University of Mohaghegh ArdabiliJournal of Operation and Automation in Power Engineering2322-45769320211201Multi-Objective Demand Side Management to Improve Economic and Environmental Issues of a Smart Microgrid مدیریت سمت تقاضای چندهدفه برای بهبود مسائل زیست محیطی و اقتصادی یک ریزشبکه هوشمند182192105910.22098/joape.2021.7319.1530ENH. ShayeghiEnergy Management Research Centre, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran0000-0003-0398-399XM. AlilouDepartment of Electrical Engineering, Urmia University, Urmia, Iran0000-0001-8144-9448Journal Article20200530In the last years, microgrids have been introduced for better managing the overall power network. The two-way communication between supplier and consumer sides of a smart microgrid causes to better apply the demand side management methods to this type of system. For this reason, the multi-objective demand side management of a smart microgrid is investigated in this study. The economic and environmental indices of the microgrid are considered as the primary objective functions of the proposed demand side management method. The load variations of the microgrid are improved based on the applied demand response program. The operator of the microgrid can provide the demand of the system using a wind turbine, photovoltaic panel, diesel generator, micro turbine, fuel cell, energy storage system and the upstream network. The stochastic behavior of renewable units is also considered to evaluate the proposed method in a more realistic condition. The combination of the multi-objective ant lion optimization algorithm and the analytical hierarchy process method is utilized to solve the demand side management problem. Numerical results, which are obtained from evaluating the proposed method in a sample microgrid, demonstrate the high efficiency of the proposed demand side management method in improving the economic and environmental indices of the microgrid.در سال های گذشته، ریزشبکه ها برای مدیریت بهینه شبکه قدرت کلی معرفی شده اند. برقراری ارتباط دو طرفه بین بخش های تأمین کننده و مصرف کننده یک ریزشبکه هوشمند باعث می شود روش های مدیریت سمت تقاضا در این نوع سیستم ها بهتر بکار برود. از این رو، مدیریت سمت تقاضای چند هدفه یک ریزشبکه هوشمند در این مطالعه مورد بررسی قرار گرفته شده است. شاخص های اقتصادی و زیست محیطی ریزشبکه به عنوان توابع هدف اصلی روش مدیریت سمت تقاضای پیشنهادی در نظر گرفته می شوند. تغییرات بار ریزشبکه نیز براساس برنامه پاسخگویی بار بهبود می یابد. بهره بردار ریزشبکه می تواند با استفاده از توربین بادی، پنل فتوولتائیک، دیزل ژنراتور، میکروتوربین، پیل سوختی، سیستم ذخیره ساز انرژی الکتریکی و شبکه بالادست تقاضای الکتریکی مشترکین ریزشبکه را تأمین نماید. رفتار تصادفی واحدهای تجدیدپذیر نیز برای ارزیابی بهتر روش پیشنهادی در شرایط واقعی تر بهره برداری در نظر گرفته می شود. از ترکیب الگوریتم بهینه سازی شیرمورچه چند منظوره و روش تحلیل سلسله مراتبی برای حل مشکل مدیریت سمت تقاضا استفاده شده است. نتایج عددی، که از ارزیابی روش پیشنهادی در یک ریزشبکه هوشمند نمونه به دست می آیند، کارایی بالایی روش مدیریت سمت تقاضای پیشنهادی در بهبود شاخص های اقتصادی و زیست محیطی ریزشبکه را نشان می دهند.https://joape.uma.ac.ir/article_1059_2b21630f473dea48d8b5fadde8cb0a7c.pdfUniversity of Mohaghegh ArdabiliJournal of Operation and Automation in Power Engineering2322-45769320211201Optimal Design of an Exterior-Rotor Permanent Magnet Generator for Wind Power Applications طراحی بهینه یک ژنراتور آهنربا دائم با رتور خارجی جهت کاربرد در توربین های بادی193202106010.22098/joape.2021.7337.1532ENA.A. AbdoosDepartment of