کیفیت و بهره وری در صنعت برق ایران
سال:1396 | دوره:6 | شماره:2 (پیاپی 12) |تعداد مقالات:11

زمانی که یک سایت مخابراتی در یک منطقه ی دوردست و در نزدیکی یک خط انتقال هوایی احداث شده باشد، می توان برق مورد نیاز سایت مخابراتی را از ولتاژ القا شده بر روی سیم گارد تامین کرد. در بسیاری از شرایط امکان احداث شبکه توزیع در یک محل وجود نداشته و یا ساخت یک پست توزیع جدید برای مصارف کم مقرون به صرفه نمی باشد. در این مقاله فرض بر این است که یک سایت مخابراتی با توان مصرفی کم در مسیر یک خط انتقال هوایی 400kV وجود دارد. در این صورت می توان یکی از سیم های گارد را به طول مشخصی از بدنه دکل (زمین) جدا کرده و با القای الکترومغناطیسی ناشی از هادی های فاز که بر روی سیم گارد می شود، می توان از این ولتاژ برای تامین توان سایت مخابراتی استفاده کرد. ولتاژ موردنیاز سایت های مخابراتی باید ثابت بوده و نسبت به شرایط مختلف مانند خطاها و کلیدزنی حساسیت کمی داشته باشند. لذا باید یک تنظیم کننده ولتاژ مناسب برای تنظیم ولتاژ استفاده شود. در این مقاله از یک تنظیم کننده به نام IVACE (سلف خود متغیر) استفاده شده است. برای شبیه سازی از نرم افزار EMTP-RV که حالت گذرا را با دقت بالایی شبیه سازی می کند، استفاده شده است.

برنامه ریزی و احداث ایستگاه های شارژ از جنبه های مهم گسترش توسعه خودروهای الکتریکی به شمار می روند. باتوجه به تاثیر متقابل شبکه قدرت و صنایع حمل ونقل، طراحی ایستگاه های شارژ سریع، مستلزم درنظر گرفتن روش مند مسائل مرتبط با آن، از جمله ویژگی های شبکه ترافیک، تقاضای شارژ و محدودیت های شبکه الکتریکی می باشد. هدف از مقاله حاضر، تعیین مکان و ظرفیت بهینه ایستگاه های شارژ سریع در شبکه توزیع با درنظر گرفتن عدم قطعیت ها می باشد. در ابتدا، به منظور تعیین تقاضای شارژ خودروها، مدل تصادفی مبتنی بر نظریه صف و مدل تخصیص ترافیک بر مبنای تعادل کاربر توسعه داده شده است. سپس، هزینه سالانه تجهیزات و تلفات انرژی در چارچوب برنامه ریزی با قیدهای تصادفی کمینه شده است. جنبه های احتمالاتی مسئله با استفاده از روش برآورد نقطه ای به همراه سری گرام-شارلیه حل شده است. علاوه بر این، مدل های غلبه احتمالاتی به منظور تصمیم گیری در شرایط عدم اطمینان معرفی شده است. جهت نشان دادن کارایی رویکرد پیشنهادی، نتایج برنامه ریزی بر روی هر دو شبکه توزیع و ترافیک نشان داده شده است. نتایج حاصل، نشان دهنده آن است که، برآورد نادرست عدم قطعیت ها در روش قطعی ممکن است به یک راه حل ناشدنی با نقض محدودیت های سیستم منجر گردد. بعلاوه، روش های غلبه احتمالاتی با درنظر گرفتن تاثیر عدم قطعیت ها بر شاخص های تصمیم گیری و ارائه مجموعه طرح های نامغلوب از نظر ریسک و هزینه، سرمایه گذار را در امر تصمیم گیری یاری می کنند.

سیستمهای قدرت بطور پیوسته در معرض اختلالات کوچک یا بزرگ قرار دارند. وقوع اختلال در سیستم قدرت باعث تحریک مودهای سیستم از جمله مودهای الکترومکانیکی شده و در نتیجه کمیتهای سیستم دچار نوسانات گذرا می شوند. برای بررسی این پدیده ها مدلسازی دقیق تمامی تجهیزات سیستم از جمله بارها دارای اهمیت فراوانی است. در این مقاله ابتدا اهمیت و تاثیر انواع مدلهای بار بر روی پایداری زاویه بار یک شبکه قدرت نمونه مورد بررسی قرار می گیرد. با مطالعه انواع مدل های بار نشان داده خواهد شد که مدلسازی دینامیکی بار بر پایداری سیستم تاثیر گذار است. سپس با انتخاب بهترین مدل دینامیکی و استفاده از فیلتر کالمن بدون دنباله (UKF) پارامترهای مدل با استفاده از روش «بازخوانی رخداد» و تزریق ولتاژ و فرکانس ایجاد شده بعد از اغتشاش به شینه مورد نظر تخمین زده می شوند.

