توسعه روز افزون مزارع بادی درمقیاس بزرگ دریایی درسراسر جهان باعث ظهور بسیاری ازچالش های فنی و اقتصادی جدیدشده است. هزینه سرمایه شبکه‌ برقی که از مزارع بادی بزرگ دریایی پشتیبانی می‌کند، بخش قابل ‌‌توجهی از هزینه کل مزارع بادی را تشکیل می‌دهد. لذا، یافتن طراحی بهینه شبکه برق یک وظیفه خیلی مهم است که در این مقاله به آن پرداخته می‌شود. در این مقاله یک مدل هزینه توسعه یافته است که هزینه‌های دقیق‌تر و واقعی‌تر ترانسفورماتورها، پست‌ها و کابل‌ها را در بر می‌گیرد. همین موضوع باعث شده است مدل جدید ارائه شده نسبت به روش‌های موجود مبسوط‌تر و بهتر باشد. همچنین از یک الگوریتمی استفاده شده است که مبتنی است بر الگوریتم ژنتیک بهبودیافته و شامل الگوریتم خاصی است که حین طراحی آرایه‌های شعاعی، سطح مقطع‌های گوناگون کابل‌ها را هم در نظر می‌گیرد. رویکرد ارائه شده توسط یک مزرع بادی بزرگ دریایی آزموده شده است؛ نتایج آزمون نشان می‌دهد که الگوریتم معرفی‌شده طراحی‌های بهینه معتبری از شبکه برق را فراهم می‌کند. 

کلیدواژه‌ها- سیستم توزیع برق، الگوریتم ژنتیک، مزرعه بادی دریایی، بهینه‌سازی.

انرژی بادی کم‌کم دارای اهمیت استراتژیک و اقتصادی فزاینده‌ای در سراسر جهان می‌شود. این انرژی یکی از گزینه‌های نویدبخش در بین سایر فناوری‌های تولید انرژی‌های تجدیدپذیر است و انتظار می‌رود نقش مهمی در کاهش پیامدهای زیست محیطی در رفع نیاز جوامع مدرن از صنعت برق ایفا کند. استفاده از تولید برق بادی دریایی بنا به دلایل زیر جذاب و قابل توجه است: 1) مزارع بادی دریایی، منابع باارزش سرزمین‌ها را به تصرف در نمی‌آورند؛ 2) استفاده از مکان‌های دریایی(مترجم: یعنی استفاده از مکان‌های داخل دریا) بدین معناست که مزرعه بادی تا حد زیادی دور از چشم و دید بوده و آلودگی صوتی نخواهد داشت؛ 3) جریان باد توسط ساختمان‌ها و جنگل‌ها مشوش نشده و بطور مستقیم و با سرعت زیاد با تیغه‌های توربین برخورد خواهد داشت لذا عملکرد توربین افزایش خواهد یافت؛ 4) طرح‌های توربین بادی دریایی با توان نامی بزرگتری نسبت به طرح‌های ساحلی موجودند که این نرخ‌های بزرگ باعث توسعه اقتصادی می‌شود؛ و 5) آب دریا باعث می شود خنک‌سازی قطعات امکانپذیر بوده و هزینه کمی را به دنبال داشته باشد. 

در این مقاله بهینه سازی بهره وری یک ژنراتور همزمان با شار مغناطیسی ثابت و با سیم پیچهای متمرکز قطب با مشخصات 3.6kw/2000rpm و برای کاربردهای گرمایی و کاربردهای حوزه ی قدرت بررسی شده است. از آنجا که بهره وری سیستم دارای اهمیت می باشد لذا معیارهای خاصی به منظور کاهش تلفات در ماشین در نظر گرفته شده است. یک مطالعه نیز با استفاده از روش تحلیلی و روش المان محدود برای بررسی تاثیر مجموعه ی محدودی از پارامترهای هندسی بر روی بهره وری این نوع ماشینها انجام پذیرفته است.  در مدل تحلیلی همانند مدل المان محدود، هندسه سه بعدی ذاتی شار محوری ماشین، بوسیله ی مدلهای چندگانه ی دو بعدی در شعاع های پیرامونی مختلف آن تخمین زده شده است. پس از آن، تاثیر وزن بر روی مقادیر بهینه  پارامترهای هندسی و همچنین بر روی بهره وری، مد نظر قرار داده شده است و مشخص گردید که وزن می-تواند به میزان زیادی کاهش  داده شود در حالی که تاثیر این کاهش  وزن در کاهش بهره وری بسیار محدود خواهد بود. در نهایت نتیجه ی هر دو روش با اندازه گیری هایی بر روی یک الگو با یکدیگر مقایسه شده اند تا صحت آنها تخمین زده شود. 

