روش‌های هوشمند در صنعت برق

مهندسی قدرت

طراحی یک مبدل بسیار افزاینده DC-DC مبتنی بر شبکه شبه امپدانس با تنش ولتاژ کم، با به کارگیری تکنیک سلف کوپل شده

حسین جعفری؛ مهدی شانه؛ توحید نوری

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 01 اسفند 1400

چکیده

  ساختارهای بسیار افزاینده عموماً برای ارتقاء سطح ولتاژ پایین تولید شده توسط منابع انرژی تجدید پذیر به کار گرفته می‌شوند. در این مقاله یک ساختار بسیار افزاینده مبتنی بر شبکه شبه امپدانس ارائه شده است، که دارای ساختاری ساده و در عین حال کاربردی متشکل از دو سلف و خازن می‌باشد. با توجه به ضریب وظیفه در محدوده ۵۰ درصد برای این مبدل مشکلات ...  بیشتر ساختارهای بسیار افزاینده عموماً برای ارتقاء سطح ولتاژ پایین تولید شده توسط منابع انرژی تجدید پذیر به کار گرفته می‌شوند. در این مقاله یک ساختار بسیار افزاینده مبتنی بر شبکه شبه امپدانس ارائه شده است، که دارای ساختاری ساده و در عین حال کاربردی متشکل از دو سلف و خازن می‌باشد. با توجه به ضریب وظیفه در محدوده ۵۰ درصد برای این مبدل مشکلات بازیابی معکوس دیودها و پایدارسازی مبدل برطرف می‌گردد. از طرفی زمین مشترک کلید قدرت و منبع ورودی باعث سادگی مدار کنترل می‌شود. با بهره گیری از تکنیک سلف کوپل شده و همچنین سلول چند برابر کننده ولتاژ، بهره ولتاژ مبدل به مقدار چشم‌گیری افزایش می یابد. علاوه بر آن در جهت محدود کردن تنش ولتاژ روی کلید، از خازن استک شده استفاده شده است. استفاده از ساختار پیشنهادی باعث افزایش بهره ولتاژ مبدل می‌گردد. همچنین ساختار ارائه شده سطح تنش ولتاژ روی نیمه هادی‌های مدار را کاهش می‌دهد که باعث کاهش هزینه و افزایش راندمان مدار می‌گردد. مبدل طراحی شده با ولتاژ ورودی 25 ولت و ولتاژ خروجی400 ولت و توان 100 وات در نرم افزار اسپایس شبیه سازی شده و نتایج در مقاله آمده است.

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 797.59 K

مهندسی قدرت

بهبود پاسخ دینامیکی ژنراتور القائی دوسو تغذیه در برابر ولتاژ پایین شبکه به کمک سیستم کنترلی مبتنی بر حالت لغزش انتگرالی با مرجع توان راکتیو متغییر