استفاده از توربین های بادی دارای ژنراتور القایی تغذیه دوگانه (DFIG) در شبکه های توزیع روزبروز در حال افزایش است. علاوه بر مزایای متنوع این نوع ژنراتورها مانند کنترل ساده و هزینه پایین و قابلیت کار در سرعت های مختلف باد، این نوع ژنراتورها به افت ولتاژ شبکه حساس بوده و در صورت بروز خطا در شبکه، جریان روتور افزایش یافته و می تواند منجر به آسیب مبدل های الکترونیک قدرت بکار رفته در آن شود. همچنین اضافه ولتاژ ناشی از خروج ناگهانی بار، ورود بانک خازنی و خطاهای نامتقارن نیز می تواند منجر به آسیب مبدل های بکار رفته در DFIG گردد. با توجه به لزوم رعایت الزامات شبکه، در این مقاله روش جدیدی برای بهبود قابلیت گذر از خطای DFIG شامل بهبود همزمان قابلیت گذر از افت ولتاژ (LVRT) و بهبود قابلیت گذر از اضافه ولتاژ (HVRT) با استفاده از ذخیره ساز مغناطیسی ابررسانا (SMES) و محدود کننده جریان خطای ابررسانا (SFCL) در ریز شبکه در حالت متصل به شبکه ارائه شده است. شبیه سازی در نرم افزار PSCAD انجام شده و نتایج شبیه سازی کارایی روش پیشنهادی را در بهبود قابلیت گذر از خطای DFIG در هنگام بروز افت ولتاژ و اضافه ولتاژ در ریز شبکه در حالت متصل به شبکه نشان می دهد.

با گسترش مفهوم ریزشبکه و هوشمندسازی شبکه های الکتریکی، امروزه منابع تولید پراکنده و ذخیره کننده ها با سرعت بیشتری به سیستم قدرت اضافه می شوند. همچنین به دلیل جدی تر شدن بحث آلودگی هوا، تعداد خودروهای الکتریکی در بخش حمل و نقل رو به افزایش می باشد که این موضوع موجب اضافه شدن بار الکتریکی شبکه می گردد. با وجود زیرساخت های لازم و مدیریت صحیح، خودروهای الکتریکی مدرن می توانند برخی اوقات به عنوان یک منبع انرژی به تامین بارهای شبکه نیز کمک کنند. این مقاله با توجه به قیمت بازار انرژی، قیمت پیشنهادی توسط منابع تولید پراکنده و همچنین خودروهای الکتریکی موجود در ریزشبکه، مدیریت انرژی روز آینده را برای منابع تولید و ذخیره مورد مطالعه قرار داده است. به دلیل حضور منابع تجدیدپذیر و وجود عدم قطعیت در تولید، برنامه ریزی احتمالی دو مرحله ای پیشنهاد شده است. ساختار مساله به صورت برنامه ریزی احتمالی خطی مختلط با عدد صحیح می باشد که برای یک سیستم نمونه توسط نرم افزار GAMS شبیه سازی شده است. نتایج نشان می دهند که به کمک این برنامه ریزی، مدیریت ریزشبکه قادر خواهد بود تا قبل از مشخص شدن مقدار دقیق تولید منابع تجدیدپذیر برخی تصمیمات را به صورت قطعی اتخاذ نماید؛ به طوری که مجموع هزینه ها ی بهره برداری مورد انتظار حداقل گردد.