با توجه به گشتاور خروجی بالای ماشین همزمان مغناطیس ثابت با شار محوری که در سرعت پایین محقق می شود(AFPMSM)،  لذا این ماشین برای کاربردهای موتورهای چرخشی[1] و کاربردهای راه اندازی مستقیم انرژی بادی[2] بسیار مناسب می باشد. AFPMSM ها دارای توپولوژی های متفاوتی می باشند که هر یک از آنها فواید و نقاط ضعف خاص خود را دارند. AFPMSM بحث شده در این مقاله یک نوع ماشین دو روتوری و تک استاتوری است که سیم پیچهای قطب متمرکز شده دارد[3] (شکل 1). سیم پیچهای متمرکز شده قطب ها نسبت به سیم پیچهای پراکنده ی قطب دارای ارجحیت می باشند چرا که ساخت آنها ساده تر بوده و سیم پیچهای آنها کوتاه می باشند. سیم پیچهای کوتاه امکان می دهند که تلفات توان در سیم پیچهای مسی کاهش یابد.  

این مقاله، روشی را برای بکار انداختن یک سیستم هیبریدی متصل به شبکه، ارایه می دهد. سیستم هیبریدی، تشکیل شده از یک آرایه فوتوولتیک (PV) و یک پیل سوختی غشای تبادل پروتون (PEMFC) می باشد. آرایه PV از یک روش ردیابی بیشینه نقطه توان (MPPT) برای تحویل پیوسته بیشترین توان به بار  هنگامی که تغییراتی در تابش و دما رخ می دهد، و آن را منبعی غیرقابل کنترل می سازد استفاده می کند. در هماهنگی با PEMFC، توان خروجی سیستم هیبریدی قابل کنترل خواهد شد. می توان دو حالت عملکرد را، به نام های حالت کنترل توان-واحد (UPC) و حالت کنترل پخش-فیدر (FFC)، به سیستم هیبریدی اعمال کرد. در اینجا، هماهنگی میان دو حالت کنترلی، هماهنگی بین آرایه PV و PEMFC در سیستم هیبریدی، و تعیین پارامترهای مرجع، ارایه می شوند. استراتژی عملکرد ارایه شده با یک تغییر حالت عملکرد انعطاف پذیر، همواره آرایه PV را در بیشینه توان خروجی آن، و پیل سوختی PEMFC را در باند عملیاتی پربازده ی آن، بعمل واداشته، و ازینرو عملکرد سیستم را پیشرفت داده، پایداری سیستم را بالا برده، و تغییرات حالت های عملکرد را کاهش می دهد.

اصطلاحات شاخص ــ تولید توزیع شده، پیل سوختی، سیستم هیبریدی، ریزشبکه، فوتوولتاییک، مدیریت توان.