Electrical and Computer Engineering, Babol Noshiravani University of Technology, Babol, Iran0000-0003-0973-9349M.E. MoazzenDepartment of Electrical and Computer Engineering, Babol Noshiravani University of Technology, Babol, IranS.M. HosseiniDepartment of Electrical and Computer Engineering, Babol Noshiravani University of Technology, Babol, IranJournal Article20200607High power permanent magnet synchronous generators (PMSGs) are suitable for wind power applications because of their high efficiency. According to the electromagnetic machine design principles, the main disadvantages of low-speed and high-power generators are large size, heavy weight and high manufacturing cost. The main objective of this paper is to optimize the exterior-rotor PMSG for direct-drive wind turbine applications in order to reduce the generator system cost under design constraints. At first, a multidisciplinary and accurate model is proposed for optimal designing of exterior-rotor permanent magnet wind generator system. Next, the design variables that affect the generator system cost are investigated and specified. Furthermore, the impact of these variables on generator efficiency as one of the main design constraints, are investigated. At last, the unified particle swarm optimization (UPSO) technique is used to optimize the design variables based on the presented analytical model. By comparison the optimal design results of this study with two 500-kW inner-rotor PMSGs and one 15-kW prototype exterior-rotor PM wind generator, it is shown that the proposed method yields an optimal design with lower total volume, lower generator system cost and higher efficiency. Moreover, 3-D finite element analysis is employed to verify the obtained results of the proposed optimal design of 500-kW exterior-rotor PMSG.ژنراتورهای سنکرون آهنربای دائم توان بالا به دلیل راندمان بالا جهت کاربرد در توربین های بادی مقرون به صرفه می باشند. براساس روابط الکترومغناطیسی طراحی ماشین، ابعاد، حجم و هزینه ساخت زیاد از معایب اصلی ماشین های سرعت پایین با توان بالا می باشد. هدف از این مطالعه طراحی بهینه ژنراتور سنکرون آهنربای دائم با رتور خارجی جهت کاهش هزینه ساخت سیستم ژنراتور می باشد. در واقع هدف اصلی این مقاله ارائه یک مدل تحیلی مولتی فیزیک دقیق برای ژنراتور موردنظر می باشد. در ادامه متغیرهای طراحی موثر بر هزینه ساخت مورد بررسی قرار گرفته اند. همچنین تأثیر این متغیرها بر راندمان ژنراتور به عنوان یکی از محدودیت های مهم طراحی بررسی شده است. سپس از الگوریتم بهینه سازی اجتماع ذرات یکپارچه برای بهینهیابی متغیرهای طراحی استفاده شده است. مقایسه ی بین نتایج طراحی بهینه به دست آمده در این تحقیق با دو نمونه ژنراتور آهنربای دائم 500 کیلووات رتور داخلی و یک نمونه ژنراتور آهنربای دائم 15 کیلو وات رتور خارجی نشان می دهد که ژنراتور بهینه شده دارای حجم و هزینه ساخت کم و راندمان بیشتر می باشد. درپایان از تحلیل اجزای محدود سهبعدی به منظور تایید صحت نتایج طراحی بهینه به دست آمده از ژنراتور آهنربای دائم 500 کیلووات استفاده شده است.https://joape.uma.ac.ir/article_1060_59a2a04ff5b5d00b1bd56acbbbe746ea.pdfUniversity of Mohaghegh ArdabiliJournal of Operation and Automation in Power Engineering2322-45769320211201Optimization of PM Segments Shift Angles for Minimizing the Cogging Torque of YASA-AFPM Machines Using Response Surface Methodologyبهینه سازی زوایای شیفت قطعات آهنربای دائم به منظور کمینه سازی گشتاور دندانه ای در ماشین های آهنربای دائم شار محوری با استاتور بدون یوغ و قطعه بندی شده با استفاده از روش سطح پاسخ203212109810.22098/joape.2021.7648.1542ENS.J. ArandElectrical Engineering Department, Faculty of