تجدید ساختار و مقررات زدایی، برنامه ریزی سیستم قدرت را متحول کرده، اهداف و چالش های جدیدی را خصوصاً در زمینه برنامه ریزی توسعه انتقال (TEP) ایجاد کرده است. از طرفی رشد تقاضا و کمبود منابع انرژی و سرمایه گذاری برای گسترش سیستم قدرت باعث شده است پاسخ گویی بار (DR) مورد توجه ویژه ای قرار گیرد. در این مقاله برنامه ریزی توسعه انتقال چند هدفه دینامیک تحت محدودیت های قابلیت اطمینان در محیط بازار با توجه به برنامه های فروش دیماند و پیشنهاد های وابسته به قیمت در بازار روز بعد انجام می شود. نوآوری های مقاله حاضر عبارت اند از: 1-مشارکت برنامه های فروش دیماند و پیشنهاد های وابسته به قیمت در برنامه ریزی توسعه انتقال، 2-مدل سازی جدید بازار عمده فروشی برق با مشارکت مستقیم برنامه های پاسخ گویی بار و 3-یافتن مقدار بهینه مورد نیاز فروش دیماند در هر سال برای تک تک باس ها که می تواند به عنوان سیگنال از جانب نهاد تنظیم بازار به تامین کنندگان DR ارسال شود تا در برنامه ریزی درازمدت آن ها لحاظ گردد. الگوریتم پیشنهادی بر روی شبکه 24 باسه IEEE اجرا و مزیت های آن از جمله کاهش هزینه سرمایه گذاری، کاهش تراکم و افزایش قابلیت اطمینان نشان داده شده است.

منابع مدیریت مصرف همواره به عنوان گزینه ای مهم در برنامه ریزی و بهره برداری از سیستم قدرت مورد مطالعه قرار گرفته است. مطالعاتی پیرامون بکارگیری این منابع در تامین ظرفیت شبکه در برخی از سیستم ها انجام شده و برخی از این سیستم ها نظیر PJM در بازار ظرفیت خود از آنها به صورت محدود استفاده کرده اند. آنچه که حائز اهمیت است اینست که ابتدا مدلی جامع از این منابع در بازار ظرفیت ارائه شده و سپس ساختاری مناسب به منظور بکارگیری آنها تعریف شود. مشارکت کارا و پایدار منابع مدیریت مصرف در بازار ظرفیت به دلایل مدیریتی و اقتصادی تنها با حضور نهادهای تجاری نظیر خرده فروش ها به عنوان نمایندگان این منابع امکان پذیر است. از اینرو ابتدا می بایست مدلی از کالای ظرفیت این نهادها ارائه شده و سپس پارامترهای تاثیرگذار بر رفتار آنها و نحوه تعامل آنها با دو بخش بازار (بهره بردار مستقل سیستم) و مشترکین در هر دو سمت بازار مدل سازی شود. این مدل سازی از یکسو سبب مشارکت سودآور خرده فروش در بازار ظرفیت شده و از سوی دیگر منافع مشترکین و شبکه را نیز به دنبال دارد. از اینرو، در این مقاله رفتار خرده فروش به منظور مشارکت در بازار ظرفیت به طور جامع مطالعه و مدل سازی شده است. نتایج عددی کارایی مدل ارائه شده را نشان داده است.

در این مقاله، شیوه مدیریت انرژی در ریزشبکه های چندگانه با در نظر گرفتن قیود پخش بار با استفاده از یک الگوریتم ترکیبی پیشنهاد شده است. این مدیریت انرژی سهم دقیق تولید یا مصرف انرژی در واحدهای گوناگون موجود در ریزشبکه های چندگانه را مشخص می کند. روش پیشنهادی به صورت سلسله مراتبی انجام می یابد؛ به این طریق که در ابتدا هر ریزشبکه یک برنامه ریزی محلی برای مشترکین و منابع تولید انرژی خود انجام می دهد و توان مازاد یا تامین نشده آن ها معین می شود. سپس، بهره بردار مستقل سیستم توزیع، با در نظر گرفتن قیود پخش بار، میزان تبادل انرژی را معین می نماید. ذخیره سازهای انرژی نیز به منظور حفظ تعادل میان تولید توان توسط منابع انرژی تجدیدپذیر و بار مصرفی در نظر گرفته شده اند. هم چنین، برنامه پاسخ گویی بار با هدف هموار کردن منحنی بار و کاهش هزینه های بهره برداری مورد استفاده قرار گرفته است. در نهایت روش پیشنهادی بر روی ریزشبکه های چندگانه، با استفاده از نرم افزارهای GAMS و MATLAB شبیه سازی شده است.

