University of Mohaghegh ArdabiliJournal of Operation and Automation in Power Engineering2322-45766120180601Optimal Scheduling of Battery Energy Storage System in Distribution Network Considering Uncertainties using hybrid Monte Carlo- Genetic Approachبهره برداری بهینه از سیستم های ذخیره ساز در شبکه های توزیع با در نظر گرفتن عدم قطعیتها و با استفاده از طرح ترکیبی ژنتیک - مونت کارلو11263210.22098/joape.2017.3385.1271ENR. AfshanDepartment of Electrical Engineering, Azarbaijan Shahid Madani University, Tabriz, Iran.J. SalehiAzarbaijan Shahid Madani UniversityJournal Article20170304This paper proposes a novel hybrid Monte Carlo simulation-genetic approach (MCS-GA) for optimal operation of a distribution network considering renewable energy generation systems (REGSs) and battery energy storage systems (BESSs). The aim of this paper is to design an optimal charging /discharging scheduling of BESSs so that the total daily profit of distribution company (Disco) can be maximized. In this study, the power generation of REGSs such as photovoltaic resources (PVs) and the network electricity prices are studied through their uncertainty natures. The probability distribution function (PDF), is used to account for uncertainties in this paper. Also, the Monte Carlo simulation (MCS) is applied to generate different scenarios of network electricity prices and solar irradiation of PVs. Optimal scheduling of BESSs can be performed by genetic algorithm (GA). In this paper, firstly, the charging and discharging state of BESSs (positive or negative sign of battery power) is determined according to the variable amount of the electricity prices and power produced from PVs, which have been obtained from the Monte Carlo simulation. Then by using the GA, optimal amount of BESSs is determined. Therefore, a hybrid MCS-GA is used to solve this problem. Numerical examples are presented to illustrate the optimal charging/discharging power of the battery for maximizing the total daily profit.ین مقاله یک روش جدید ترکیبی مونت کارلو- ژنتیک برای بهره­برداری بهینه شبکه توزیع با در نظر گرفتن منابع تولیدی تجدید­پذیر و باتری­های ذخیره ساز ارائه می­کند. هدف این مقاله طراحی یک برنامه شارژ و دشارژ بهینه برای ماکزیمم سازی سود شرکت توزیع می­باشد. در این مطالعه، مقدار توان تولیدی منابع تجدید­پذیر و قیمت برق دارای عدم قطعیت در نظر گرفته شده­اند. برای مدلسازی عدم قطعیت­ها از تابع توزیع احتمال استفاده شده است. همچنین از شبیه­سازی مونت کارلو برای ایجاد سناریو برای قیمت برق و تولید منابع فتوولتاییک استفاده شده است. برنامه­ریزی بهینه منابع ذخیره­ساز با استفاده از الگوریتم ژنتیک انجام شده است. در این مقاله ابتدا حالت شارژ و دشارژ منابع ذخیره­ساز با در نظر گرفتن مقادیر متغیر قیمت برق و توان تولیدی منابع فتوولتاییک که با استفاده از شبیه­سازی مونت کارلو بدست آمده­اند محاسبه شده و سپس مقدار بهینه شارژ و دشارژ منابع ذخیره­ساز با استفاده از الگوریتم ژنتیک تعیین می­شود. به همین دلیل روش این مقاله روش ترکیبی مونت کارلو- ژنتیک نامیده شده است. نتایج عددی برای نشان دادن الگوریتم پیشنهادی در ماکزیمم سازی سود روزانه ارائه شده است.https://joape.uma.ac.ir/article_632_02d445095ef5de28bcf76f5fee404d52.pdfUniversity of Mohaghegh ArdabiliJournal of Operation and Automation in Power Engineering2322-45766120180601An Intelligent Method Based on WNN for Estimating Voltage Harmonic Waveforms of Non-monitored Sensitive Loads in Distribution Networkارائه یک روش هوشمند مبتنی بر شبکه عصبی موجک برای تخمین شکل موج ولتاژ هارمونیک بارهای فاقد مانیتور شبکه توزیع132263310.22098/joape.2018.3533.1280ENA. ِDeihimiBu-Ali Sina University, Department of Electrical EngineeringA. RahmaniBu-Ali Sina University, Department of Electrical Engineering,Journal Article20170422An intelligent method based on wavelet neural network (WNN) is presented in this study to estimate voltage harmonic distortion waveforms at a non-monitored sensitive load. Voltage harmonics are considered as the main type of waveform distortion in the power quality approach. To detect and analyze voltage harmonics, it is not economical to install power quality monitors (PQMs) at all buses. The cost associated with the monitoring procedure can be reduced by optimizing the number of PQMs to be installed. The main aim of this paper is to further reduce the number of PQMs through recently proposed optimum allocation approaches. An estimator based on WNN is presented in this study to estimate voltage-harmonic waveforms at a non-monitored sensitive load using current and voltage at a monitored location. Since capacitors and distributed generations (DGs) have a special role in distribution networks, they are considered in this paper and their effects on the harmonic voltage waveform estimator are evaluated. The proposed technique is examined on the IEEE 37-bus network. Results indicate the acceptable high accuracy of the WNN estimator.