Engineering, Yasouj University, Yasouj, Iran0000-0001-9672-6401Journal Article20200824Mitigating the cogging torque is an important issue in designing the YASA machines. The main aim of the paper is to optimize an efficient technique to mitigate the cogging torque of YASA machines. In the suggested technique, the permanent magnets (PMs) are segmented into several segments in the radial direction, and then these PM segments are shifted at appropriate angles in the peripheral direction. The proposed PM segmentation method is compared with the conventional PM segmentation as well as the conventional PM skewing approaches in terms of the amount of cogging torque reduction and the amount of negative impact on the generator load-ability. It is shown that compared to the other two studied approaches, the proposed method is more effective in reducing cogging torque and at the same time, has a less negative impact on the generator output power. Using the suggested technique and via several finite elements based simulations, it is shown that without causing a significant negative impact on the generator load-ability, the generator cogging torque can be reduced considerably (about 90%). By implementing the RSM (Response Surface Methodology), optimal shift angles of the PM segments (factors) are determined to mitigate the cogging torque and maintain the generator load-ability. The experiments are carried out based on the RSM, as an important topic in the statistical DOE (Design of Experiments) approach, to study the impacts of PM segments shift angles on the output power and cogging torque of the YASA-AFPM generator. All of the experimental samples are extracted via the FEA simulations. Also, some of the simulation results are verified using the experimental tests. کاهش گشتاور دندانه ای مسئله مهمی در طراحی ماشینهای YASA می باشد. هدف اصلی این مقاله، بهینه سازی یک تکنیک کارآمد برای کاهش گشتاور دندانه ای در ماشینهای YASA است. در تکنیک پیشنهادی، آهنرباهای دائمی در جهت شعاعی به چند قطعه تقسیم می شوند و سپس این قطعات آهنربا با زوایای مناسبی در راستای محیطی شیفت داده می شوند. روش قطعه بندی آهنربای پیشنهادی از نظر مقدار کاهش گشتاور دندانه ای و میزان تأثیر منفی بر بارپذیری ژنراتور با روش قطعه بندی مرسوم آهنرباها و همچنین روش مورب سازی معمولی آهنرباها مقایسه شده است. نشان داده شده است که در مقایسه با دو روش مورد بررسی دیگر، روش پیشنهادی در کاهش گشتاور دندانه ای موثرتر است و در عین حال، تأثیر منفی کمتری بر توان خروجی ژنراتور دارد. با انجام یک سری شبیه سازی مبتنی بر روش اجزاء محدود، نشان داده شده است که با استفاده از روش پیشنهادی، بدون ایجاد تاثیر منفی قابل توجه روی بارپذیری ژنراتور، گشتاوردندانه ای را می توان به میزان قابل توجهی (حدود 90 درصد) کاهش داد. با اجرای روش سطح پاسخ یا RSM، زوایای شیفت بهینه قطعات آهنربا (فاکتورها)، به منظور کاهش گشتاور دندانه ای و حفظ بارپذیری ژنراتور تعیین شده اند. آزمایش ها براساس RSM، به عنوان موضوعی مهم در رویکرد آماری طراحی آزمایشات، به منظور بررسی تأثیر زوایای شیفت قطعات آهنربا روی توان خروجی و گشتاور دندانه ای ژنراتور YASA-AFPM، انجام شده اند. تمام نمونه های آزمایشی از طریق شبیه سازی های اجزاء محدود استخراج شده اند. همچنین، برخی از نتایج شبیه سازی با استفاده از تست های آزمایشگاهی تأیید شده اند.https://joape.uma.ac.ir/article_1098_a2b85330ac85e78336e101fec0ed67cc.pdfUniversity of Mohaghegh ArdabiliJournal of Operation and Automation in Power Engineering2322-45769320211201A Comprehensive Review of Various Fault Location Methods for Transmission Lines Compensated by FACTS devices and Series Capacitorsمرور جامع بر انواع