مهندسی برق و مهندسی کامپیوتر ایران، الف- مهندسی برق
سال:1395 | دوره:14 | شماره:3 |تعداد مقالات:8

وجود منابع تولید پراکنده در میکروگریدهای صنعتی، تاثیر زیادی در پارامترهای قابلیت اطمینان این شبکه ها دارد. لذا در این مقاله، ارزیابی قابلیت اطمینان میکروگریدهای صنعتی با استفاده از یک شاخص ترکیبی پیشنهادی در حضور منابع تولید پراکنده و بار پاسخگو ارائه می گردد. این روش ارزیابی قابلیت اطمینان بر مبنای مونت کارلوی ترتیبی با توجه به بار زمانی موجود می باشد. در این مقاله از تولیدات تجدیدپذیر پرکاربرد نیروگاه بادی و مولد فتوولتائیک استفاده می شود. با توجه به آن که توان خروجی این نوع DGها به متغیرهای تصادفی سرعت باد و میزان تابش خورشید بستگی دارد لذا جهت تعیین میزان توان خروجی آنها در هر ساعت برای هر کدام از آنها تعدادی سناریو در نظر گرفته شده است. با توجه به تعداد زیاد سناریوهای ایجادشده از روش کاهش سناریو بر مبنای دو شرط مبتنی بر توان تولیدی آنها و میزان بارها استفاده می شود. همچنین شاخص ترکیبی جدید بیانگر میزان تغییرات شاخص های SAIFI، SAIDI و EENS به ازای هر KW از DG نصب شده است. با توجه به رشد بارهای صنعتی در میکروگریدها، یک دوره مطالعه ده ساله در دو حالت عملکرد جزیره ای و اتصال به شبکه برنامه ریزی می شود. در حالت جزیره ای از مفهوم بار پاسخگو نیز استفاده می شود. برای نشان دادن کارایی الگوریتم پیشنهادی، این روش بر روی شبکه استاندارد 2IEEE-RBTS BUS در حضور منابع DG اعمال گردیده و نتایج در حالات مختلف بررسی گردید.

رویکرد اساسی این مقاله، بهبود شرایط بهره برداری از سیستم های توزیع توسعه نیافته با بهره گیری هم زمان از بازآرایی شبکه و برنامه های کنترل مستقیم بار خواهد بود. برای یافتن هم زمان وضعیت بهینه کلیدها و مقادیر تشویق بهینه در برنامه پاسخ گویی بار، از الگوریتم ژنتیک به عنوان یکی از روش های جستجوی تصادفی استفاده شده است. برای نشان دادن اثر بازگشت انرژی در برنامه پاسخ گویی بار از ماتریس حساسیت قیمتی تقاضا (ماتریس کشش بار) استفاده شده است. هزینه های بهره برداری از شبکه به عنوان تابع هدف در نظر گرفته شده اند. قیود ولتاژ، ظرفیت خطوط شبکه و برخی از قیدهای مربوط به برنامه های پاسخ گویی بار نیز در ارزیابی تابع هدف در نظر گرفته شده اند. در نهایت کارایی روش ارائه شده در کاهش هزینه های بهره برداری روی شبکه 33شینه نشان داده شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهند که استفاده هم زمان از ابزارهای بازآرایی و پاسخ گویی بار، علاوه بر حل مشکل اضافه بار خطوط شبکه، هزینه های بهره برداری از شبکه را به طور چشم گیری کاهش داده و نیاز به بارزدایی را به حداقل می رساند.

در این مقاله، مساله پیشنهاد دهی نیروگاه مجازی در بازار انرژی و هم زمان رزرو چرخان و متوالی توان راکتیو بررسی شده است. بدین منظور مدلی غیر تعادلی بر اساس در مدار قرار دادن قیمت بنیان واحدها مقید به قیود امنیت (SCPBUC) که تعادل عرضه- تقاضا و امنیت داخلی نیروگاه مجازی را به حساب می آورد، ارائه شده است. با استفاده از مدل ارائه شده نیروگاه مجازی علاوه بر حضور در بازار انرژی برای بهره بردار سیستم قدرت، خدمات رزرو چرخان و راکتیو را فراهم می آورد. مساله پیشنهاد دهی نیروگاه مجازی یک بهینه سازی غیر محدب غیر خطی آمیخته با عدد صحیح می باشد که با استفاده از برنامه ریزی غیر خطی آمیخته با عدد صحیح (MINLP) حل شده است.