دراین مقاله یک روش هوشمند مبتنی بر شبکه عصبی موجک برای تخمین شکل موج ولتاژ هارمونیک بار حساس فاقد مانیتور ارائه می گردد. یکی از مسائل و مشکلات اصلی کیفیت برق در سیستمهای توزیع هارمونیک ولتاژ است. مانیتورینگ سیستم قدرت، معضلات کیفیت توان را مشخص می کند. مانیتورهایی که برای این منظور استفاده می گردند وسایل گرانقیمتی محسوب می شوند لذا نصب آنها در تمامی باسهای شبکه مقرون به صرفه نیست. کاهش هزینه برنامه های مانیتورینگ با بهینه کردن تعداد مانیتورها قابل دستیابی است. هدف اصلی این مقاله کاهش بیشتر تعداد مانیتورهای کیفیت توان می باشد که قبلا تعداد بهینه آنها توسط روشهای بهینه سازی بدست آمده است. در این مقاله یک تخمین گر مبتنی بر شبکه عصبی موجک ارائه شده است تا با استفاده از آن بتوان شکل موج ولتاژ بار حساس فاقد مانیتور شبکه توزیع را توسط اطلاعات مانیتورهای دیگر تخمین زد و از این طریق تعداد مانیتورها را کاهش داد. از آنجا که خازن و تولیدات پراکنده نقش مهمی در شبکه های توزیع دارند اثرات آنها بر اعوجاجات هارمونیکی بارهای شبکه توزیع و تخمین گر شکل موج ولتاژ هارمونیکی لحاظ می گردد. شبکه توزیع مورد مطالعه شبکه شعاعی استاندارد37 باس IEEE می باشد روش پیشنهادی بر روی این سیستم پیاده سازی می شود با توجه به نتایج ارزیابی مشاهده می شود که سیستم هوشمند پیشنهادی با دقت بالایی شکل موج ولتاژ بار حساس فاقد مانیتور را توسط اطلاعات نزدیکترین مانیتور تخمین می زند.https://joape.uma.ac.ir/article_633_c5d439eb9e9635a9c48b7f0a7d431a5b.pdfUniversity of Mohaghegh ArdabiliJournal of Operation and Automation in Power Engineering2322-45766120180601Increasing the Efficiency of the Power Electronic Converter for a Proposed Dual Stator Winding Squirrel-Cage Induction Motor Drive Using a Five-Leg Inverter at Low Speedsافزایش بهره وری مبدل الکترونیک قدرت در درایو موتور القایی قفس سنجابی دو سیم پیچه پیشنهادی با استفاده از اینورتر پنج ستونه در سرعت های پایین233963410.22098/joape.2018.2990.1249ENH. MoayediradDepartment of Electrical and Computer Engineering, University of Birjand, Birjand, Iran.M. A. Shamsi NejadDepartment of Electrical and Computer Engineering, University of Birjand, Birjand, Iran,Journal Article20161105A dual stator winding squirrel-cage induction motor (DSWIM) is a brushless single-frame induction motor that contains a stator with two isolated three-phase windings wound with dissimilar numbers of poles. Each stator winding is fed by an independent three-phase inverter. The appropriate efficiency of this motor is obtained when the ratio of two frequencies feeding the machine is equal to the ratio of the number of poles. In the vector control method at low speeds, flux is difficult to estimate because the voltage drop on the stator resistance is comparable with the input stator voltage, disturbing the performance of the motor drive. To solve the abovementioned problem, researchers have benefited from the free capacity of the two windings of the stator. This makes the motor deviate from its standard operating mode at low speeds. The main purpose of this paper is reducing the power losses of the inverter unit in the DSWIM drive at low speeds via the proposed control method and a five-leg inverter. This paper deals with two topics: 1. Using the idea of rotor flux compensation at low speeds, the motor works in its standard operating mode. Therefore, the power losses of the utilized power electronic converters are also reduced to a considerable extent; and 2. Reduction in capital cost can be achieved by utilizing a five-leg power electronic converter. The proposed methods are simulated in MATLAB/Simulink software, and the results of simulation confirm the assumptions.