مطالب علمي

مدلسازي و تست يك مبدل انرژي بادي خودكفاي مبتني بر ژنراتور سنكرون مغناطيس دائم+ نسخه انگليسي2006

Modeling and Test of a PM Synchronous Generator Based Small Stand Alone Wind Energy Converter

چكيده- اين مقاله به مطالعه رفتار مبدل‌هاي انرژي بادي خودكفاي (WEC) مبتني بر ژنراتور سنكرون مغناطيس دائم (PMSG) مي‌پردازد. ابتدا، زنجيره WEC توصيف مي‌شود و مدل هر جزء مجموعۀ مبدل مطالعه مي‌شود. در گام اول، به موضوع اثر اشباع بر روي مدل PMSG توجه خاصي شده است. سپس از مدل بدست آمده، براي تحليل رفتار ديناميكي اين WEC در حضور پروفيل مرسوم محل باد و يك بار الكتريكي متغير استفاده مي‌شود. نتايج حاصل به نويسندگان كمك مي‌كند تا عملكردهاي WEC و نيز تاثير اشباع ژنراتور بر روي مبدل توان را تحليل كنند.

1. مقدمه

منابع تامين توان الكتريكي محل‌هاي دوردست (ايزوله) يكي از مشكلات عمده مهندسي برق است. اين منابع تاسيسات مستقل مقياس كوچك با تواني كمتر از 10 كيلووات هستند. تاكنون از منابع مختلفي چون تابلو‌هاي خورشيدي، ژنراتورهاي نفتي يا ديزلي و ژنراتورهاي بادي استفاده شده است. انرژي بادي به مدت طولاني به كار رفته است اما به موجب نگران‌هاي زيست محيطي در سال‌هاي اخير، توليد انرژي تجديدپذير رشد داشته است.

ارزيابي پايداري ولتاژ در حضور ادوات D-FACTS واقع در مكان‌هاي بهينه

چكيده- ادوات سيستم انتقال انعطاف‌پذير پراكنده AC (ادوات D-FACTS) مزاياي قابل‌توجهي براي عملكرد سيستم قدرت به همراه دارند. اين مقاله يك راهبرد نوين براي استفاده از ادوات D-FACTS در كنترل ولتاژ سيستم ارائه مي‌كند. تاثير نصب تجهيزات D-FACTS با مطالعه حساسيت‌هاي دامنه ولتاژ نسبت به امپدانس خط بررسي مي‌شود. حساسيت‌ها را ما را قادر مي‌سازند تا مزاياي بالقوه تجهيزات D-FACTS براي سيستم قدرا را تعيين كنيم. بهترين مكان‌هاي نصب تجهيزات D-FACTS براي كنترل ولتاژ نيز تعيين مي‌شود. در اين مقاله، مدل حالت ماندگار تجهيز اخيرا معرفي شدۀ D-FACTS يعني DSSC در ارزيابي پايداري ولتاژ يك سيستم قدرت يكپارچه به كار مي‌رود، سيستم قدرتي كه به صورت سيستم يكپارچه معادل دو باسه مدل شده است. مشاركت يك باس بخصوص در ناپايداري كلي ولتاژ برحسب شاخص پايداري كلي ولتاژ (GVSI) ارزيابي مي‌شود. همچنان براي ارزيابي وضعيت پايداري كلي ولتاژ شبكه هم به كار مي‌رود. روش ارائه شده روي يك سيستم تست 30 باس IEEE شبيه‌سازي مي‌شود.

عبارات كليدي: FACTS پراكنده، كنترل ولتاژ، كنترل توان راكتيو، حساسيت امپدانس خط.