در سیستم های قدرت امروزی، استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر، مشکلاتی برای بهره برداران شبکه قدرت به وجود آورده است که یکی از مهم ترین این مشکلات عدم توانایی منابع انرژی تجدیدپذیر در تولید انرژی در کلیه شرایط است. به طور مثال، آرایه های خورشیدی در لحظاتی که روی آنها سایه افتاده یا در طول شب، نمی توانند توان الکتریکی قابل ملاحظه ای تولید کنند. استفاده از سیستم های ذخیره سازی انرژی الکتریکی در اندوکتانس های قدرت سیستم (SMES) به عنوان یکی از راه حل های این مشکل مطرح شده است. در این روش از اندوکتانس های قدرت جهت ذخیره سازی انرژی استفاده می شود که در مواقع نیاز این انرژی به شبکه تحویل داده می شود. در این مقاله در بخش اول به معرفی یک ساختار کاربردی برای مبدل های DC-DC سه ورودی/ سه خروجی پرداخته شده که ساختار مذکور از نظر تعداد المان های مورد نیاز و کنترل پذیری از وضعیت مناسبی جهت استفاده در سیستم SMES برخوردار است. در بخش دوم، یک کنترل کننده مناسب با بهره گیری از روش کنترل چندمتغیره که یک روش کارآمد در کلیه وضعیت های شبکه قدرت است، جهت کنترل کلیدهای موجود در مبدل طراحی شده است. ویژگی مهم کنترل کننده تنظیم کردن ولتاژ سه پایانه خروجی مبدل در کلیه شرایط شارژ و دشارژ اندوکتانس های موجود در ورودی های مبدل است. به طور کلی طراحی مبدل DC-DC جهت استفاده در سیستم SMES و طراحی کنترل کننده برای آن، از اهداف اصلی این پژوهش هستند. در نهایت کارایی مبدل پیشنهادی و روش کنترلی مطرح شده توسط شبیه سازی به اثبات رسیده است.

در این مقاله از یک روش بهبودیافته کنترلگر مد لغزشی تطبیقی غیر مستقیم به منظور کنترل مبدل های یک ریزشبکه در حالت جزیره ای استفاده شده است. به منظور کنترل این سیستم که شامل دو واحد تولید پراکنده همراه با مبدل های مستقل مربوطه می باشد از یک رویتگر به منظور تخمین پارامترهای نامعلوم سیستم استفاده می شود. سپس با توجه به این مقادیر تخمین زده شده، کنترلگر با شرایط جدید سیستم تطابق داده می شود. در استراتژی کنترلی به کار گرفته شده، یکی از واحدها در حالت عملکرد تنظیم ولتاژ ریزشبکه قرار گرفته و واحد دیگر در حالت کنترل جریان مصرفی بار به منظور مدیریت توان دو مبدل استفاده می شود. در این روش پیشنهادی با تطبیقی کردن پارامترهای کنترل مد لغزشی، پاسخ عملکرد خروجی سیستم از جمله اعوجاج هارمونیکی کل، مقدار موثر و مقدار پیک در حالت کنترل ولتاژ بهبود پیدا می کند. نتایج حاصل از ساخت این مبدل های قدرت با کنترلگر کلاسیک مد لغزشی به علت وجود تاخیر در مدارهای راه انداز الکترونیک قدرت و قسمت های مختلف سیستم کنترل مد لغزشی بیانگر عدم عملکرد مطلوب و مناسب مبدل در دنبال کردن سیگنال مرجع شده که با تطبیقی کردن این کنترلگر، مشکل برطرف گردیده و سیگنال جریان مرجع به خوبی و با خطای حالت ماندگار کمتری نسبت به کنترل مد لغزشی کلاسیک دنبال می شود. شبیه سازی با استفاده از نرم افزار MATLAB و پیاده سازی سیستم کنترل مربوطه توسط ریزپردازنده 28335DSP/TMS320F بیانگر عملکرد مناسب این کنترلگر است.