یک موتور القایی قفس سنجابی دو سیم­پیچه، یک موتور القایی تک قابه­ی بدون جاروبک است که دارای یک استاتور با دو سیم­پیچ سه فاز ایزوله است که تعداد قطب­های آن نابرابرند. هر سیم­پیچ استاتور توسط یک اینورتر سه فاز مستقل تغذیه می­شود. بهره­وری مناسب این موتور وقتی حاصل می­شود که نسبت دو فرکانس تغذیه کننده­ی ماشین، برابر با نسبت تعداد قطب­ها باشد. در روش کنترل برداری بدلیل قابل ملاحظه بودن افت ولتاژ برروی مقاومت استاتور در مقابل ولتاژ استاتور ورودی، تخمین شار روتور در سرعت­های پایین سخت است که باعث می­شود عملکرد درایو موتور خراب شود. محققین برای حل مشکل فوق از ظرفیت آزاد دو سیم­پیچ استاتور بهره برده­اند که این باعث می­شود که موتور در سرعت­های پایین از مد عملکردی استانداردش خارج شود. هدف اصلی این مقاله کاهش تلفات توان واحد اینورتر در درایو موتور القایی قفس سنجابی دو سیم­پیچه در سرعت­های پایین می­باشد که این مهم توسط روش کنترلی پیشنهادی و یک اینورتر پنج ستونه حاصل می­شود. این مقاله به دو موضوع می پردازد: 1- استفاده از ایده­ی جبران کننده­ی شار روتور در سرعت­های پایین باعث می­شود موتور در مد عملکردی استاندادرش کار کند. لذا تلفات توان در مبدل­های الکترونیک قدرت استفاده شده به مقدار قابل توجه­ای کاهش می­یابد؛ 2- هزینه­ها با استفاده از یک مبدل الکترونی قدرت پنج ستونه کاهش می­یابد. روش­های پیشنهادی در محیط سیمولینک نرم افزار متلب شبیه­سازی شده­اند و روش­های پیشنهادی مؤید ادعاهای ارائه شده می­باشند.https://joape.uma.ac.ir/article_634_bea20854ea2da190bf8e2ff84b7db704.pdfUniversity of Mohaghegh ArdabiliJournal of Operation and Automation in Power Engineering2322-45766120180601Characterization of Power Transformer Electromagnetic Forces Affected by Winding Faultsمطالعه بر مشخصه نیروهای الکترومغناطیسی در ترانسفورماتورهای قدرت تحت اثر خطاهای سیمپیچی404963510.22098/joape.2018.2436.1210ENV. BehjatDepartment of Electrical Engineering, Azarbaijan Shahid Madani university, Tabriz, Iran.
Email: behjat@azaruniv.eduA. ShamsDepartment of Electrical Engineering, Engineering Faculty, Azarbaijan Shahid Madani University, Tabriz, IranV. TamjidiDepartment of Electrical Engineering, Engineering Faculty, Shahid Madani University, Tabriz, IranJournal Article20160617Electromagnetic forces in power transformer windings are produced by interaction between the leakage fluxes and current passing them. Since the leakage flux distribution along the windings height is in two axial and radial directions, so the electromagnetic forces have two components, radial and axial. There is a risk that a large electromagnetic force due to the short circuit or inrush currents, can cause the windings to be deform, rupture, and/or displace, if the transformer and winding holders structure is not designed or assembled properly. Also, these mechanical changes can damage insulation between two or more adjacent turns of a winding and so, produce the local inter-turn fault. Occurrence of any fault in windings will change the electromagnetic force distribution in transformers and will cause developing secondary faults. Hence, this contribution is aimed at characterizing the electromagnetic forces behavior in power transformers and determines the changes of force values after occurring winding mechanical and inter-turn. The study keeps at disposal a two-winding, three phase, 8 MVA power transformer, on their windings faults are imposed and investigated through the FEM analysis. The accuracy of the created FEM model is firstly validated using analytical methods for transformer healthy condition, and then the winding shorted turn fault along with the mechanical faults are considered using 3D FEM model. The extracted characteristic signatures attained to different type of winding faults is expected to be useful at the design stage of power transformers.نیروهای الکترومغناطیسی در اثر عمل متقابل بین بردار چگالی شار و جریان عبوری از سیمپیچی ترانسفورماتور به وجود میآید. لذا با توجه به اینکه بردار چگالی شار دارای دو مولفه عمودی و شعاعی میباشد، نیرو را نیز میتوان به دو صورت نیروی شعاعی و نیروی محوری تقسیم نمود. در اثر وقوع اتصال کوتاه نیروی الکترومغناطیسی شدیدی به سیمپیچی ترانسفورماتور وارد میگردد که در صورتی که طراحی مناسبی صورت نگرفته باشد میتواند سبب بروز خطاهایی از جمله: جابجایی، تغییر شکل و یا حتی در موارد شدیدتر پاره شدن سیمپیچی ترانسفورماتور نیز گردد. همچنین این خطاهای مکانیکی میتوانند سبب بروز مشکلاتی از جمله از بین رفتن عایق حلقههای سیمپیچیهای مجاور و در نتیجه وقوع اتصال کوتاه حلقه گردد که وقوع اینگونه خطاها در ترانسفورماتور سبب افزایش نیروی الکترومغناطیسی و در نتیجه تشدید خطا میگردد. از اینرو هدف اصلی این مقاله بررسی رفتار نیروهای الکترومغناطیسی وارده بر سیمپیچی ترانسفورماتور و تعیین میزان تغییرات نیرو پس از وقوع خطاهای مکانیکی و خطای اتصال کوتاه حلقه میباشد. در این مقاله با استفاده از روش اجزاء محدود به بیان خطاهای وارده بر یک سیمپیچی ترانسفورماتور قدرت با توان نامی 8MVA پرداخته شده است که جهت ارزیابی دقت مدل، مقدار نیروها با استفاده و از روش تحلیلی و عددی مقایسه گردیده