روش های مکان یابی خطا در خطوط انتقال جبران شده با ادوات فکتس و خازن سری213225110910.22098/joape.2021.7774.1551ENM. AbasiDepartment of Electrical Engineering, Faculty of Engineering, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran0000-0001-5228-6803M. JoorabianDepartment of Electrical Engineering, Faculty of Engineering, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran0000-0002-1911-9840A. SaffarianDepartment of Electrical Engineering, Faculty of Engineering, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran0000-0002-7423-1843S.G. SeifossadatDepartment of Electrical Engineering, Faculty of Engineering, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran0000-0001-9000-1522Journal Article20200921<em>Fault location in transmission lines compensated by flexible alternating current transmission system (FACTS) devices and series capacitor (SC) compensators is much more complicated than simple lines due to the presence of time-variant voltage and current sources in the topology of transmission lines. In recent years, due to the increasing presence of reactive power compensators in power systems and the researchers’ desire to study the presence of such equipment in the network, many articles have been published in the field of fault location in transmission lines equipped with reactive power compensators. Thus, the fault location problem in electrical power transmission lines equipped with reactive power compensators, including FACTS and SC devices, is comprehensively discussed and analyzed in this paper. For the first time, all the basic indices and factors that have always been very effective in analyzing the fault location problem in transmission lines equipped with reactive power compensators in various papers are classified thoroughly. Then, based on the types of reactive power compensators, all the literature published in the field of fault location in compensated transmission lines are categorized. Finally, a comparison table is presented to examine the fundamental indices of the literature in this field.</em>مکانیابی خطا در خطوط انتقال جبران شده با سیستمهای انتقال جریان متناوب انعطاف پذیر (FACTS) و جبرانساز خازن سری (SC)، به دلیل حضور منابع ولتاژ و جریان متغیر با زمان در توپولوژی خط انتقال به مراتب بسیار پیچیده تر از خطوط ساده می باشد. استفاده از ادوات جبرانساز توان راکتیو در خطوط انتقال، حساسیت خطوط را از نظر مکان یابی خطا دوچندان میکند. لذا تعیین مکان دقیق خطا در این چنین خطوطی در جهت بازیابی سریع شبکه و کاهش زمان خاموشی از دید مسائل فنی و اقتصادی بسیار با اهمیت است. در سالهای اخیر به دلیل افزایش حضور جبرانسازهای توان راکتیو در شبکههای قدرت و تمایل پژوهشگران به مطالعات در زمینه حضور این تجهیزات در شبکه، پژوهشهای بسیار زیادی در زمینه مکان یابی خطا در خطوط انتقال مجهز به جبرانسازهای توان راکتیو منتشر شده است. لذا در این مقاله به صورت بسیارجامع مسئله مکان یابی خطا در خطوط انتقال انرژی الکتریکی مجهز به جبرانسازهای توان راکتیو اعم از ادوات فکتس و SC مورد نقد و بررسی قرار گرفته است. در این مقاله برای اولین بار تمام شاخصها و فاکتورهای اساسی که در تحلیل مسائل مربوط به مکانیابی خطا درخطوط انتقال مجهز به جبرانسازهای توان راکتیو همواره در مقالات مختلف بسیار موثر بودهاند به صورت کاملا جامع دسته بندی و مطرح شده است. سپس بر اساس انواع جبرانسازهای توان راکتیو تمامی مقالات منتشر شده در زمینه مکانیابی خطا در خطوط انتقال جبران شده به طور دسته بندی شده مورد نقد و بررسی قرار گرفته است. در نهایت یک جدول مقایسه جهت بررسی شاخصهای اساسی پژوهش های منتشر شده در این زمینه ارائه شده است.https://joape.uma.ac.ir/article_1109_519345db86572faf08d189b790831c00.pdfUniversity