ترکیب پشته سازی سه بعدی و شبکه روی تراشه که با عنوان شبکه روی تراشه سه بعدی شناخته می شود، مزایای متعددی همانند کاهش تاخیر انتشار، کاهش مساحت تراشه و همچنین افزایش پهنای باند را به همراه دارد. علی رغم مزایای متعدد، پشته سازی سه بعدی سبب افزایش چگالی توان در واحد سطح تراشه و متعاقب آن افزایش دمای تراشه می شود که این مساله چالش های جدیدی را ایجاد می نماید. افزایش دما، کاهش قابلیت اطمینان و تنزل کارایی را به دنبال خواهد داشت و در نتیجه طراحی الگوریتم های مدیریت حرارتی برای این نوع سیستم ها امری ضروری به نظر می رسد. در این مقاله برای این منظور یک الگوریتم مبتنی بر مهاجرت وظایف ارائه شده است. انتخاب مقصد مهاجرت برای وظایف روی هسته های داغ، یک مساله NP-Complete است که می توان آن را با روش های ابتکاری حل کرد. برای این منظور در روش پیشنهادی از الگوریتم تبرید تدریجی بهره گرفته ایم. در تعیین مقصد مهاجرت، علاوه بر دمای هسته ها، سربار ناشی از مهاجرت را نیز لحاظ کرده ایم. نتایج ارزیابی حاکی از آن است که این روش می تواند تا 28 درصد، دمای بیشینه تراشه را برای محکی با بیشترین تعداد وظایف کاهش دهد، ضمن این که تاثیر آن بر روی کارایی اندک است.

با وقوع تجدید ساختار و افزایش خصوصی سازی در صنعت برق، هدف اصلی شرکت های توزیع افزایش درآمد خود با توجه به قوانین موجود شد. حضور واحدهای تولید پراکنده (DG) خصوصی و امکان خرید برق مازاد آنها با قیمتی کمتر از قیمت خرید برق در بازار برق، امکان نصب خازن و بهره گیری از مزایای آن و همچنین مواردی از جمله پرداخت هزینه خاموشی به مشترکین، هزینه تلفات انرژی و مشکل پروفیل ولتاژ در سطح شبکه توزیع، فرصت ها و چالش هایی را برای شرکت توزیع ایجاد کرده که به دنبال آن باید در شرایط مختلف شبکه خود یک استراتژی مناسب اتخاذ کند. در سناریوی اول این مقاله در حالی که DG در شبکه توزیع نیست، افزایش درآمد شرکت توزیع با جایابی بهینه خازن های ثابت و سوئیچ شونده صورت می گیرد. در سناریوی دوم افزایش درآمد با تعیین بالاترین قیمت قابل قبول خرید برق از DG با مکان معلوم و در سناریوی سوم با تعیین قیمت خرید برق از DG که مکان یابی آن توسط شرکت توزیع انجام شده است، صورت می گیرد. مطالعات شبیه سازی بر روی یک شبکه توزیع 20kV در شهر رشت با 18 شین صورت گرفته است.

مفهوم سامانه هاب انرژی به عنوان مدلی برای مطالعه یک پارچه زیرساخت های مختلف انرژی مطرح می شود. هاب انرژی مجموعه ای متشکل از مبدل ها و ذخیره کننده هاست که از یک سو حامل های انرژی را از شبکه بالادست دریافت می کند و از سوی دیگر به تامین تقاضای مصرف کنندگان انرژی می پردازند. در این مقاله مدل سازی فضای حالت برای این سامانه ارائه می شود، سپس برای بهره برداری این سامانه به علت داشتن ساختار دینامیکی و به لحاظ داشتن عدم قطعیت ناشی از پیش بینی پروفایل بار و قیمت، روش کنترل پیش بین مبتنی بر مدل ارائه می شود. روش ارائه شده بر روی هاب انرژی شامل ترانسفورماتور، بویلر، CHP و ذخیره سازهای حرارتی و الکتریکی با در نظر گرفتن برنامه پاسخ گویی بار اعمال می شود. نتایج به دست آمده، اثربخشی روش پیشنهادی را برای مساله بهره برداری این سامانه نشان می دهد.