است و سپس خطاهای مکانیکی و اتصال کوتاه حلقه با استفاده از مدل سه بعدی ترانسفورماتور مورد بررسی قرار گرفته است که نتایج حاصله نقش مهمی در طراحی ترانسفورماتور ایفا خواهد کرد.https://joape.uma.ac.ir/article_635_cfc6367c365eaeb00851ee642eb372ff.pdfUniversity of Mohaghegh ArdabiliJournal of Operation and Automation in Power Engineering2322-45766120180601Coordinated Resource Scheduling in a Large Scale Virtual Power Plant Considering Demand Response and Energy Storagesبرنامه ریزی هماهنگ منابع در نیروگاه مجازی مقیاس بزرگ با در نظر گرفتن پاسخگویی بار و ذخیره سازهای انرژی506063610.22098/joape.2018.3153.1257ENH. M. SamakooshMazandaran University of Science and TechnologyM. Jafari-NokandiNoshirvani University of TechnologyA. SheikholeslamiNoshirvani University of TechnologyJournal Article20161225<em>Virtual power plant</em><em> (VPP) is an effective approach to aggregate distributed generation resources under a central control. This paper introduces a mixed-integer linear programming model for optimal scheduling of the internal resources of a large scale VPP in order to maximize its profit. The proposed model studies the effect of a demand response (DR) program on the scheduling of the VPP. The profit of the VPP is calculated considering different components including the income from the sale of electricity to the network and the incentives received by the renewable resources, fuel cost, the expense of the purchase of electricity from the network and the load curtailment cost during the scheduling horizon. The proposed model is implemented in a large scale VPP that consists of five plants in two cases: with and without the presence of the DR. Simulation results show that the implementation of the DR program reduces the operation cost in the VPP, therefore increasing its profit.</em>نیروگاه مجازی یک راهکار مؤثر برای تجمبع منابع تولید پراکنده است. در این مقاله یک مدل برنامه ریزی خطی آمیخته با عدد صحبح برای برنامه ریزی کوتاه مدت منابع داخلی یک نیروگاه مجازی مقیاس بزرگ با هدف بیشینه شدن سود آن ارائه شده است. مدل ارائه شده، تأثیر پاسخگویی بار بر برنامه ریزی نیروگاه مجازی را در نظر می گیرد. سود نیروگاه مجازی بر اساس درآمد حاصل از فروش برق به شبکه، هزینه سوخت مورد نیاز، هزینه خرید برق از شبکه و هزینه قطع بار محاسبه می شود. مدل پیشنهادی در یک نیروگاه مجازی مقیاس بزرگ شامل پنج ناحیه پیاده سازی شده است. نتایج شبیه سازی در دو حالت با حضور و بدون حضور پاسخگویی بار مقایسه شده اند. نتایج نشان می دهند که اجرای برنامه پاسخگویی بار می تواند منجر به کاهش هزینه و در نتیجه افزایش سود نیروگاه مجازی شود.https://joape.uma.ac.ir/article_636_271e7836b49dcc5d545da388f996ddd0.pdfUniversity of Mohaghegh ArdabiliJournal of Operation and Automation in Power Engineering2322-45766120180601A Novel Algorithm for Rotor Speed Estimation of DFIGs Using Machine Active Power based MRAS Observerارائه یک الگوریتم جدید مبتنی بر MRAS برای تخمین سرعت روتور DFIG با استفاده از توان اکتیو ماشین616863710.22098/joape.2018.2132.1200ENR. Ajabi-FarshbafSahand University of Technology (SUT)M. R. AzizianFaculty of Electrical Engineering, Sahand University of Technology (SUT)V. YousefizadSahand University of Technology (SUT)Journal Article20160325This paper presents a new algorithm based on Model Reference Adaptive System (MRAS) and its stability analysis for sensorless control of Doubly-Fed Induction Generators (DFIGs). The reference and adjustable models of the suggested observer are based on the active power of the machine. A hysteresis block is used in the structure of the adaptation mechanism, and the stability analysis is performed based on sliding mode conditions. Simulation and practical results show appropriate operation and speed tracking of the observer with regard to obtained stability conditions.