تبدیل فوریه گسسته (DFT) نقش اساسی برای تحلیل سیگنال بازی می کند . برای مثال یک کاربرد متداول عبارت است از تبدیل فوریه سریع برای محاسبه تجزیه طیف در روش بلوک به بلوک . هر چند استفاده از تکنیک تبدیل فوریه گسسته بازگشتی که به نوبه خود محاسبه وضوح خوب فرکانس زمان را میسر می کند بدست آوردن نمونه به نمونه را فعال می نماید. خروجی طیف موجود در روش نمونه به نمونه با استفاده از ترکیب خصوصیات شیفت زمان فوریه تفاوت بین جدیدترین نمونه ورودی و خروجی در زمان استفاده طول بازه محدود بدست آمده است .همانگونه که با پردازش تاخیر در هر نمونه ورودی بیشترین نرخ نمونه برداری را مشخص خواهد کرد برای حفظ روش نمونه برداری در فرآیند هماهنگ سازی ، محدودیت نمونه برداری بر روی سخت افزار نهایی اجرا می شود . این کار رویکرد بازگشتی را یک قدم به جلوتر می برد و پردازش نمونه های متعدد اکتسابی را در نمونه برداری بیش از حد برای یدست آوردن طیف خروجی میسر می کند . این کار نشان می دهد که محاسبه تجزیه ریز به ریز طیف در هنگام افزایش پهنای باند سیگنال قابل استفاده با نرخ نمونه برداری بالاتر امکان پذیر است . نتایج نشان می دهند که پردازش بالا با فاکتور های بهبود یافته پهنای باند سیگنال تا 6.7x با پردازش 8 نمونه در هر تکرار زیر خطی را افزایش می دهد .

کلیدواژه: تبدیل فوریه گسسته، تبدیل فوریه گسسته بازگشتی، تبدیل فوریه گسسته متحرک، پیاده سازی تبدیل فوریه، بروزرسانی طیفی

مقدمه:

تبدیل فوریه گسسته نقشی اساسی برای تحلیل سیگنال بازی می کند . بطور مرسوم نمونه ها در روش بلوک پردازشی بدست می آیند و پردازش می شوند بطوری که تعداد نمونه ها در هر طیف بدست آمده تابعی از تفکیک طیفی مطلوب است . نتیجه ، خروجی تاخیر دار با جزئیات زمان معین توسط کنترل بلوک و نرخ پردازشی است .

برای بهبود تفکیک زمان و فرکانس ، ما هم به کنترل و پردازش داده های بلوک در نرخ بالاتر و هم متناوبا استفاده از روش های تبدل فوریه بازگشتی نیاز داریم[1-4] . اتخاذ تکنیک های تبدیل فوریه گسسته متحرک بازگشتی دستیابی نمونه به نمونه قابلیت انعطاف محاسبه تفکیک ریز فرکانس - زمان را میسر می کند. 

این مقاله، مدلی برای محاسبه اندازه بهینه سیستم ذخیره سازی انرژی (ESS) در یک ریزشبکه را، با در نظر گرفتن معیار قابلیت اطمینان، ارایه می دهد. هر چه ESS (سیستم ذخیره سازی انرژی) بزرگتر باشد، نیازمند هزینه های سرمایه گذاری بیشتری بوده، درحالیکه هزینه عملکرد ریزشبکه، کاهش می یابد. مساله تعیین اندازه بهینه ESS که در اینجا ارایه می شود، هزینه سرمایه گذاری (هزینه اولیه) ESS را، و نیز هزینه عملکرد مورد انتظار شبکه را، کمینه می کند. با استفاده از ESS، کمبود توان تولیدی به سبب قطع شدن واحدهای موجود و یا جدا شدن واحدهای تجدیدپذیر، کنترل می شود؛ ازینرو، معیار قابل اطمینان بودن ریزشبکه، برآورده می شود. از یک مدل عملی ESS استفاده می شود. از یک برنامه نویسی مرکب-عدد صحیح (MIP) برای فرمول بندی مساله استفاده شده است. نمونه های گویا نشان دهنده ی بازده ی مدل ارایه شده می باشند.

اصطلاحات شاخص ــ سیستم ذخیره سازی انرژی، برنامه ریزی توسعه، ریزشبکه.