ارزيابي پايداري ولتاژ در حضور ادوات D-FACTS واقع در مكان‌هاي بهينه+ نسخه انگليسي2012

Voltage Stability Assessment in the Presence of Optimally Placed D FACTS Devices

چكيده- ادوات سيستم انتقال انعطاف‌پذير پراكنده AC (ادوات D-FACTS) مزاياي قابل‌توجهي براي عملكرد سيستم قدرت به همراه دارند. اين مقاله يك راهبرد نوين براي استفاده از ادوات D-FACTS در كنترل ولتاژ سيستم ارائه مي‌كند. تاثير نصب تجهيزات D-FACTS با مطالعه حساسيت‌هاي دامنه ولتاژ نسبت به امپدانس خط بررسي مي‌شود. حساسيت‌ها را ما را قادر مي‌سازند تا مزاياي بالقوه تجهيزات D-FACTS براي سيستم قدرا را تعيين كنيم. بهترين مكان‌هاي نصب تجهيزات D-FACTS براي كنترل ولتاژ نيز تعيين مي‌شود. در اين مقاله، مدل حالت ماندگار تجهيز اخيرا معرفي شدۀ D-FACTS يعني DSSC در ارزيابي پايداري ولتاژ يك سيستم قدرت يكپارچه به كار مي‌رود، سيستم قدرتي كه به صورت سيستم يكپارچه معادل دو باسه مدل شده است. مشاركت يك باس بخصوص در ناپايداري كلي ولتاژ برحسب شاخص پايداري كلي ولتاژ (GVSI) ارزيابي مي‌شود. همچنان براي ارزيابي وضعيت پايداري كلي ولتاژ شبكه هم به كار مي‌رود. روش ارائه شده روي يك سيستم تست 30 باس IEEE شبيه‌سازي مي‌شود.

عبارات كليدي: FACTS پراكنده، كنترل ولتاژ، كنترل توان راكتيو، حساسيت امپدانس خط.

تحليل نرخ خطاي بيت در مخابرات وايمكس در سرعت‌هاي خودرو با استفاده از مدل محوشوندگي ناكاگامي m+ نسخه انگليسي

Bit Error Rate Analysis in WiMAX Communication at Vehicular Speeds Using Nakagami-m Fading Model

چكيده

تكنولوژي هاي ارتباطي بيسيم با سرعت هاي بالا مانند وايمكس ( قابليت تبادل واستفاده از اطلاعات در سطح جهاني با دسترسي به امواج ماكروويو) روش ارتباطي روزمره ما را منقلب كرده است و فرصت هايي براي كاربردهاي نو آورانه بسيار فراهم آورده است . نسخه ي m802.16 wimax نرخ ديتاي نزديك به 1 gpbs  براي مخابرات ساكن را به ما مي‌دهد و سرعت 350 كيلومتر در ساعت را پشتيباني ميكند. هنگاميكه قابليت تكنولوژي براي دستيابي به نرخ ديتاي بالا در محيط‌هاي ثابت بالاتر از هر شك و ترديدي است اين استاندارد هنوز به طور ثابت براي مخابرات سيار در سرعت هاي بالا بهينه نشده است . در سرعت هاي بالا ، تغييرات سريع در محيط‌هاي اطراف باعث محو شوندگي‌هاي شديد در گيرنده شده و منجر به كاهش شديد در توان عملياتي مي‌شود و در صورتي كه عمليات پيش‌گستري براي مقابله با اين مساله اتخاذ نشود، توان عملياتي به اندازه‌اي نخواهد بود كه كاربردهاي زيادي را پوشش دهد، به خصوص كاربردهايي كه محتواي چندرسانه‌اي دارند. تخمين نرخ خطاي بيت (BER) بخش ضروري هر عمليات پيش‌گستر بوده و مطالعات اخير پيشنهاد مي‌كنند كه مدل ناكاگامي m مدلسازي خوبي را براي محوشوندگي كانال در مخابرات بيسيم و در سرعت‌هاي بالاي خودرو ارائه مي‌دهد. در رابطه با موضوع تخمين نرخ خطاي بيت در سرعت‌هاي بالاي خودرو در مخابرات وايمكس و به كمك مدل ناكاگامي m، هيچ گزارشي در متون فني رويت نمي‌شود. در اين مقاله، ما يك مدل تحليلي را براي تخمين نرخ خطاي بيت در وايمكس و در سرعت‌هاي خود به كمك مدل محوشوندگي ناكاگامي m توسعه و بيان مي‌كنيم. مدل توسعه‌يافته به صورت تطبيقي بوده مي‌توان از آن در طرح‌هاي مديريت منبع و براي مخابرات، ثابت و سيار وايمكس استفاده كرد.