در این مقاله یک الگوریتم جدید بر مبنای سیستم تطبیقی مدل مرجع (MRAS) و تحلیل پایداری آن برای کنترل بدون سنسور ژنراتورهای القائی دوسو-تغذیه (DFIG) ارائه شده است. مدلهای مرجع و تطبیقی مشاهدهگر پیشنهادی بر مبنای توان اکتیو ماشین میباشد. در ساختار مکانیزم تطابق یک بلوک هیسترزیس به کار رفته است و تحلیل پایداری آن بر اساس شرایط مد لغزشی انجام شده است. نتایج شبیهسازی و عملی، عملکرد و تعقیب سرعت مناسب مشاهدهگر را با در نظر داشتن شرایط پایداری حاصله نشان میدهد.https://joape.uma.ac.ir/article_637_7fd6bbaeeeed5be43d72f475a244da9d.pdfUniversity of Mohaghegh ArdabiliJournal of Operation and Automation in Power Engineering2322-45766120180601Degree of Optimality as a Measure of Distance of Power System Operation from Optimal Operationدرجه بهینگی به عنوان یک معیار برای تعیین فاصله عملکرد سیستم قدرت از عملکرد بهینه697963810.22098/joape.2018.3438.1273ENS. HalilčevićUniversity of TuzlaI. SoftićUniversity of Tuzla, Faculty of Electrical Engineering, Department for Power and Energy EngineeringJournal Article20170302This paper presents an algorithm based on inter-solutions of having scheduled electricity generation resources and the fuzzy logic as a sublimation tool of outcomes obtained from the schedule inter-solutions. The goal of the algorithm is to bridge the conflicts between minimal cost and other aspects of generation. In the past, the optimal scheduling of electricity generation resources has been based on the optimal activation levels of power plants over time to meet demand for the lowest cost over several time periods. At the same time, the result of that type of optimization is single-dimensional and constrained by numerous limitations. To avoid an apparently optimal solution, a new concept of optimality is presented in this paper. This concept and the associated algorithm enable one to calculate the measure of a system’s state with respect to its optimal state. The optimal system state here means that the fuzzy membership functions of the considered attributes (the characteristics of the system) have the value of one. That particular measure is called the “degree of optimality” (DO<sup>system</sup>). The DO<sup>system</sup> can be based on any of the system's attributes (economy, security, environment, etc.) that take into consideration the current and/or future state of the system. The calculation platform for the chosen electric power test system is based on one of the unit commitment solvers (in this paper, it is the genetic algorithm) and fuzzy logic as a cohesion tool of the outcomes obtained by means of the unit commitment solver. The DO-based algorithm offers the best solutions in which the attributes should not to distort each other, as is the case in a strictly deterministic nature of the Pareto optimal solution.در این مقاله الگوریتمی معرفی می­شود که مبتنی است بر اثرمتقابل ژنراتورهای درگیر توزیع بار (یک نیروگاه) و منطق فازی به عنوان یک ابزار تصاعدی برای رسیدن به راه­حل­ها از مجموعه گزینه­های توزیع بار میان ژنراتورهای انرژی الکتریکی. هدف این الگوریتم ارائه راهکاری است برای پاسخ به این تناقض که چگونه هزینه لازم برای تولید انرژی برق در داخل یک سیستم قدرت را با درنظر گرفتن و حفظ سایر جنبه­های کاری همان سیستم به حداقل برسانیم. سابقا، توزیع بهینه بار میان ژنراتورها بر اساس این ایده انجام می­شد که چگونه اصولا هزینه تولید برق در یک بازه زمانی 24 ساعته را به حداقل برسانیم. اما در عین حال نتایج چنین کاری به دلیل تاثیر سایر ملاحظات و محدودیت­ها، عمدتا تک بعدی بود. برای عبور از این مسئله و ارائه راهکار جدید برای به حداقل رساندن هزینه­ها، ما در این مقاله، مفهوم جدیدی از بهینه­بودن را ارائه می­دهیم. این مفهوم و الگوریتمِ هزینه مرتبط با آن این امکان را می­دهند تا وضعیت سیستم قدرت در مقایسه با شرایط بهینه آن محاسبه شوند. وضعیت بهینه سیستم یعنی اینکه توابع فازی متعلق به سیستم تغییر متغیرهای مرتبط (ویژگی­ها) که توصیف کننده سیستم مورد بحث هستند، دارای ارزش واحد هستند. این سنجش خاص را «سطح بهینه» (DO<sup>sistema</sup>) می­نامیم. DO<sup>sistema</sup>بر تعدادی از ویژگی­های سیستم مبتنی است (مانند ویژگی­های اقتصادی، ایمنی، زیست محیطی و غیره) این ویژگی­ها شرایط حال و آینده سیستم را توصیف می­کنند. پلتفورم محاسبه بر اساس الگوریتم یک بعدی توزیع بهینه بار در ژنراتور مولد انرژی الکتریکی استوار است. (که از آن به unit commitment solver یاد می­شود). در بحث این مقاله، این مطلب یک الگوریتم ژنتیکی است که در منطق فازی یک ابزار پیوسته و منسجم برای تجزیه و تحلیل نتایج بدست آمده از فاز اول محاسبات هستند. طبیعتا منظور از نتایج همان نتایج بدست آمده از الگوریتم ژنتیکی هستند. الگوریتم ارائه شده بر اساس «سطح بهینه»، ارائه دهنده بهترین راه­حل به­گونه­ای است که هریک از ویژگی­های سیستم، ویژگی دیگر را همانند آنچه که در راهکارهای بهینه­سازی پارتو (Pareto optimality) به شکلی قطعی مطرح می­شوند، تحت تاثیر قرار ندهد.https://joape.uma.ac.ir/article_638_7454ca8764e9fe43eece4d0e1baadacb.pdfUniversity of Mohaghegh ArdabiliJournal of Operation and Automation in Power Engineering2322-45766120180601A Novel Controller Based on Single-Phase Instantaneous p-q Power Theory for a Cascaded PWM Transformer-less STATCOM for Voltage Regulationاستات کام تکفاز بدون ترانسفورماتور