راه اندازی موتورهای ولتاژ بالا و با توان بزرگ ، تاثیر شدیدی بر روی شبکه های قدرت گذاشته و موجب فلش (sag) ولتاژ می شود. در موارد شدید، بر روی عملکرد نامی دیگر وسایل نیز تاثیر می گذارد. Sag (فلش) ولتاژ، برجسته ترین مشکل کیفیت توان بوده، و هر دو سمت منبع توان را تحت تاثیر قرار می دهد. این مقاله اساسا بر روی فرآیند راه اندازی موتورهای القایی ولتاژ بالا و با توان بزرگ که در صنعت کاربرد زیادی دارند، تمرکز دارد. مدل کردن فرآیند راه اندازی موتور شامل انتخاب مدار معادل موتورهای با ساختارهای مختلف، جمع آوری و بررسی امپدانس های روتور و استاتور، فرآیندی کلیدی می باشد. بطور طبیعی، با نداشتن مواد آزمایش تحویل، این کمیت ها را باید با آزمایش بدست آورد. نکته کلیدی برای افزایش دقت شبیه سازی، مدل کردن روابط ریاضی امپدانس های استاتور و روتور موتور در فرآیند راه اندازی برای بدست آوردن منحنی دقیق تر گشتاور الکترومغناطیسی موتور، شامل جمع آوری و ارزیابی اینرسی چرخشی موتور، می باشد. این مستقیما به مدت زمان راه اندازی موتور بستگی دارد. جمع آوری و ارزیابی منحنی گشتاور بار، به گشتاور شتاب مربوط می باشد. سرانجام، آن (گشتاور بار) مدت زمان فرآیند راه اندازی را تعیین می کند. این مقاله همچنین روش های کاهش جریان راه اندازی به منظور کاهش اثر بر روی شبکه قدرت، و در نتیجه کنترل سطح فلش ولتاژ به یک محدوده، را معرفی می کند. این تحقیق بطور موفقیت آمیزی در ارزیابی توان برای جمع آوری پروژه ی Shanghi Qingcaosha Raw Water، پروژه ی واحدهای سردسازی Shanghai Zizhuyuan استفاده شده است.

کلیدواژه ها: راه اندازی موتور، مدل محاسباتی

مقدمه:

امروزه، فلش ولتاژ، برجسته ترین مساله ی کیفیت توان که تعداد وسایل حساس به کیفیت توان افزایش یافته و تقاضای کیفیت توان افزایش یافته است، شده است. بر اساس تحقیقات حوزه ی توان EU، بیش از 80% شکایات مصرف کنندگان بر روی کیفیت توان، به دلیل فلش ولتاژ بوده است.

راه اندازی کامل موتورهای ولتاژ و توان بالا، نیاز به کشیدن 5 تا 8 برابر جریان نامی را دارند که این جریان از امپدانس سیتم گذشته، و باعث فلش ولتاژ بر روی شین منبع خود و شین های مرتبط می شود. فلش ولتاژ بر روی شین منبع باعث دو مشکل جدی می شود: نخست اینکه شرایط عملکرد دیگر تجهیزات درحال کار، بویژه تجهیزات حساس به کیفیت توان وقفه ایجاد می کند. 

نیاز صنعتی برای کنترل یک ماشین القایی، بدون استفاده از سنسور مکانیکی، در حال افزایش است، و این در نشریات جدید بخوبی بچشم می خورد. تمرکز، بر روی بهبود کنترل، بدون یک سنسور مکانیکی است. یک روش جدید برای پیاده سازی یک کنترل شار-استاتور-جهت-یافته ی غیر مستقیم (ISFOC) بدون سنسور، برای درایو یک موتور القایی تکفاز (SPIM)، در این مقاله ارایه شده است. روش ارایه شده تخمین سرعت روتور، تنها بر مبنای اندازه گیری های جریان های سیم پیچ های اصلی و کمکی استاتور، و نیز اندازه گیری جریان محور q مرجع، که توسط الگوریتم کنترلی تولید می شود، می باشد. خطای جریان محور q اندازه گیری شده از مقدار مرجع آن، کنترل کننده تناسبی-انتگرالی را تغذیه می کند، و خروجی آن فرکانس زاویه ای لغزش تخمین زده شده، می باشد. نتایج تجربی بدست آمده برای کنترل سرعت ISFOC (کنترل شار-استاتور-جهت-یافته غیر مستقیم) بدون سنسور یک درایو SPIM، با استفاده از یک سیستم dSPACE با برد کنترلر DS1104 مبنی بر پردازشگر سیگنال دیجیتال TMS320F240، ارایه و نیز تجزیه تحلیل شده است. شبیه سازی های دیجیتال و نتایج آزمایشی، به منظور نمایش بهبود در عملکرد الگوریتم بدون-سنسور ارایه شده، ارایه شده اند.