كلمات كليدي:  وايمكس، سرعت‌هاي خودرو، نرخ خطاي بيت، ناكاگامي m

تركيب يك سيستم هيبريد باتري و پيل سوختي با يك شبكه توزيع+ نسخه انگليسي2011

Integration of a hybrid fuel cell-battery system to a distribution grid

چكيده

به منظور تركيب سيستم پيل سوختي (FCS) نوع غشاء تبادل يون پروتون (PEM) با يك باتري‌خانه به يك شبكه توزيع؛ اين مقاله كنترلر محلي مبتني بر منطق فازي را ارائه مي‌دهد. سيستم ارائه شده، كنترل اوليه فركانس و پشتيباني از ولتاژ باس محلي را براي شبكه محلي فراهم مي‌كند. اين موضوع در تضاد با توليد پراكنده پسيو فعلي است كه هيچ خدمات جانبي فراهم نمي‌كند؛ خدماتي چون توان پشتيبان، پشتياني ولتاژ و قابليت اطمينان منبع، چون در همه زمان‌ها در يك ضريب توان ثابت معادل 1 كار مي‌كنند. در طي اغتشاشات شبكه، توليدات پراكنده موجود جدا مي‌وشند تا زماني كه يك شرايط طبيعي مجددا پيش بيايد. وقتي نفوذ توليدات پراكنده بالا باشد اين موضوع مي‌تواند منجر به ناپايداري شود. مفهوم ريزشبكه راهكار موثر براي كنترل و بهبود كيفيت شبكه‌ها با سطح بالائي از نفوذ DG است. بنابراين، سيستم ارائه شده نيز مي‌تواند يك ريزمنبع اكتيو كنترل‌پذير از يك ريزشبكه درآينده باشد كه با ديگر ريزمنابع مشاركت مي‌كند تا تقاضاي بار محلي توان اكتيو و راكتيو را در دو حالت متصل به شبكه و حالت عملكرد جزيره‌اي پوشش دهد.در اين موارد وقتي شبكه توزيع (كه به عنوان ريزشبكه كار مي‌كند) قرار است در وضعيت جزيره‌اي كار كند، سيستم هيبريد تقاضاي توان اكتيو و راكتيو را پاسخ مي‌دهد. در اينجا سيستم پيل سوختي به يك شبكه توزيع ضعيف متصل مي‌شود تا عملكرد سيستم در بدترين شرايط مورد مطالعه قرار گيرد. نتايج شبيه‌سازي به كمك نرم‌افزار متلب تحت يك تغيير پله شديد در بار بدست آمدند، زماني كه شبكه همچنان متصل است و نيز وقتي در حالت جزيره‌اي كار مي‌كند. در هر دو حالت سيستم عملكرد خوبي از خود نشان مي‌دهد.

استفاده از تحليل حوزه فركانس براي بررسي حفاظت ضد جزيره‌شدن توليد‌ات پراكنده مبتني بر مبدل توان+ نسخه انگليسي

Investigation of Anti-Islanding Protection of Power Converter Based Distributed Generators Using Frequency Domain Analysis

چكيده- الگوريتم ضد جزيره‌شدن ارائه شده توسط آزمايشگاه‌هاي ملي سانديا در اين مطالعه بررسي مي‌شود، چون اين طرح، موسوم به طرح سانديا، در تشخيص جزيره‌ شدن سيستم‌هاي توليد پراكنده بسيار موثر عمل مي‌كند. قبلا، به جز روش‌هاي ابتكاري، براي تنظيم بهره‌هاي كنترليِ الگوريتمِ مبتني بر توان نامي و پهناي‌ باند مبدل توان توليد پراكنده (DG)، هيچ روش كمّي ارائه نشده است. اين مقاله براي تحليل محدوده موردنياز بهره‌ها براي الگوريتم ضد جزيره‌اي شدن، از روش حوزه فركانس استفاده مي‌كند تا جداسازي از شبكه اصلي در يك مدت زمان مجاز را به طور موثري تعيين كند. اين تحليل، دستورالعمل‌هايي را براي استفاده از طرح‌هاي سانديا تحت شرايط عملكردي مختلف را فراهم مي‌كند. نتايج نيز با استفاده از شبيه‌سازي‌هاي حوزه زمان و سيستم قدرت تاييد مي‌شوند.