حمید مقدسی؛ محمد رضا مرادیان

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 11 دی 1400

چکیده

  در این مقاله به­منظور بهبود پاسخ دینامیکی ژنراتور القایی دوسوتغذیه (DFIG)، یک سیستم کنترلی جدید مبتنی بر کنترل‏کننده سطح لغزش پیشنهاد شده است. به­این منظور کنترل مستقل توان‏های اکتیو و راکتیو خروجی ژنراتور از طریق یک کنترل‏کننده مد لغزشی (SMC) که در برابر اغتشاشات خارجی و نامعینی‏های سیستم مقاوم است، کنترل می­گردد. برای بهبود ...  بیشتر در این مقاله به­منظور بهبود پاسخ دینامیکی ژنراتور القایی دوسوتغذیه (DFIG)، یک سیستم کنترلی جدید مبتنی بر کنترل‏کننده سطح لغزش پیشنهاد شده است. به­این منظور کنترل مستقل توان‏های اکتیو و راکتیو خروجی ژنراتور از طریق یک کنترل‏کننده مد لغزشی (SMC) که در برابر اغتشاشات خارجی و نامعینی‏های سیستم مقاوم است، کنترل می­گردد. برای بهبود عملکرد کنترل در حالت ماندگار، مدل انتگرالی کنترل‏کننده مد لغزشی (ISMC) و برای بهبود قابلیت عبور از ولتاژ پائین (LVRT) ژنراتور در شرایط وقوع خطا، کنترل‏کننده توان راکتیو با مرجع متغیر مبتنی بر کنترل‏کننده‏ متناسب-انتگرال­گیر (PI) پیشنهاد شده است. عملکرد کنترل‏کننده پیشنهادی در مدت زمان ردیابی توان مرجع، با دو سیستم کنترلی دیگر که مرجع ثابتی برای توان راکتیو داشته و مبتنی بر کنترل­کننده­های SMC و PI هستند در ۹ حالت مختلف خطا مقایسه شده است. خطاهای تک فاز به زمین، دو فاز به زمین و سه فاز به زمین در حالت­های زیر سنکرون، سنکرون و فوق سنکرون حالت­های مختلف مورد نظر در مقایسه سیستم­های کنترلی هستند. نتایج شبیه‌سازی با استفاده از نرم­افزار سیمولینک متلب، نشان­دهنده رفتار حالت گذرای مناسب­تر و به ویژه فراجهش­های کمتر جریان، ولتاژ لینک DC و توان اکتیو خروجی در سیستم کنترل پیشنهادی در مقایسه با دو سیستم دیگر در شرایط وقوع انواع خطا بوده است.

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 3.12 MB

مهندسی قدرت

کنترل فرکانس در ریزشبکه‌‌های چند-حاملی با حضور خودروهای الکتریکی مبتنی بر کنترل‌کننده سیستم استنتاج فازی عصبی تطبیقی

سیدعلی سید بهشتی فینی؛ سید محمد شریعتمدار؛ وحید امیر

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 09 اردیبهشت 1401

چکیده

  امروزه افزایش قیمت سوخت­های فسیلی و کاهش منابع از یک سو و آلودگی­های زیست محیطی از سوی دیگر باعث افزایش استفاده از منابع تجدیدپذیر گردیده است. در این مقاله ریزشبکه مورد مطالعه از منابع بادی و خورشیدی، ذخیره­ساز (باتری و فلایویل) خودرو الکتریکی، دیزل ژنراتور و حضور سیستم­های انرژی چند حاملی MCH)) به­عنوان انرژی ترکیبی برق و حرارت ...  بیشتر امروزه افزایش قیمت سوخت­های فسیلی و کاهش منابع از یک سو و آلودگی­های زیست محیطی از سوی دیگر باعث افزایش استفاده از منابع تجدیدپذیر گردیده است. در این مقاله ریزشبکه مورد مطالعه از منابع بادی و خورشیدی، ذخیره­ساز (باتری و فلایویل) خودرو الکتریکی، دیزل ژنراتور و حضور سیستم­های انرژی چند حاملی MCH)) به­عنوان انرژی ترکیبی برق و حرارت (CHP) تشکیل شده است. فرکانس ریزشبکه باتوجه به شبکه گاز و پیک مصرف کنترل می­شود. در ریزشبکه چند حاملی پخش بار شبکه گاز همزمان با پخش بار الکتریکی منظور می­گردد. همچنین فرکانس به­صورت غیرخطی کنترل می‌شود. از طرف دیگر روند رو به­ رشد تولید و به­کارگیری خودروهای برقی (V2G) بارهای جدیدی برای شبکه برق ایجاد کرده است که در صورتی که مدیریت صحیحی بر روی نحوه شارژ آنها صورت نگیرد انحراف فرکانس شبکه افزایش یافته و می­تواند سبب فروپاشی شبکه گردد. لذا از خودروهای برقی به­ منظور مشارکت در عملیات تنظیم فرکانس ریزشبکه با روش سیستم استنتاج فازی عصبی تطبیقی (ANFIS) استفاده می­شود. به­منظور مقایسه روش پیشنهادی در شبیه­سازی‌ها از کنترل­کننده فازی استفاده شده است. نتایج حاصل از شبیه­سازی‌ها در پنج مطالعه مورد بررسی قرار می‌گیرند که بیان­گر عملکرد مطلوب روش پیشنهادی در کاهش انحراف فرکانس، استحکام در برابر اغتشاشات و مقاوم بودن در برابر عدم قطعیت‌‌های موجود در سیستم است. همچنین روش پیشنهادی توان خروجی پایدارتری در منابع تولید ریزشبکه دارد. 

