ابوالفضل رحمانی

ابوالفضل رحمانی


تاریخ انتشار : Publish : نسخه قابل چاپ Print




دانشکده مهندسی

گروه آموزشی مهندسی برق

جلسه دفاعیه رساله برای دریافت درجه دکتری در

رشته مهندسی برق گرایش قدرت

 

عنوان:

کاهش تعداد مانیتورهای هارمونیک در شبکه های توزیع با تشخیص و تخمین هارمونیکهای ولتاژ توسط مدل رگرسیون، تحلیل موجک و محاسبات نرم

 

اساتید داور:

جناب آقای دکتر سید ابراهیم افجه ای، استاد دانشگاه شهید بهشتی

جناب آقای دکتر عباس فتاحی، استادیار دانشگاه صنعتی همدان

جناب آقای دکتر علیرضا حاتمی، استادیار دانشگاه بوعلی سینا همدان

 

استاد راهنما:

جناب آقای دکتر علی دیهیمی

 

نگارش:

ابوالفضل رحمانی

 

شنبه 1 مهرماه 1396، ساعت 14

سالن آمفی تئاتر دانشکده مهندسی

 

BU-Ali Sina University

 

Faculty of engineering

Department of electrical engineering

 

 

Thesis submitted for Ph.D of electrical power engineering

 



 

Title

 

Reduction of harmonic monitors in distribution networks using regression model, wavelet analysis and soft computing

 

 

Supervisor:

Ali Deihimi (Ph. D)

 



 By:

Abolfazl Rahmani

 

 

September 09, 2017.

 

چكيده:

استفاده گسترده از بارهای غیر خطی و مبدلهای الکترونیک صنعتی در شبکه های توزیع، مشکلات کیفیت توان مانند اعوجاجات هارمونیکی را افزایش داده است. در چنین حالتی مطالعه هارمونیکها در شبکه های توزیع از اهمیت ویژه ای برخوردار است. برای مشخص نمودن وضعیت پدیده های کیفیت توان، بهبود مدلهای الکتریکی و پیش بینی عملکرد تجهیزات، مانیتورینگ کیفیت توان در نقاط مختلف شبکه های توزیع امری ضروری است و به کمک آن هارمونیکهای شبکه مشخص می‌شود. مانیتورهایی که برای این منظور استفاده می‌گردند تجهیزات گرانقیمتی هستند و از نظر اقتصادی بکارگیری آنها در کلیه مکانهای شبکه توزیع عملی نمی­باشد و بهینه سازی تعداد آنها الزامی‌است. با توجه به برنامه های مانیتورینگ بهینه، برای ارزیابی وضعیت بار حساس باید مانیتور کیفیت توان نصب گردد. مانیتور بار حساس در این تحقیق حذف می‌شود و از یک تخمینگر برای مانیتورینگ مجازی هارمونیک ولتاژ استفاده می­شود.

در این رساله سیستم هوشمندی ارائه شده است که با استفاده از اطلاعات نزدیکترین مانیتور به بار حساس، شکل موج واقعی این بار فاقد مانیتور و اندازه مولفه های هارمونیکی آنرا تخمین می­زند. سیستم هوشمند معرفی شده از اتو­رگرسیون غیر خطی، تحلیل موجک و محاسبات نرم استفاده می‌کند و از دو بخش تشکیل شده است، بخش اول شکل موج ولتاژ بار حساس بدون مانیتور شبکه توزیع را تخمین می‌زند و بخش دوم اندازه مولفه های هارمونیکی شکل موج ولتاژ بار حساس را مشخص می­کند. تخمینگر پیشنهادی به عنوان مانیتور مجازی در نظر گرفته می­شود و به کمک آن نیازی به نصب مانیتور برای بار حساس نیست لذا تعداد مانیتورهای کیفیت توان شبکه های توزیع کاهش می­یابد و به تبع آن هزینه­های مانیتورینگ شبکه توزیع کم می­شود. تخمین گر را می­توان به عنوان بخشی از مانیتور کیفیت توانی که در نزدیکی بارحساس است در نظر گرفت. از آنجا که خازن و تولیدات پراکنده نقش مهمی‌در شبکه های توزیع دارند اثرات آنها بر اعوجاجات هارمونیکی بارهای شبکه توزیع و تخمین گر شکل موج ولتاژ هارمونیکی لحاظ می­گردد. شبکه توزیع مورد مطالعه شبکه های شعاعی استاندارد 13و34و37 باس IEEE می‌باشد، شبیه سازیهای مختلفی بر روی آنها انجام گردیده وکارایی سیستم هوشمند در حالتهای مختلف مورد آزمایش و تایید قرار گرفته است. با توجه به نتایج ارزیابی خطایMSE مشاهده می­شود که بخش اول سیستم هوشمند پیشنهادی با دقت بالایی شکل موج ولتاژ بار حساس فاقد مانیتور را تخمین می­زند. بررسی نتایج بخش دوم سیستم هوشمند که وظیفه مشخص کردن اندازه مولفه های هارمونیک ولتاژ بار حساس را دارد بیانگردقت بالای روش پیشنهادی در مقایسه با روشهای دیگر است. نتایج بدست آمده توسط روش پیشنهادی قابلیت و دقت بالای آنرا به خوبی نشان می­دهند.