کوپلینک با کنترل کننده جدید مبتنی بر تئوری p-q808863910.22098/joape.2018.3491.1278ENM. Abbasi2Department of Electrical Engineering, Urmia University, Urmia, Iran0000-0003-3339-1258B. Tousifaculty of engineering, urmia university,0000-0002-1215-1071Journal Article20170410In this paper, dynamic performance of a transformerless cascaded PWM static synchronous shunt compensator (STATCOM) based on a novel control scheme is investigated for bus voltage regulation in a 6.6kV distribution system. The transformerless STATCOM consists of a thirteen-level cascaded H-bridge inverter, in which each voltage source H-bridge inverter should be equipped with a floating and isolated capacitor without any power source. The proposed control algorithm uses instantaneous p-q power theory in an innovative way that devotes itself not only to meet the reactive power demand but also to balance the dc link voltages at the same time. DC link voltage balancing control consists of two main parts: cluster and individual balancing. The control algorithm based on a phase shifted carrier modulation strategy has no restriction on the number of cascaded voltage source H-bridge inverters. Comprehensive simulations are presented in MATLAB/ SIMULINK environment for validating the performance of proposed transformerless STATCOM.در این مقاله، عملکرد دینامیکی یک جبران ساز موازی سنکرون استاتیکی (STATCOM) کاسکاد PWM بدون ترانسفورماتور بر مبنای یک الگوریتم کنترلی نوین پیشنهاد گردیده است که برای تنظیم ولتاژ باس باری در یک سیستم توزیع 6.6 کیلوولتی به کار گرفته شده است. STATCOM بدون ترانسفورماتور پیشنهادی متشکل از یک اینورتر کاسکاد پل H سیزده سطحه می باشد. هر یک از اینورترهای منبع ولتاژ پل H باید به یک خازن شناور و ایزوله شده تجهیز گردند. الگوریتم کنترلی پیشنهادی، از تئوری توان لحظه ای p-q به گونه ای بهره می گیرد که هم پاسخگوی تقاضای توان راکتیو باشد و هم ولتاژ لینک های dc را متعادل نماید. متعادل سازی ولتاژ لینک های dc شامل متعادل سازی خوشه ای و اختصاصی می باشد. با استفاده از روش مدولاسیون پهنای پالس شیفت فازی (PSPWM)، الگوریتم کنترلی هیچ محدودیتی در تعداد اینورترهای پل H کاسکاد شده ندارد. شبیه سازی های جامع و کاملی برای اثبات عملکرد STATCOM بدون ترانسفورماتور پیشنهادی با استفاده از نرم افزار MATLAB/Simulink انجام گرفته است.https://joape.uma.ac.ir/article_639_c31d4960e08ef246bd10426d6ee8ba99.pdfUniversity of Mohaghegh ArdabiliJournal of Operation and Automation in Power Engineering2322-45766120180601Return on Investment in Transmission Network Expansion Planning Considering Wind Generation Uncertainties Applying Non-dominated Sorting Genetic Algorithmبرگشت سرمایه در برنامهریزی توسعه شبکه انتقال در حضور عدمقطعیتهای تولید توان بادی به کمک الگوریتم ژنتیک با مرتبسازی نامغلوب8910064010.22098/joape.2018.3867.1303ENS. AbbasiRazi UniversityH. AbdiRazi University (Kermanshah)Journal Article20170726Although significant private investment is absorbed in different sectors of power systems, transmission sector is still suffering from appropriate private investment. This is because of the pricing policies of transmission services, tariffs, and especially for investment risks. Investment risks are due to the uncertain behaviour of power systems that discourage investors to invest in the transmission sectors. In uncertain environment of power systems, a proper method is needed to find investment attractive transmission lines with high investment return and low risk. Nowadays, wind power generation has a significant portion in total generation of most power systems. However, its uncontrollable and variable nature has turned it as a main source of uncertainty in power systems. Accordingly, the wind power generation can play a fundamental role in increasing investment risk in the transmission networks. In this paper, impact of this type of generation on investment risk and returned investment cost in transmission network is investigated. With different levels of wind power penetration, the recovered values of investment cost and risk cost in transmission network are calculated and compared. This is a simple method to find investment attractive lines in presence of uncertainties. Wherein, transmission network expansion planning (TNEP) is formulated as a multi-objective optimization problem with objectives of minimizing the investment cost, maximizing the recovered investment cost and network reliability. The point estimation method (PEM) is used to address wind speed variations at wind farms sites in the optimization problem, and the NSGA II algorithm is applied to determine the trade-off regions between the TNEP objective functions. The fuzzy satisfying method is used to decide about the final optimal plan. The proposed methodology is applied on the IEEE 24-bus RTS and simplified Iran 400 kV network.