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 1.66 MB

مهندسی قدرت

یک مبدل بسیار افزاینده جدید با کلیدزنی نرم و قابلیت افزایش شاخه های موازی بدون نیاز به مدار کمکی جدید

ایمان اسحق پور؛ مجید دلشاد؛ سعید جوادی

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 21 فروردین 1401

چکیده

  در این مقاله یک مبدل بسیار افزاینده درهم تنیده با مدار کمکی ساده ارایه شده ­است. مدار کمکی پیشنهادی دارای سلف­های تزویج شده با سلف­های اصلی مبدل است و شرایط کلیدزنی در ولتاژ صفر را برای کلیدهای اصلی مبدل فراهم می­کند. از طرفی کلید کمکی و دیودهای مدار کمکی دارای کلیدزنی در جریان صفر هستند و به همین دلیل تلفات محسوسی به مبدل تحمیل ...  بیشتر در این مقاله یک مبدل بسیار افزاینده درهم تنیده با مدار کمکی ساده ارایه شده ­است. مدار کمکی پیشنهادی دارای سلف­های تزویج شده با سلف­های اصلی مبدل است و شرایط کلیدزنی در ولتاژ صفر را برای کلیدهای اصلی مبدل فراهم می­کند. از طرفی کلید کمکی و دیودهای مدار کمکی دارای کلیدزنی در جریان صفر هستند و به همین دلیل تلفات محسوسی به مبدل تحمیل نمی­کنند. از دیگر ویژگی مدار کمکی امکان افزایش شاخه­های موازی مبدل افزاینده بدون اضافه­کردن مدار کمکی جدید است، لذا مبدل می­تواند به راحتی برای توان­های بسیار بالا نیز طراحی گردد. مبدل پیشنهادی از روش سلف­های تزویج شده ضربدری با خازن­های بالابرنده سری برای افزایش بهره ولتاژ و کاهش استرس ولتاژ روی کلیدهای اصلی، استفاده کرده­ است. مبدل بسیار افزاینده پیشنهادی به­ طور مشروح تحلیل گشته و یک نمونه عملی از آن در توان 100 وات پیاده­ سازی گردیده­ است. نتایج عملی درستی عملکرد مدار و تحلیل های تئوری را تایید می­کنند.

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 1.18 MB

مهندسی قدرت

یک ساختار کنترل غیرمتمرکز مبتنی بر قاب مجازی فرکانس-ولتاژ برای فراهم‌کردن تقسیم صحیح توان‌های اکتیو و راکتیو در ریزشبکه‌‌ها

