت استفاده می کنیم.

Abstract

This paper proposes a robust proportional-integral (PI) controller with its parameters designed by constrained population extremal optimization for load frequency control problem of multi-area interconnected. During the process of optimization, the robust performance index is used as fitness function, where linear matrix inequalities technique is employed to describe the H∞ constraint, and the taking error performance requirement such as integral time absolute error is incorporated as another constraint. Three different two-area interconnected power systems are used as test systems to demonstrate the effectiveness of the proposed controller by comparing with other PI control methods and one optimized model predictive control. In addition, in order to investigate the performance of proposed controller for the LFC problem of large scale system, a three-area interconnected power system is used as another test system. The comprehensive experimental results fully demonstrate that the proposed control scheme in this paper performs better than other control strategies on the most considered scenarios under the conditions of load disturbance and parameters uncertainties in terms of system response and control performance indices.

1. Introduction

Load frequency control (LFC) is of great importance for power systems or microgrids to maintain the scheduled system frequency and power exchange between areas during normal and abnormal conditions [1]. The control objective of LFC is to minimize the frequency deviation and net tie-line flow error between control areas. More specifically, the LFC should be ensured stabilization considering system nonlinearities, model parameters uncertainties, and load disturbance or resonance attack [1–4], which may take place in realistic power engineering. Over the past decades, considerable efforts have been devoted to developing control strategies for LFC problem, which can be roughly separated into two categories. The first category employs various advanced techniques [4–14] to design advanced controllers for LFC of interconnected power system or microgrids. For example, model predictive control [6–9], H∞ and μ-synthesis [10], fuzzy logic [12,13] and sliding model technique [14] have been utilized for LFC issue.

5. Conclusion

In this paper, we have proposed a robust PI controller with its parameters optimized by CPEO embedded by TCH method to handle the constraint called CPEO-LMI-PI control scheme, wherein the LMI technique is applied to describe the H∞ constraints and ITAE taking error performance requirement constraint is employed as another constraint for improving the control performance and dealing with some nonlinear terms. To validate the strong competitiveness, we use four Experiments by comparing with different controllers.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

کنترل فرکانس بار مقاوم مبتنی بر بهینه سازی افراطی محدود به جمعیت مربوط به سیستم برق متصل به چند منطقه ای

Constrained population extremal optimization-based robust load frequency control of multi-area interconnected power system