of Mohaghegh ArdabiliJournal of Operation and Automation in Power Engineering2322-45769320211201Antlion Optimization Algorithm for Optimal Self-Scheduling Unit Commitment in Power System Under Uncertaintiesالگوریتم بهینه سازی شیرمورچه برای بهینه سازی خودبرنامه ریزی هماهنگی نیروگاهها، در سیستم قدرت تحت عدم قطعیت ها.226241111010.22098/joape.2021.7941.1556ENM.R. BehnamfarDepartment of Electrical Engineering, Dezful Branch, Islamic Azad University, Dezful,H. BaratiDepartment of Electrical Engineering, Dezful Branch, Islamic Azad University, Dezful,0000-0002-3893-5018M. KaramiDepartment of Electrical Engineering, Ahvaz Branch, Islamic Azad University, Ahvaz, IranJournal Article20201026optimal and economic operation is one of the main topics in power systems. In this paper, a stochastic single objective framework for GenCoʼs optimal self-scheduling unit commitment under the uncertain condition and in the presence of SH units is proposed. In order to solve this problem, a new meta-heuristic optimization technique named antlion optimizer (ALO) has been used. Some of the capabilities of the ALO algorithm for solving the optimization problems included : (1) the exploration and utilization, (2) abiding convergence, (3) capable of maintaining population variety, (4) lack of regulation parameters, (5) solving problems with acceptable quality. To approximate the simulation conditions to the actual operating conditions, the uncertainties of the energy price, spinning and non-spinning reserve (operating services) prices, as well as the renewable energy resources uncertainty, are considered in the proposed model. The objective function of the problem is profit maximization and modeled as a mixed-integer programming (MIP) problem. The proposed model is implemented on an IEEE 118-bus test system and is solved in the form of six case studies. Finally, the simulation results substantiate the strength and accuracy of the proposed model.بهره برداری بهینه و اقتصادی یکی از موضوعات اصلی در سیستم های قدرت است. در این مقاله، یک چارچوب تصادفی تک هدفه برای شرکت های تولید کننده توان (Genco’s) درخصوص بهینه سازی خودبرنامهریزی درمدارقرارگرفتن نیروگاهها، تحت شرایط عدم قطعیت ها و در حضور واحدهای بادی،فتوولتائیک و آبی کوچک پیشنهاد شده است. به منظور حل این مساله، از یک روش جدید بهینه سازی فرا ابتکاری تحت عنوان الگوریتم بهینه سازی شیرمورچه(ALO) استفاده شده است. اما برخی از قابلیت های الگوریتم بهینه سازی شیرمورچه(ALO)برای حل مسائل بهینه سازی شامل: (1) اکتشاف و بکارگرفتن ، (2) همگرایی ثابت ، (3) توانایی حفظ تنوع جمعیت ، (4) عدم وجود پارامترهای تنظیم ، (5) حل مسائل با کیفیت قابل قبول است. لازم بذکر است که برای تقریب شرایط شبیه سازی با شرایط بهره برداری واقعی ، عدم قطعیت های قیمت انرژی ، قیمت ذخیره چرخان و غیرذخیره چرخان (خدمات بهره برداری) و همچنین عدم قطعیت منابع انرژی تجدیدپذیر ، در مدل پیشنهادی در نظر گرفته شده است. تابع هدف این مساله، حداکثر سازی سود است و به عنوان یک مساله برنامه ریزی عدد صحیح مختلط (MIP) مدل سازی می شود. مدل پیشنهادی در سیستم IEEE 118 باسبار(شین) موردآزمایش و اجرا قرارگرفته است. این مدل در قالب شش مورد مطالعاتی حل شده است. در پایان، نتایجی که از شبیه سازی بدست آمده است، بیانگر توانایی و دقت مدل پیشنهادی می باشد.https://joape.uma.ac.ir/article_1110_3f43285777c150ede4f212c5d3aa465b.pdfUniversity of Mohaghegh ArdabiliJournal of Operation and Automation in Power Engineering2322-45769320211201Two-Stage Control for Small-Signal Modeling and Power Conditioning of Grid-Connected Quasi-Z-Source Inverter with LCL Filter