نادر کاظمی اسفه؛ مهدی بهاری زاده

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 11 اردیبهشت 1401

چکیده

  درحالت عملکرد جزیره­ ای ریزشبکه ­ها تقسیم توان­های اکتیو و راکتیو بار بین منابع نیاز است. برای فراهم کردن آن و بر اساس رویکرد غیرمتمرکز از مشخصه­ های افتی استفاده می‌شود. مشخصه­ های افتی مرسوم توان اکتیو-فرکانس (P-ω) و توان راکتیو-ولتاژ (Q-V) بر فرض خاصیت سلفی امپدانس خروجی منابع بنا نهاده شده­اند. از آنجا که امپدانس خروجی ...  بیشتر درحالت عملکرد جزیره­ ای ریزشبکه ­ها تقسیم توان­های اکتیو و راکتیو بار بین منابع نیاز است. برای فراهم کردن آن و بر اساس رویکرد غیرمتمرکز از مشخصه­ های افتی استفاده می‌شود. مشخصه­ های افتی مرسوم توان اکتیو-فرکانس (P-ω) و توان راکتیو-ولتاژ (Q-V) بر فرض خاصیت سلفی امپدانس خروجی منابع بنا نهاده شده­اند. از آنجا که امپدانس خروجی سلفی غالب مخصوصا در ریزشبکه­های ولتاژ پایین فراهم نمی‌شوند، مشخصه­های افتی قاب مجازی فرکانس-ولتاژ که شامل مشخصه افتی توان اکتیو-فرکانس مجازی (P-ωʹ) و مشخصه افتی توان راکتیو-ولتاژ مجازی (Q-Vʹ) هستند مورد توجه محققان قرار گرفته­اند. خاصیت محلی هر دو کمیت فرکانس مجازی و ولتاژ مجازی منجر به بروز خطاهای تقسیم توان اکتیو و راکتیو با به­کار بردن این مشخصه­ها می‌شود. همچنین نیاز به محدوده کوچک تغییرات فرکانس مجازی و ولتاژ مجازی، منجر به بروز خطاهای بزرگ تقسیم توان می‌شود. برای برطرف کردن خطاهای تقسیم توان اکتیو و راکتیو، در این مقاله یک روش کنترل غیر متمرکز پیشنهاد می‌شود. در روش پیشنهادی منابع به­جای فرکانس مجازی و ولتاژ مجازی ترمینال خود، فرکانس و ولتاژ مجازی نقطه اتصال مشترک (PCC) را افت می‌دهند تا پارامتری مشترک مسئول تولید توان اکتیو و همچنین پارامتری مشترک مسئول تولید توان راکتیو منابع شده و خطای تقسیم توان برطرف شود. نحوه تحقق این مشخصه­های افتی با جزئیات توضیح داده خواهد شد. برای تایید عملکرد ساختار کنترل پیشنهادی، شبیه­سازی زمانی یک ریزشبکه نمونه در نرم افزار PSIM ارائه شده است.

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 1.4 MB

مهندسی قدرت

طراحی و تحلیل گشتاور موتور بدون جاروبک جریان مستقیم شیار دوبل با آهنرباهای اسپکی و سطحی با استفاده از روش اجزاء محدود

علی استکی؛ بهروز مجیدی

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 24 اسفند 1400

چکیده

  هدف از این تحقیق، مطالعه تأثیر شیار دوم در دندانه استاتور بر روی عملکرد دو ساختار متداول روتور به نام­های اسپکی و سطحی، برای موتور جریان مستقیم بدون جاروبک (BLDC) است. نتایج برای حالت­های مختلف بسته بودن شیارها ارائه و مقایسه شده است. سپس با جای­گذاری یک سیم­پیچ تغذیه شده با جریان مستقیم و یا آهنرباهای مغناطیس دائم درون شیار دندانه­های ...  بیشتر هدف از این تحقیق، مطالعه تأثیر شیار دوم در دندانه استاتور بر روی عملکرد دو ساختار متداول روتور به نام­های اسپکی و سطحی، برای موتور جریان مستقیم بدون جاروبک (BLDC) است. نتایج برای حالت­های مختلف بسته بودن شیارها ارائه و مقایسه شده است. سپس با جای­گذاری یک سیم­پیچ تغذیه شده با جریان مستقیم و یا آهنرباهای مغناطیس دائم درون شیار دندانه­های استاتور موتوری که در مراحل قبل بهترین عملکرد را داشته، دو مدل هیبرید BLDC معرفی و مورد مطالعه قرار گرفته­اند. نتایج حاکی از آن است که رویکرد بستن شیار به شدت بر روی نوسانات گشتاور مؤثر است در حالی­که گشتاور تولیدی هر دو ساختار تقریباً ثابت مانده است. در خصوص HBLDC، میدان الکترومغناطیسی جانبی که در شیار دندانه استاتور جای­گذاری شده عملکرد گشتاوری موتورها را بهبود می­بخشد. در همه مراحل این تحقیق از روش اجزای محدود استفاده شده است.