علیرغم قابل توجه بودن جذب سرمایه خصوصی در بخشهای مختلف سیستمهای قدرت، بخش انتقال از سرمایهگذاری خصوصی کمتر بهره برده است. این موضوع ناشی از سیاستهای قیمتگذاری خدمات شبکه انتقال، تعرفههای انتقال و ریسکهای سرمایهگذاری در این بخش است. ریسکهای سرمایهگذاری به دلیل عدم قطعیت حاکم بر سیستمهای قدرت بوده که کاهش انگیزه سرمایهگذاران در سرمایهگذاری در بخش انتقال را به دنبال دارد. در سیستمهای قدرت غیرقطعی، لازم است از یک روش مناسب برای شناسایی خطوط انتقال جاذب سرمایه با برگشت سرمایه بالا و ریسک کم استفاده شود. امروزه، تولید توان بادی سهم قابل توجهی از مجموع تولید سیستمهای قدرت را تشکیل داده است. امّا، ذات متغیر و کنترل ناپذیر این نوع تولید، آن را به یکی از منابع اصلی ایجاد عدمقطعیت در سیستمهای قدرت تبدیل کرده است. از این رو، تولید توان بادی منجر به افزایش ریسک سرمایهگذاری در بخش انتقال میشود. در این مقاله، اثر این نوع تولید روی ریسک سرمایهگذاری و برگشت سرمایه در این بخش از سیستمهای قدرت بررسی می شود. همجنین با سطوح مختلفی از نفوذ این نوع تولید، مقادیر برگشت سرمایه و ریسک سرمایهگذاری در بخش انتقال محاسبه و مقایسه میگردد. به کمک این روش ساده میتوان خطوط جاذب سرمایه را در حضور عدمقطعیتها شناسایی کرد. در این روش، برنامهریزی توسعه شبکه انتقال به صورت یک مسئله بهینهسازی چندهدفه با اهداف حداقل نمودن هزینه سرمایهگذاری و حداکثر نمودن برگشت سرمایه و قابلیت اطمینان مدلسازی شده است. از روش برآورد نقطهای (PEM) برای مدلسازی تغییرات سرعت باد در مزارع بادی و از الگوریتم NSGA II برای یافتن پاسخهای نامغلوب مسئله استفاده شده و طرح توسعه بهینه نهایی به کمک روش تصمیمگیری فازی شناسایی میشود. این روش روی سیستم های 24 شینه IEEE-RTS و شبکه 400 کیلوولت ایران شبیه سازی شده است.https://joape.uma.ac.ir/article_640_a8e5cba18c9ecbd6894d8f8c96f377fc.pdfUniversity of Mohaghegh ArdabiliJournal of Operation and Automation in Power Engineering2322-45766120180601Two-Stage Inverter Based on Combination of High Gain DC-DC Converter and Five-Level Inverter for PV-Battery Energy Conversionمبدل دو مرحله ای بر پایه ترکیبی از مبدل dc-dc بهره بالا و اینورتر پنج سطحی برای تبدیل انرژی در سیستم فتو ولتاییک -باطری10111064110.22098/joape.2018.3958.1313ENR. EsmaeilzadehدانشجوA. Ajamiعضو هیات علمی
دانشگاه شهید مدنی آذربایجانM. R. Banaeiاستاد دانشگاه شهید مدنی آذربایجان0000-0003-2966-2182Journal Article20170823This paper proposes a new two-stage inverter based on transformer-less high gain DC-DC converter for energy conversion of a photovoltaic system. The designed system consists of a high gain DC-DC converter cascaded with a three-phase inverter. The proposed DC-DC converter has a simple structure, and it has one switch in its structure. The output voltage of the DC-DC converter supplies DC source for the inverter part of the multi-stage inverter. The advanced two-stage inverter sample was fabricated, then the findings of the acquired simulation and hardware warranted the configuration applicability. Finally, the MATLAB/SIMULINK is employed for the simulation of PV-battery system. The obtained results revel that the proposed power conversion system effectively chases the load and generation fluctuations and also properly handles the power mismatches in PV-battery system. این مقاله یک اینورتر دو مرحله ای بر مبنای مبدل dc-dc با ضریب بهره بالا و بدون ترانسفورماتور برای تبدیل انرژی سیستم فتوولتائیک پیشنهاد می کند. سیستم طراحی شده شامل مبدل dc-dc با ضریب بهره بالا سری شده با یک اینورتر سه فاز است. مبدل dc-dc پیشنهادی دارای ساختاری ساده است و تنها یک کلید در ساختار آن وجود دارد. ولتاژ خروجی مبدل dc-dc منابع dc را برای بخش اینورتری، اینورتر چند مرحله ای فراهم می کند. یک نمونه ساخته شده و شبیه سازی شده قابلیت ساختار ارائه شده را نشان می دهند. در انتها MATLAB/SIMULINK برای شبیه سازی سیستم PV-battery استفاده شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهند که سیستم تبدیل انرژی بار را تغذیه کرده و همچنین به طور مناسبیبه توان سیتم باطری-فتوولتائیک در دسترس می باشد.https://joape.uma.ac.ir/article_641_b65778c2942a56c7fd5c19ddc3f56fef.pdfUniversity of Mohaghegh ArdabiliJournal of Operation and Automation in Power Engineering2322-45766120180601Probabilistic Power Distribution Planning Using