for Photovoltaic Generation ارایه روش کنترل دو مرحلهای برای مدلسازی سیگنال کوچک و بهسازی توان اینورتر شبه منبع امپدانس متصل به شبکه با فیلتر LCL برای آرایه خورشیدی242255112610.22098/joape.2021.7674.1546ENF. AalizadehDepartment of Electrical and Computer Engineering, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, IranM. HosseinpourDepartment of Electrical and Computer Engineering, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, IranEnergy Management Research Center, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran.0000-0001-5074-4604A. DejamkhooyDepartment of Electrical and Computer Engineering, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran.H. ShayeghiDepartment of Electrical and Computer Engineering, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran.Energy Management Research Center, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran.0000-0003-0398-399XJournal Article20200829Grid-connected inverter-based photovoltaic (PV) systems play an important role in Distributed Power Generation (DPG). For this application, quasi impedance source inverter is very suitable due to its ability to increase or decrease the output voltage of the inverter in a single-stage and high reliable condition. Conventionally, to remove the harmonics, which are yielded by switching the grid-connected inverter, LCL filters are utilized at the inverter output. These filters can cause some problems at the Point of Common Coupling (PCC). The aim of this paper is to improve the quality of the injected power of the photovoltaic array, which is connected to the low voltage grid by quasi-Z-source inverter (QZSI). For this purpose, a two-stage control procedure containing DC and AC stages is performed. In the DC stage, the dynamic characteristics of the quasi-Z-source network are investigated by small-signal analysis. Using the transfer functions obtained from the dynamic model, the capacitor voltage of the quasi-Z-source network is suitably controlled to generate the appropriate voltage to the grid interface inverter. In the AC stage, in order to inject high-quality current into the grid as well as eliminating the resonance peak caused by the LCL filter, a systematic procedure is used to design the PR controller parameters and active damping coefficient. Simulation of the overall system includes solar panels, maximum power point tracking algorithm, quasi-Z-source inverter, and LCL filter to model the grid-tied PV system with the possible details. Simulations are carried out in MATLAB/Simulink environment, and results depict suitable performance of the studied power conditioning system with designed parameters.سیستمهای فوتوولتاییک(PV) مبتنی بر اینورتر متصل به شبکه نقش مهمی در تولید توان پراکنده (DPG) دارند. اینورتر منبع امپدانس/ شبه منبع امپدانس (ZSI/QZSI) نیز به دلیل توانایی افزایندگی و کاهندگی تک مرحلهای با قابلیت اطمینان بالا، برای کاربردهای PV بسیار مناسب است. برای حذف هارمونیکهای ناشی از کلیدزنی اینورتر متصل به شبکه، استفاده از فیلتر LCL در خروجی اینورتر مورد توجه قرار گرفته است. با این وجود؛ این فیلتر ذاتا موجب تشدید شده و میتواند باعث بروز مشکلات نقطه اتصال به شبکه شود. هدف این مقاله، بهبود کیفیت توان تزریقی آرایه فتوولتاییک مبتنی بر اینورتر شبه منبع امپدانس به شبکه فشار ضعیف است. برای این منظور، مشخصههای دینامیکی شبکه QZSI توسط تحلیلهای سیگنال کوچک بررسی شده و ردیابی نقطه حداکثر توان (MPPT) برای آرایههای PV انجام شده است. به دلیل محدودیتهای بین شاخص مدولاسیون (M) و نسبت دوره اتصالکوتاه (d0)، با استفاده از توابع تبدیل