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 1.68 MB

مهندسی قدرت

یک روش پیش‌بینی بلندمدت بار الکتریکی مبتنی بر استخراج ویژگی برای کاهش اثر داده های خارج از محدوده

محمد داود سعیدی؛ مجید معظمی

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 16 اسفند 1400

چکیده

  پیش‌بینی میان-‌مدت بار الکتریکی اغلب برای برنامه‌ریزی عملیات نیروگاه‌های حرارتی و آبی، زمان‌بندی بهینه برای بازرسی و تعمیرات و نگهداری نیروگاه‌ها و شبکه برق استفاده می‌شود. در این مقاله یک روش ترکیبی با استفاده از تبدیل موجک و ماشین یادگیری شدید مقاوم به داده‌های خارج از محدوده، برای پیش‌بینی بلند‌مدت بار ارائه ‌شده است. داده‌های ...  بیشتر پیش‌بینی میان-‌مدت بار الکتریکی اغلب برای برنامه‌ریزی عملیات نیروگاه‌های حرارتی و آبی، زمان‌بندی بهینه برای بازرسی و تعمیرات و نگهداری نیروگاه‌ها و شبکه برق استفاده می‌شود. در این مقاله یک روش ترکیبی با استفاده از تبدیل موجک و ماشین یادگیری شدید مقاوم به داده‌های خارج از محدوده، برای پیش‌بینی بلند‌مدت بار ارائه ‌شده است. داده‌های بار و دمای ساعتی، از پایگاه داده GEFCOM 2014 استخراج‌ شده و به دو دسته آموزش و آزمایش تقسیم شده است. از تبدیل موجک یک سطحی برای تجزیه داده‌ها به‌منظور استخراج ویژگی‌ها و کاهش ابعاد ماتریس داده‌ها استفاده می‌شود. دو دسته مقادیر مؤلفه‌های فرکانس پایین (تقریب) و مقادیر مؤلفه‌های فرکانس بالا (جزئیات) حاصل از تجزیه جهت آموزش و پیش‌بینی به مدل‌ وارد شده و خروجی‏ مقادیر پایین با خروجی مقادیر بالای مدل‌ جمع می‏شود تا پیش‏بینی نهایی را تشکیل دهد. جهت سنجش و مقایسه دقت و کارایی روش پیشنهادی، اعمال تبدیل موجک روی داده‌ها، برای سه مدل‌ دیگر ماشین یادگیری شدید انجام گردیده است. همچنین داده‌ها بدون اعمال تبدیل موجک به چهار مدل پیش­بینی دیگر نیز وارد شده و نتایج پیش‌بینی حاصل با روش پیشنهادی مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج ارزیابی فوق نشان می‌دهد که تبدیل موجک و ماشین یادگیری شدید مقاوم به داده‌های خارج محدوده باعث بهبود دقت پیش‌بینی می‌گردد و مقدار میانگین درصد خطای مطلق به عدد ۰۹۶۶/۳ کاهش یافته است. مقدار خطای کلی محاسبه شده روش پیشنهادی بهترین نتیجه در بین سایر مدل‌های ماشین یادگیری شدید و روش‌های بدون پیش‌پردازش بوده است. خطای فوق بر مبنای مقدار میانگین درصد خطای مطلق به­ترتیب ۴۲۰۸/۰ نسبت به مدل ماشین یادگیری شدید اصلی، ۱۱۹۴/۰ نسبت به مدل تنظیم‌شده و ۱۳۵۳/۰ نسبت به مدل تنظیم‌شده و وزن‌دار، کاهش یافته است.

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 9.61 MB

مهندسی قدرت

مدیریت توان راکتیو در شبکه‌های توزیع فشار ضعیف با استفاده از قابلیت و اضافه ظرفیت اینورترهای هوشمند منابع فتوولتائیک