واژه­‌های کلیدی: شبکه توزیع، مانیتورینگ کیفیت توان، هارمونیک ولتاژ، محاسبات نرم.

 

Abstract:

Power quality problems such as harmonic distortions are increasing as distribution networks are becoming more complicated all due to the rising use of power electronic devices and nonlinear loads. Harmonic distortion is not a new concept but that is an important phenomenon on power systems and one of the major power quality problems in electrical power. The use of power quality monitors have necessitated for optimizing the power systems to improve efficiency and to reduce power system related failures. The monitoring of power system identifies the power quality problems. These monitors are expensive and installation of them at all buses is not economically. Minimum number and optimum locations of power quality monitors have been sought in recent researches to meet both economical efficiency and monitoring capability. With regard to optimum allocation approaches, power quality monitor should be installed for assessment of power quality of sensitive loads. This monitor is eliminated in our study, and an estimator is used for virtually monitoring voltage harmonics.

This thesis presents an intelligent system that is estimated the voltage harmonic distortion waveforms and harmonic components amplitude at non monitored sensitive loads in distribution networks by using information gained via the nearest monitoring data. The intelligent system uses NARX, wavelet analysis and soft computing; and that it includes two sections. The first section estimates the voltage harmonic waveform of a non-monitored sensitive load using local measurements; and the second section estimates the harmonic components amplitude. The proposed estimator can be assumed as a virtual monitor and it can eliminate sensitive load monitor and further reduce the optimum number of power quality monitors so monitoring cost of the distribution network will be reduced. The estimator is incorporated into a power quality monitor placed at another component of the network upstream from and preferably near the sensitive load. Since capacitors and distributed generations (DGs) have taken a special role in distribution networks so they are considered in this research and their effects on the harmonic voltage waveforms estimator are evaluated. The presented technique is examined on the IEEE 13-34 and 37-bus networks and different simulations have been done on them, and the performance of the intelligent system has been verified in many different ways.

Key Words: Distributed network, Power quality monitoring, Voltage harmonic, Soft computing

 

 

=============================== رزومه==============================

سوابق تحصیلی:

-         1383-1378: کارشناسی مهندسی برق-قدرت، دانشگاه علم وصنعت، تهران.

-         1388-1385: کارشناسی ارشد مهندسی برق-الکترونیک، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار.

-         1390 تاکنون: دانشجوی دکتری مهندسی برق-قدرت،  دانشگاه بوعلی سینا، همدان.

 

v     سوابق علمی- پژوهشی:

1-      -  A. Deihimi, A. Rahmani, "Application of echo state network for harmonic detection in distribution networks, " IET Generation, Transmission & Distribution, Vol. 11, no. 5, pp.1094-1101, 2017.

2-      A. Deihimi, A. Rahmani, " An Intelligent Method Based on WNN for Estimating Voltage Harmonic Waveforms of Non-monitored Sensitive Loads in Distribution Network ," Journal of Operation and Automation in Power Engineering , 2017

3-      A. Deihimi, A. Rahmani, "Application of Echo State Networks for Estimating Voltage Harmonic Waveforms in Power Systems Considering Photovoltaic System, " IET Renewable Power Generation,2017

 

 

-      داور نشریه بین المللی International Journal of Robust and Nonlinear Control    

-  عضو کمیته علمی و طراح سوالات نوزدهمین دوره المپیاد علمی دانشجویی غیرمتمرکز قطب هشت کشوری سال1393 به مرکزیت دانشگاه بوعلی سینا.

-  رتبه برتر علمی دوره دکتری دانشگاه بوعلی سینا همدان سال 1391

  

v     سوابق آموزشی:

-         1390 تا 1395: تدریس درس الکترونیک 1، دانشگاه بوعلی سینا.

-         1386 تا 1388: تدریس دروس ازمايشگاه الکترونيک، ريزپردازنده، ديجيتال(2) ميکروپرسسور،مدارات مجتمع خطي، الکترونيک صنعتي /دستگاه جانبي کامپيوتر ، دانشگاه تربیت معلم سبزوار.