كلمات كليدي: ضد جزيره‌اي شدن، توليد پراكنده (DG)، اينورترها، تثبيت توان، حفاظت سيستم قدرت، شبيه‌سازي سيستم قدرت، تخمين حالت سيستم ،قدرت،طرح فركانس سانديا، طرح ولتاژ سانديا

مدل حوزه فاز ماشين سنكرون با ماتريس هدايت معادل ثابت براي پاسخ نوع EMTP+ نسخه انگليسي2013

A Phase-Domain Synchronous Machine Model With Constant Equivalent Conductance Matrix for EMTP-Type Solution

خلاصه: مدل‌هاي ماشين واسط در تحليل گرهي (همانند EMTP) يا برنامه‌هاي شبيه سازي گذراي بر مبناي متغير حالت نقش مهمي‌را در دقت عددي و  كارايي محاسباتي كل شبيه سازي ايفا مي‌كند. به عنوان يك جايگزين سودمند براي مدل سنتي qd، جديدا چندين مدل ماشين حوزه فاز پيشرفته (PD) و رآكتانس-پشت-ولتاژ معرفي شده است. با اين حال، ماتريس هدايت وابسته به جايگاه روتور در ماشين- شبكه رابط استفاده از چنين مدل‌هايي را در EMTP را پيچيده مي‌كند. اين مقاله بر بدست آوردن مدل مدار  واسط موثر و ثابت براي ماشين سنكرون PD تمركز دارد. نشان داده شده است كه ماتريس هدايت ماشين مي‌تواند در يك زير ماتريس ثابت بعلاوه يك زير ماتريس متغير با زمان فرموله شود. حذف برجستگي عددي از روابط دوم منجر به يك ماتريس هدايت ثابت مدل PD پيشنهادي مي‌شود، كه ويژگي بسيار مطلوبي براي حل EMTP به دليل اجتاب از بازفاكتورگيري ماتريس هدايت شبكه در هر مرحله زماني است.  مطالعات موردي ثابت كرده است كه مدل PD پيشنهاد شده در ضمن حفظ دقت مدل PD اصل/سنتي يك پيشرفت مهم  نسبت به مدل‌هاي ديگر تثبيت شده كه در EMTP استفاده مي‌شوند، است.

كلمات كليدي: ماتريس هدايت ثابت، EMTP، ماتريس G، مدل حوزه فاز (PD)، مدل qd، حذف برجستگي، ماشين سنكرون، مدل ولتاژ-پشت-رآكتانس (VBR)

بهبود پايداري گذراي سيستم يكپارچه شرق غرب بنگلادش به كمك جبرانساز VARو  (SVC)

Transient Stability Enhancement Of Bangladesh East West Interconnected System Using Static VAR Compensator (SVC) 2013

چكيده(2013)

اين مقاله مطالعات پايداري گذراي سيستم يكپارچه شرق- غرب (EWIS) شبكه برق بنگلادش (BPS) را با استفاده از جبرانساز استاتيك VAR (SVC) توصيف مي‌كند. با افزايش انتقال توان، پايداري گذرا يك موضوع جدي براي عملكرد قابل اطمينان است. ارزيابي پايداري گذرا يك مساله به شدت پيچيده و كاملا غيرخطي براي سيستم برق يكپارچه مقياس وسيع است. براي حل اين مساله، يك كار تحقيقاتي به كمك كنترل‌كننده SVC در صنعت صورت گرفته است. جبرانساز استاتيك VAR (SVC) از اداوت FACTS با اتصال موازي (شنت) است و به عنوان يك پايداركننده نقش مهمي در اغتشاشات گذرا و ديناميك سيستم قدرت ايفا مي‌كند. در اين كار، مدلسازي SVC براي افزايش پايداري گذرا مطالعه شده و سيستم يكپارچه شرق- غرب (EWIS) شبكه سيستم برق بنگلادش (BPS) تست مي‌شود.