در این مقاله یک چارچوب بازیابی بار در شبکه توزیع انرژی که شامل تولیدات پراکنده و منابع ذخیره انرژی می باشد، پیشنهاد می شود. در این چارچوب از روش برنامه ریزی پویا (DP) به عنوان ابزار بهینه سازی مساله بازیابی بار شبکه توزیع استفاده شده است. زمان و ترتیب برق دار کردن فیدرهای (بارهای) شبکه توزیع بعد از خاموشی سراسری اتفاق افتاده، به عنوان مراحل و جواب بهینه مساله بهینه سازی روش برنامه ریزی پویا در نظر گرفته می شود. روش پیشنهادی اولویت بارهای شبکه را نیز بر اساس اهمیت آن، در مساله بازیابی در نظر می گیرد. در انتها روش پیشنهادی در یک شبکه واقعی پیاده سازی شده و بر اساس نتایج به دست آمده کارآمد و عملی بودن آن استنتاج شده است.

در این مقاله روش جدیدی برای تشخیص خطا در ریزشبکه ها با در نظرگیری عدم قطعیت در توپولوژی آن ها پیشنهاد می شود. روش پیشنهادی با استفاده از تبدیل های موجک و S تحقق می یابد. با استفاده از این تبدیل ها ویژگی های مولفه های سه فاز و همچنین توالی های مثبت، منفی و صفر شکل موج های جریان و ولتاژ در نقاط مختلف شبکه که در تشخیص وقوع خطا، محل خطا، نوع خطا و فازهای درگیر موثر هستند، استخراج می شوند. به دلیل آنکه روند تشخیص خطا در روش پیشنهادی مستقل از توپولوژی ریزشبکه می باشد، لذا ویژگی بارز آن، قابلیت تشخیص در انواع مختلف حالات دینامیکی پیش آمده در ریزشبکه می باشد. برای بررسی میزان کارایی روش پیشنهادی، این روش بر روی یک ریزشبکه نمونه اعمال گردیده است. نتایج حاصل از شبیه سازی نشان می دهد که روش تشخیص خطای پیشنهادی به خوبی قابلیت تشخیص و تمییز خطاهای ماندگار رخ داده از اغتشاشات گذرای ایجاد شده در ریزشبکه را داراست. همچنین مقایسه تبدیل S و موجک در فرایند تشخیص خطا در ریزشبکه ها نشان می دهد که اگرچه با استفاده از تبدیل موجک، سرعت رسیدن به تصمیم نهایی سریعتر است، اما دقت تبدیل S بویژه در ایجاد تمایز بین حالات گذرا و خطاهای دائم، ویژگی برتر این تبدیل است.

هدف این مقاله ارائه ی روندی کارآمد به منظور دسته بندی و رده بندی مشترکین در شبکه توزیع از جنبه میزان اثرپذیری آنها در نتیجه ی مشارکت در برنامه پاسخگویی بار است. این چالشی است که علی رغم انجام مطالعات قابل ملاحظه در زمینه پاسخگویی بار مغفول مانده. به ویژه این چالش زمانی برجسته تر می شود که به تاثیر پاسخگویی بار در بهره وری و مدیریت انرژی در شبکه برق توجه شود. همچنین تاکیدی که نویسندگان این مقاله دارند توجه به قابلیت ها و داده هایی است که توسط زیرساخت اندازه گیری پیشرفته (AMI) در اختیار قرار می گیرد و کارایی مناسبی که روی پیاده سازی برنامه های مدیریت سمت مصرف دارد. ابزار این دسته بندی، علاوه بر تکنیک های معمول مورد استفاده در پردازش داده، ترکیبی از الگوریتم های خوشه بندی طیفی، تئوری گراف و همچنین مفهوم آنتروپی می باشد. این مقاله دارای دو بخش است، در بخش اول، مشترکین با اثرپذیری بالاتر شناسایی شده و مدل ها و الگوهایی برای شناسایی آنها ساخته می شود. در این بخش در دو فاز با استفاده از ویژگی هایی که برای هرکدام از مشترکین در نظر گرفته می شود، با پیاده سازی پاسخگویی بار، دسته بندی توسط خوشه بندی طیفی و تئوری گراف انجام می گیرد. در بخش دوم نیز مدل های ساخته شده مورد ارزیابی قرار می گیرد. برای ارزیابی روند پیشنهادی از یک مجموعه داده مصرفی واقعی AMI مربوط به کشور ایرلند استفاده شده است. نتایج مربوط به پیاده سازی پاسخگویی بار نشان می دهد که رده بندی مشترکین براساس میزان اثرپذیری آنها به طورقابل قبولی انجام گرفته است.