حاصل از مدل دینامیکی، کنترل خازن شبکه شبه منبع امپدانس در مرحله DC انجام شده تا ولتاژ مناسب برای اینورتر واسط شبکه تولید شود. در مرحله AC و به منظور کنترل اینورتر متصل به شبکه، از یک روش سیستماتیک برای طراحی پارامترهای کنترلکننده و میراساز فعال استفاده شده است که کیفیت جریان تزریقی به شبکه را تضمین کرده و میراساز فعال، پیک تشدید را از بین برده و سیستم را پایدار میسازد. نتایج شبیهسازی سیستم تحت مطالعه در محیط Matlab/Simulink، علاوه بر اینکه عملکرد صحیح سیستم کنترلی در تثبیت ولتاژ خازن شبکه منبع امپدانس و تزریق حداکثر توان آرایه فتوولتاییک به شبکه را نشان میدهد، بلکه کیفیت جریان تزریقی به شبکه نیز بسیار مناسب است.https://joape.uma.ac.ir/article_1126_3db3fc5485f8ee3e9199e725b108bdb8.pdfUniversity of Mohaghegh ArdabiliJournal of Operation and Automation in Power Engineering2322-45769320211201Design and Control of Three-phase Quasi-Z-Source Based Hybrid 2/3 Level Inverter طراحی و کنترل اینورتر سهفاز هیبرید 3/2 سطحی شبه منبع امپدانس256265112710.22098/joape.2021.7681.1548ENM. HosseinpourDepartment of Electrical and Computer Engineering, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran.
Energy Management Research Center, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran.0000-0001-5074-4604R. AkbariDepartment of Electrical and Computer Engineering, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran.A. DejamkhooyDepartment of Electrical and Computer Engineering, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran.F. SedaghatiDepartment of Electrical and Computer Engineering, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran.
Energy Management Research Center, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran.0000-0001-6974-4719Journal Article20200830Hybrid 2/3 level inverter is a combination of three-level diode clamped inverter and conventional two-level inverter. This structure has the advantages of both two-level and three-level structures. Also, the number of switches is less than three level diode clamped inverter. In this paper, a modified structure for a hybrid 2/3 level inverter, which is based on quasi-Z-source network, is investigated. This structure improves the performance of the 2/3 level inverter and develops the voltage boost capability of the structure. Increasing the output voltage can be achieved by selecting the appropriate short-circuit interval in quasi-Z-source network. In addition, short-circuit intervals in quasi-Z-source networks allow the inverter to operate without any dead time, which results in higher quality for output AC voltage. A modified switching method is presented for the proposed inverter and the related calculations are performed. Also, a simple control scheme is proposed to balance the neutral-point of the structure and to compensate the voltage imbalance of the Quasi network’s capacitors. The proposed structure can be used to connect different distributed generation sources to an islanded load or to a low voltage grid. Simulations are carried out in MATLAB/Simulink environment and results depict suitable performance of proposed inverter.