كلمات كليدي: پايداري گذرا، جبرانساز استاتيك VAR (SVC)، سيستم برق بنگلادش (BPS)، سيستم يكپارچه شرق- غرب (EWIS)، اتصال‌دهنده شرق- غرب (EWI).

حلقه قفل فاز (PLL)  براساس حذف هارمونيك‌هاي انتخابي براي كاربردهاي بهره‌برداري+ نسخه انگليسي2013

Phase-Locked Loop Based on Selective Harmonics Elimination for Utility Applications

چكيده- حلقه‌هاي قفل شده فاز (PLL) به طور گسترده در تجهيزات الكترونيكي متصل به شبكه كاربرد دارند. استفاده از يك اسيلاتور كنترل‌شده با ولتاژ مربع‌شكل به جاي بك اسيلاتور سينوسي نياز به يك ضرب‌كننده را كاهش داده، منجر به يك الگوريتم ساده PLL مي‌شود كه براي پردازنده‌هاي كم‌هزينه نيز مناسب است. عليرغم سادگي آن، ولتاژهاي معوج شبكه باعث خطاي حالت دائم فاز مي‌شوند. اين مقاله كاربرد يك شكل‌موج مربعي اصلاح‌شده را ارائه مي‌دهد كه از روش حذف هارموني انتخابي (SHE) بدست آمده است تا مشكل خطاي فاز حل شود. نتايج شبيه‌سازي و تجربي تست‌هاي حالت دائم و گذرا ارائه مي‌شوند تا اعتبار روش‌هاي تكفاز و سه‌فاز SHE-PLL به اثبات برسد. تست‌هاي انجام شده با يك آرايش درگاه قابل‌ برنامه‌نويسي (FPGA) نشان مي‌دهند كه پاسخ ديناميكي روش ارائه شده مشابه PLL كلاسيك است اما پيكربندي‌ ساده‌اي دارد.

كلمات كليدي: آرايش‌هاي با درگاه قابل برنامه‌نويسي (FPGA)، حلقه‌هاي قفل فاز (PLL)، الكترونيك قدرت.

1. 1.     مقدمه 

حلقه‌هاي قفل فاز (PLL ها) به طور گسترده در مخابرات، كنترل، اتوماسين و سيستم‌هاي ابزار دقيق به كار مي‌روند تا سنكرون‌سازي سيگنال حاصل شود. اخيرا، PLL ها كاربردهاي مختلفي را در تجهيزات الكترونيك قدرت متصل به شبكه يافته‌اند: 1) براي هماهنگي مدارهاي آتش‌زنه تريستور [1]؛ 2) براي تبديل متغيرها بين قاب مرجع‌هاي ساكن و گردشي سنكرون [2]، [3]؛ 3) براي محاسبه اغتشاشات سيستم قدرت در سيستم‌هاي پايش كيفيت توان [4]، [5]؛ و 4) براي محاسبه سيگنال‌هاي مرجع براي حلقه‌هاي داخلي كنترل در منابع غيرقابل قطع توان [5]، و مبدل‌هاي توان به كار رفته در سيستم‌هاي توزيع انرژي [3]، [7]، منجمله سيستم‌هاي بادي و فوتوولتائيك [8]. در اين كاربردها، PLL زاويه فاز و فركانس ولتاژ اصلي شبكه را تشخيص مي‌دهد. از طرف ديگر، PLL هاي سه‌فاز مولفه توالي مثبت را حتي براي شبكه‌هاي معوج و نامتعادل تشخيص مي‌دهند [3]، [20]- [9].

PLL معمولي [21]، [22] شامل يك تشخيص‌دهنده فاز (PD)، يك فيلتر حلقه (LF) و يك اسيلاتور كنترل‌شده با ولتاژ (VCO) است (مطابق شكل1).

شكل1. ساختار كلي PLL.

شكل2. PLL تكفاز كلاسيك.

