بهبود اغتشاشات هارمونیکی و افزایش ضریب توان با اصلاح ساختار فیلترهیبرید با استفاده از الگوریتم‌ فرا‌اکتشافی چند هدفه فازی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه مهندسی برق، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه زابل، زابل، ایران

10.22034/jfsa.2024.394284.1174

چکیده

چکیده. هارمونیک‌ها در سیستم‌های قدرت اثرات نامطلوبی مانند اشباع هسته‌های آهنی ترانس‌ها و ماشین‌ها، عملکرد نادرست رله‌های حفاظتی و افزایش تلفات دارند لذا کاهش آنها امری ضروری به نظر می‌رسد. همچنین، ضریب قدرت پایین منجر به اشغال ظرفیت خطوط با توان راکتیو می‌شود که منجر به اعمال هزینه های اضافی در سیستم می‌شود. همین موضوع باعث می‌شود که شرکتهای برق منطقه ای برای مشترکینی که ضریب قدرت پایین دارند جرایمی در نظر بگیرند. کاهش اعوجاجات هارمونیکی و افزایش ضریب قدرت دو هدف مهم در بهبود کیفیت توان می‌باشند. برای جبران ضریب قدرت می‌توان از خازن استفاده نمود که احتمال به وقوع پیوستن رزونانس در این موارد وجود دارد. جهت تحصیل اهداف مذکور، یک فیلتر قدرت هیبریدی پیشنهاد می‌شود که از فیلتر غیرفعال و فیلتر فعال تشکیل گردیده است. فیلتر فعال شامل سه بخش شناسایی، مدولاسیون و اینورتر می‌باشد. برای کاهش سطح قدرت اینورتر فیلتر فعال، از فیلتر غیرفعال در کنار آن استفاده می‌شود. پارامترهای این فیلتر باید به نحوی تعیین شود که هم اعوجاجات هارمونیکی مینیمم شود و هم ضریب قدرت ماکزیمم گردد لذا این کار با الگوریتم فرا ابتکاری چند هدفه انجام می شود که در این مقاله از الگوریتم SPEA-II استفاده گردیده است. در پایان کارایی طرح پیشنهادی با شبیه‌سازی در نرم‌افزار MATLAB نشان داده شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Hoseinpour, A. (2010). Three phase active filter with four switching inverter and variable index modulation. In 2010 First Power Quality Conferance.
 
[2] Hoseinpour, A., & Ghazi, R. (2012). Harmonic reduction in wind turbine generators using a shunt active filter. International Review on Modelling & Simulations, 5(4) 722–730.
 
[3] Marei, M. I., El-Saadany, E. F., & Salama, M. M. A. (2002). A new contribution into performance of active power filter utilizing SVM based HCC technique. In IEEE Power Engineering Society Summer Meeting, 2, pp. 1022–1026.
 
[4] Hosseinpour, A., & Sadeq, M. O. (2022). Harmonic reduction of current by using phase shifting and shunt-active filter trained by fuzzy particle swarm optimization. International Journal of Fuzzy Systems, 24(6), 2729–2739.
 
[5] HossienPour, A., & Ghazi, R. (2020). Using of a three-phase four-switch inverter equipped with a variable index PWM to improve the power quality of a wind power plant. International Journal of Industrial Electronics Control and Optimization, 3(3), 213–222.
 
[6] Sasaki, H., & Machida, T. (1971). A new method to eliminate AC harmonic currents by magnetic flux compensation-considerations on basic design. IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, 90(5), 2009–2019.
 
[7] Hoseinpour, A., & Ghazi, R. (2010). Three phase active filter manufacturing correction with economy consideration for sinusoidal and none sinusoidal sources. In 2010 First Power Quality Conferance, pp. 1–6.
 
[8] Hoseinpour, A. R., & Ghazi, R. (2011). Application of VIPWM technique on three phase shunt active filters. In 2011 2nd Power Electronics, Drive Systems and Technologies Conference.
 
[9] Chen, L., Xie, Y., & Zhang, Z. (2008). Comparison of hybrid active power filter topologies and principles. In 2008 International Conference on Electrical Machines and Systems, pp. 2030–2035.
 
[10] Yu, J., Li, Y., Cao, Y., & Xu, Y. (2018). An impedance-match design scheme for inductively active power filter in distribution networks. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 99, 638–649.
 
[11] Khan, A., Gastli, A., & Ben-Brahim, L. (2018). Modeling and control for new LLCL filter based grid-tied PV inverters with active power decoupling and active resonance damping capabilities. Electric power systems research, 155, 307–319.
 
[12] Li, D., Yang, K., Zhu, Z. Q., & Qin, Y. (2016). A novel series power quality controller with reduced passive power filter. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 64(1), 773–784.
 
[13] Akbari, E., & Seyyedi, A. Z. G. (2023). Power quality enhancement of distribution grid using a photovoltaic based hybrid active power filter with three level converter. Energy Reports, 9, 5432–5448.
 
[14] Venkedesh, R., AnandhaKumar, R., & Renukadevi, G. (2022). THD reduction in measurement of H-Bridge multilevel inverter using pulse modulated switching integrated with linear quadratic Regulator. Measurement: Sensors, 24, 100435.
 
[15] Jian, W., Na, H., & Dianguo, X. (2008). A 10KV shunt hybrid active filter for a power distribution system. In 2008 Twenty-Third Annual IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition, pp. 927–932.
 
[16] Zitzler, E., Laumanns, M., & Thiele, L. (2001). SPEA2: Improving the strength Pareto evolutionary algorithm. TIK report, 103.
 
[17] Cheng, H., Huang, W., Zhou, Q., & Cai, J. (2013). Solving fuzzy multi-objective linear programming problems using deviation degree measures and weighted max–min method. Applied Mathematical Modelling, 37(10-11), 6855–6869.
 
[18] Chen, C. H., Hong, T. P., & Tseng, V. S. (2012). Finding pareto-front membership functions in fuzzy data mining. International Journal of Computational Intelligence Systems, 5(2), 343–354.