اینورترهای هیبرید 3/2 سطحی تلفیقی از اینورتر سه سطحی دیود کلمپ و اینورتر دو سطحی متداول میباشد که با تعداد سوییچ کمتر نسبت به اینورتر دیود کلمپ، مزایای هر دو ساختار دو سطحی و سه سطحی را دارا میباشد. در این مقاله ساختاری جدید برای اینورتر هیبرید 3/2 سطحی مبتنی بر شبکه شبه منبع امپدانس پیشنهاد شده است. ساختار پیشنهادی منجر به بهبود عملکرد اینورتر 3/2 سطحی و افزایش ولتاژهای ورودی DC مستقل آن میشود. افزایش ولتاژ خروجی را میتوان با انتخاب مناسب بازه اتصال کوتاه در شبکههای شبه منبع امپدانس به دست آورد. در ضمن بازههای اتصال کوتاه در شبکههای شبه منبع امپدانس این اجازه را میدهد تا اینورتر بدون زمان مرده راه اندازی شود که در این صورت کیفیت ولتاژ خروجی افزایش مییابد. روش کلیدزنی اصلاح شده برای اینورتر پیشنهادی ارایه شده و محاسبات لازم انجام شده است. ساختار پیشنهادی میتواند برای اتصال منابع تولید پراکنده متفاوت به بار جدا از شبکه و یا به شبکه فشار ضعیف مورد استفاده قرار گیرد. شبیه سازیهای انجام شده صحت عملکرد ساختار پیشنهادی را نشان میدهد.https://joape.uma.ac.ir/article_1127_7faae1a2e348d1e1d09ebf01879a2489.pdfUniversity of Mohaghegh ArdabiliJournal of Operation and Automation in Power Engineering2322-45769320211201Multi-Objective Function Optimization for Locating and Sizing of Distributed Generation Sources in Radial Distribution Networks with Fuse and Recloser Protectionبهینه سازی تابع چند هدفه جهت مکانیابی و اندازه بهینه منابع در شبکه توزیع شعاعی و ایجاد هماهنگی حفاظتی فیوز و ریکلوزر266273112810.22098/joape.2021.7737.1550ENS. GhobadpourDepartment of Electrical Engineering, Saveh Branch, Islamic Azad University, Saveh, IranM. GandomkarDepartment of Electrical Engineering, Saveh Branch, Islamic Azad University, Saveh, Iran0000-0001-6199-1483J. NikoukarDepartment of Electrical Engineering, Saveh Branch, Islamic Azad University, Saveh, Iran0000-0002-5142-0925Journal Article20200913Power quality, reliability, loss reduction, and fault clearing times are essential factors in distribution networks. Radial distribution networks often face two problems, line losses and voltage drop at the end of the grid. Connecting distributed generation (DG) can resolve these problems, but it can also cause miscoordination. Protection coordination in the presence of DGs is a major challenge of radial networks. Herein, the optimal location and size of DGs in a radial distribution network protected by fuse and recloser were determined to modify bus voltage profile and reduce active-reactive lines' losses. Since the protection coordinate was eliminated by connecting DGs to the network, by using the SFCL in the output of DGs and minimizing its size, it attempted to restore the protection coordination between the fuse and the recloser. In this method, a nonlinear multi-objective function was introduced to be optimized by genetic and PSO algorithms. The simulation was performed in DIgSILENT software. The effectiveness of the proposed method was verified via IEEE 33-bus test systems.کیفیت توان، قابلیت اطمینان ، کاهش تلفات و زمان پاک سازی خطا در شبکه های توزیع اهمیت فراوانی دارند. شبکه های توزیع شعاعی اغلب دو مشکل دارند: تلفات خطوط و افت ولتاژ در انتهای شبکه. اتصال منابع تولید پراکنده (DG) می تواند این مشکلات را برطرف کند ، اما همچنین می تواند باعث عدم هماهنگی حفاظتی گردد. هماهنگی حفاظتی در حضور DG ها یکی از مهمترین چالش های شبکه های شعاعی است. در این مقاله ، مکان یابی و اندازه بهینه DG ها در شبکه توزیع شعاعی دارای هماهنگی حفاظتی فیوز ریکلوزر با هدف اصلاح پروفیل ولتاژ باس و کاهش تلفات خطوط انجام شده است. سپس ، از آنجایی که هماهنگی حفاظتی با اتصال DG ها به شبکه تحت تاثیر قرار می گیرد، با استفاده از SFCL در خروجی DG ها و به حداقل رساندن جریان آن ها، سعی در بازگرداندن هماهنگی حفاظتی بین فیوز و ریکلوزر وجود دارد. در این روش ، یک تابع چند هدفه غیرخطی معرفی می شود که توسط الگوریتم های Genetic و PSO بهینه سازی می شود. شبیه سازی در نرم افزار DIgSILENT انجام می شود. اثربخشی روش پیشنهادی از طریق آزمایش بر روی شبکه 33 IEEE تأیید می گردد.https://joape.uma.ac.ir/article_1128_6e101715cb4019c1fe614b2d4e6a9764.pdf