Multi-Objective Harmony Search Algorithmبرنامه ریزی احتمالاتی شبکه توزیع با استفاده ار الگوریتم جستجوی هارمونی چند هدفه11112564210.22098/joape.2018.3908.1309ENA. Rastgouگروه مهندسی برق-دانشکده مهندسی - دانشگاه کردستان-سنندج ایرانJ. Moshtaghگروه مهندسی برق- دانشکده مهندسی- دانشگاه کردستان- سنندج- ایرانS. Bahramaraگروه مهندسی برق- واحد سنندج- دانشگاه آزاد اسلامی- سنندج ایرانJournal Article20170809In this paper, power distribution planning (PDP) considering distributed generators (DGs) is investigated as a dynamic multi-objective optimization problem. Moreover, Monte Carlo simulation (MCS) is applied to handle the uncertainty in electricity price and load demand. In the proposed model, investment and operation costs, losses and purchased power from the main grid are incorporated in the first objective function, while pollution emission due to DGs and the grid is considered in the second objective function. One of the important advantages of the proposed objective function is a feeder and substation expansion in addition to an optimal placement of DGs. The resulted model is a mixed-integer non-linear one, which is solved using a non-dominated sorting improved harmony search algorithm (NSIHSA). As multi-objective optimization problems do not have a unique solution, to obtain the final optimum solution, fuzzy decision making analysis tagged with planner criteria is applied. To show the effectiveness of the proposed model and its solution, it is applied to a 9-node distribution system. در این مقاله برنامه ریزی توسعه شبکه توزیع در حضور منابع تولید پراکنده توسط یک بهینه سازی دینامیک و چند هدفه مدل شده است. علاوه بر این عدم قطعیت های مربوط به بار سیسیتم و قیمت انرژی نیز در مدل پیشنهادی توسط الگوریتم مونت کارلو لحاظ شده است. تابع هدف پیشنهادی شامل هزینه های مربوط به سرمایه گذاری و بهره برداری منابع، فیدرها، پست های توزیع، تلفات، توان خریداری شده از شبکه و میزان انتشار آلودگی ناشی از شش نوع منبع تولید پراکنده می باشد. یکی از مزایای مدل پیشنهادی جایابی همزمان منابع ئر منار توسعه فیدرها و پست های توزیع می باشد. مدل پیشنهادی یک برنامه ریزی چند هدفه غیر خطی آمیخته عددصحیح می باشد که با استفاده از الگوریتم جستجوی هارمونی به حل آن پرداخته می شود. از آنجا که مسایل بهینه سازی چند هدفه دارای یک جواب یکتا نمی باشند لذا از روش تصمیمگیری فازی مطابق معیارهای برنامهریز جواب بهینه نهایی انتخاب میشود. به منظور نشان دادن کارایی مدل پیشنهادی و روش حل آن، بر روی شبکه آزمون نمونه 9 شینه، مدل مورد نظر پیادهسازی و مقایسه شده است.https://joape.uma.ac.ir/article_642_63ddbe72ff7b225c90115d12937ae5dd.pdfUniversity of Mohaghegh ArdabiliJournal of Operation and Automation in Power Engineering2322-45766120180601Analysis of Switched Inductor Three-level DC/DC Converterآنالیز مبدل dc/dc سه سطحه با کلیدزنی سلفی12613464310.22098/joape.2018.4507.1353ENE. SalariAzarbaijan Shahid Madani UniversityM. R. BanaeiAzarbaijan Shahid Madani University0000-0003-2966-2182A. AjamiElectrical Engineering Dept. of Azarbaijan Shahid Madani UniversityJournal Article20151017A non-isolated DC/DC converter with high transfer gain is proposed in this paper. The presented converter consists of the switched inductor and three-level converters. The DC/DC power converter is three-level boost converter to convert the output voltage of the DC source into two voltage sources. The main advantages of DC/DC converter are using low voltage semiconductors and high gain voltage. The steady-state operation of the suggested converter is analyzed. A prototype is developed and tested to verify the performance of the proposed converter. To sum up, the MATLAB simulation results and the experimental results have transparently approved high efficiency of proposed converter as well as its feasibility. در این مقاله یک مبدل dc/dc غیر ایزوله جدید با ضریب بهره بالا پیشنهاد شده است. مبدل پیشنهادی شامل مبدل سه سطحه و سلف کلید زنی شده می باشد. مبدل dc/dc پیشنهادی یک مبدل افزاینده سه سطحه می باشد که ولتاژ خروجی منبع dc ورودی را به دو منبع ولتاژ dc تبدیل می کند. از مزایای مبدل پیشنهادی استفاده از ادوات نیمه هادی با ولتاژ پایین با ضریب بهره بالا می باشد. در این مقاله عملکرد حالت دائمی مبدل مورد بررسی قرار می گیرد. نمونه عملی برای تایید عملکرد مبدل پیشنهادی بصورت آزمایشگاهی ساخته شده است. علاوه بر آن نتایج شبیه سازی با استفاده از نرم افزار MATLAB عملکرد بالای مبدل پیشنهادی و قابلیتهای آن را نشان می دهند.https://joape.uma.ac.ir/article_643_d019abfc17c3557f1922c3a3857c22f5.pdf