اصطلاحات شاخص ــ کنترل غیر مستقیم شار-استاتور-جهت-یافته، کنترل برداری بدون-سنسور، موتور القایی تکفاز، تخمین سرعت.

از موتورهای القایی تکقاز (SPIM) بطور مرسوم در کاربردهای خانگی با سرعت-ثابت، و معمولا جاهایی که تنها منبع انرژی تکفاز در دسترس است _بدون هیچ استراتژی کنترلی_ استفاده می شود. این موتورها در کولرها، ماشین های شوینده، خشک کن ها، ماشین های صنعتی، پنکه ها، دمنده ها، جارو برقی ها، و بسیاری جاهای دیگر کاربرد دارند. کنترل سرعت-متغیر موتورهای الکتریکی، به دلایل ذخیره سازی انرژی، بصورت گسترده در کاربردهای صنعتی کاربرد دارد. کاهش هزینه و بازده ی بالای وسایل الکترونیک قدرتی و میکروالکترونیکی، انگیزشی قوی برای پیاده سازی درایوهای SPIM هم در کاربردهای خانگی و هم در کاربرد تجاری، هستند.

یک مساله کیفیت توان، رویدادی است که بصورت یک ولتاژ، جریان یا فرکانس غیر استاندارد آشکار می شود و منجر به یک خطا یا عملکرد نادرست تجهیزات کاربران پایانی می شود. شبکه های توزیع صنایع همگانی، بارهای صنعتی حساس و عملیات مهم تجاری، از انواع متفاوت خاموشی ها و قطع شدگی سرویس که می تواند هزینه های مالی چشمگیری را به بار آورد رنج می برند. با ساخت دوباره سیستم های قدرت و با هدایت روند به سوی تولید توزیع شده و پخش شده، مسایل کیفیت توان در حال گرفتن شکلی جدید می باشد. در کشورهای در حال توسعه مانند هند که در آن تغییرات فرکانس توان و عوامل مشکل-ساز بسیار دیگر کیفیت توان به تنهایی سوالی جدی هستند و برداشتن گامی مثبت در این راستا، بسیار مهم می باشد. این مقاله، بر آن است تا مسایل برجسته در این زمینه را مشخص کرده، و ازینرو اقداماتی که می توانند موجب بهبود کیفیت توان شوند نیز، توصیه خواهند شد.

این مقاله، تکنیک های تصحیح فلش، برآمدگی و قطعی ولتاژ منبع را در یک سیستم توزیع شده، تشریح می کند. هم اکنون، گستره پهناوری از کنترل کننده های بسیار انعطاف پذیری که بر روی عناصر الکترونیک قدرت موجود جدید سرمایه گذاری می کنند، در حال توسعه برای کاربردهای توان سفارشی، می باشند. از آن میان، جبران ساز استاتیک و بازیاب دینامیکی ولتاژ، پربازده ترین وسایل هستند، که هر دوی آنها مبتنی بر اصل VSC می باشند. یک DVR (بازیاب دینامیکی ولتاژ)، یک ولتاژ را بصورت سری به ولتاژ سیستم تزریق می کند و یک D-STATCOM یک جریان به سیستم تزریق می کند تا فلش، برآمدگی، و قطعی ولتاژ را تصحیح کنند. نتایج جامع نیز ارایه شده است تا عملکرد هر کدام از وسایل بعنوان یک راه حل توان سفارشی بالقوه، ارزیابی شود.

کلیدواژه ها: D-Statcom، DVR، افت ولتاژ، برآمدگی، قطعی، کیفیت توان، VSC.