تشخيص‌دهنده فاز، سيگنال مرجع  را با سيگنال فيدبك  مقايسه كرده و سيگنال  را توليد مي‌كند كه بستگي به خطاي فاز بين  و  دارد. همه موارد بحث شده در اين مقاله از تشخيص‌دهنده فاز نوع ضرب‌كننده خطي‌شده [22]-[20] با يك فيلتر پايين‌گذر (LPF) استفاده مي‌كنند. فيلتر حلقه (LF) عبارات نوساني سيگنال خطاي  را ميرا مي‌كند. اسيلاتور كنترل‌شده با ولتاژ (VCO) يك سيگنال خروجي  با فركانس  ايجاد مي‌كند.

تخمين و كمينه‌سازي هارمونيك‌ها در سيستم توزيع 13 باس +IEEE نسخه انگليسي

Estimation and Minimization of Harmonics in IEEE 13 Bus Distribution System

چكيده

مساله كيفيت توان به خاطر ولتاژ، جريان و يا فركانس غيراستاندارد رخ مي‌دهد كه منجر به آسيب ديدن تجهيزات كاربران مي‌شود. لذا كار انجام شده در اينجا به شناسائي نگراني‌هاي مهم در اين زمينه مي‌پردازد و معيارهايي كه مي‌توانند كيفيت توان را بهبود دهند توصيه مي‌شوند.

براي مطالعه تجهيزات متصل به سيستم غيرسينوسي، جهت طراحي و مكانيابي بهينه فيلترها نياز به تحليل هارمونيكي سيستم توزيع است.

در اين مقاله، براي تحليل هارمونيك‌ها از سيستم توزيع 13 باس IEEE استفاده شده است. تحليل هارمونيكي سيستم، طيف هارمونيكي و THD جريان‌ها و ولتاژهاي باس هاي مختلف را بدست مي‌دهد. تخفيف و كاهش هارمونيك‌ از طريق شبيه‌سازي و با استفاده از فيلترهاي راكتانسي يك پورت تك تنظيمه و دو تنظيمه صورت مي‌گيرد. تحليل قياسي عمل فيلتر نيز ارائه مي‌شود. نتايج شبيه‌سازي نشان مي‌دهد كه بهترين عملكرد فيلتر وقتي اتفاق مي‌افتد كه در/ نزديكي باس‌هاي بارهاي غيرخطي قرار گيرند. مدل سيستم توزيع با استفاده از نرم‌افزار سيمولينك متلب نسخه R2009b صورت مي‌گيرد كه در آن بارها به صورت استاتيكي و درايوهاي با سرعت قابل تنظيم هستند.

       مقدمه

اكنون سيستم توزيع برق بخشي از يك سيستم الكتريكي است كه بين منبع يا منابع بزرگ توان  و كليدهاي خدمات‌رساني مشتركين قرار دارد. امروزه يكي از بزرگترين مشكلات كيفيت توان عبارت است از كاهش/ افزايش ولتاژ.

مدت كاهش/افزايش ولتاژ از نيم‌سيكل تا يك دقيقه طول مي‌كشد. كاهش ولتاژ يكي از مشكلات كيفيت توان است كه به وفور رخ مي‌دهد. براي يك صنعت، كاهش ولتاژ اغلب در سمت تجهيزات مشتركين به عنوان مهم‌ترين مساله كيفيت توان اتفاق مي‌افتد

جريان‌هاي هارمونيكي (مترجم: جريان‌هاي داراي هارمونيك) باعث تلفات بيشتر خط و تلفات گردابي در ترانسفورماتورها مي‌شوند. خطاي كنتور (اندازه‌گير) وات‌- ساعت اغلب يك نگراني است. در فركانس‌هاي هارمونيكي، اين كنتور بسته به حضور هارمونيك‌ها و پاسخ كنتور به اين هارمونيك‌ها مقادير بيشتر و يا كمتري نشان دهد. مشكلات ناشي از جريان‌‌هاي هارمونيكي عبارتند از اضافه‌باري نوترال‌ها، بيش‌گرمايش ترانسفورماتورها، تريپ آزاردهنده مدارشكن‌ها، تنش بيش از حد خازن‌هاي اصلاح ضريب توان و اثرات پوستي.