سعید سوری؛ حسین محمدنژاد شورکائی؛ سودابه سلیمانی؛ سیدبابک مظفری

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 12 خرداد 1401

چکیده

  : از آنجایی که ادغام منابع فتوولتائیک (PV) خورشیدی در شبکه توزیع فشار ضعیف در سال‌های اخیر به سرعت رو به افزایش است، استفاده از قابلیت اینورترهای منابع فتوولتائیک می‌تواند فرصتی برای بهبود شاخص‌های فنی و اقتصادی از طریق مدیریت توان راکتیو در شبکه‌های توزیع ولتاژ پایین باشد. این مقاله جهت بهبود افت ولتاژ و افزایش درآمد ناشی از فروش ...  بیشتر : از آنجایی که ادغام منابع فتوولتائیک (PV) خورشیدی در شبکه توزیع فشار ضعیف در سال‌های اخیر به سرعت رو به افزایش است، استفاده از قابلیت اینورترهای منابع فتوولتائیک می‌تواند فرصتی برای بهبود شاخص‌های فنی و اقتصادی از طریق مدیریت توان راکتیو در شبکه‌های توزیع ولتاژ پایین باشد. این مقاله جهت بهبود افت ولتاژ و افزایش درآمد ناشی از فروش برق، با استفاده از قابلیت اینورتر PV و خازن ثابت، مدل بهینه­ای برای مدیریت توان راکتیو پیشنهاد می‌کند. در این روش ظرفیت بهینه اینورتر PV همزمان با مکان و تعداد خازن ثابت مشخص می‌­شود تا سرمایه‌گذاری برای اینورتر PV، خازن ثابت و هزینه عملیاتی حداقل و درآمد فروش برق حداکثر گردد. در این راستا، طول عمر و هزینه اضافه ظرفیت اینورتر PV، جهت ارزیابی فنی و اقتصادی سالانه لحاظ می‌گردد. در این مطالعه معادلات پخش بار همراه با محدودیت‌های فنی در یک مدل برنامه‌ریزی مخروطی مرتبه دوم ادغام شده‌اند. دو شبکه توزیع فشار ضعیف با دیتاهای واقعی و با استفاده (کدنویسی) از نرم­افزار متلب به منظور نشان دادن اثر بخشی مدل پیشنهادی شبیه­سازی شده است. مقایسه روش پیشنهادی مدیریت توان راکتیو با روش‌های مرسوم، تغیرات قابل ‌توجه مطلوبی، برای سرمایه‌گذاری، هزینه تلفات انرژی، بهبود شاخص انحراف ولتاژ و درآمد فروش برق را نشان می‌دهد.

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 1.54 MB

مهندسی قدرت

شناسایی پارامترهای بارهای الکتریکی با استفاده از ساختار چند متغیره مبتنی بر یادگیری عمیق

امید ایزدی قهفرخی؛ مزدا معطری؛ احمد فروزان تبار

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 24 خرداد 1401

چکیده

  مدل‌سازی بار یکی از وظایف ضروری در مطالعات سیستم‌های قدرت محسوب می­شوند. با توسعه سیستم‌های قدرت این مسئله بیش از پیش پیچیده­تر شده ‌است. روش‌های پیشین مدل‌سازی بار دارای عیوب اساسی مانند الف) حساسیت بالا به نویز، ب) عدم لحاظ همگرایی بارهای الکتریکی در یک شبکه، ج) وابستگی به مدل ریاضی، د) بار محاسباتی بالا و ه) وابستگی به اندازه‌گیری ...  بیشتر مدل‌سازی بار یکی از وظایف ضروری در مطالعات سیستم‌های قدرت محسوب می­شوند. با توسعه سیستم‌های قدرت این مسئله بیش از پیش پیچیده­تر شده ‌است. روش‌های پیشین مدل‌سازی بار دارای عیوب اساسی مانند الف) حساسیت بالا به نویز، ب) عدم لحاظ همگرایی بارهای الکتریکی در یک شبکه، ج) وابستگی به مدل ریاضی، د) بار محاسباتی بالا و ه) وابستگی به اندازه‌گیری محلی هستند. برای رفع این مشکلات، در این مقاله یک ساختار مبتنی بر یادگیری عمیق توسعه داده شده است که قادر به شناسایی تعداد زیادی از پارامترهای بار به­صورت همزمان با سرعت و دقت مطلوب است. ساختار طراحی شده قادر به درک کامل ویژگی‌های زمانی بر مبنای یک ساختار حافظه‌دار بازگشتی است. همچنین، برای تخمین تعداد متغیرهای زیاد یک روش اختصاص‌دهی وزن برای این مدل توسعه داده شده ‌است. نهایتأ، یک تابع تلفات فرمول‌بندی شده ‌است تا مقاوم ‌بودن ساختار در برابر با نویز را افزایش دهد. مطالعات عددی بر روی شبکه 68-شینه IEEE موثر بودن و برتری روش پیشنهادی را در مقایسه با تعدادی از روش‌های کم‌-عمق و عمیق را نشان می­دهد.

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 1.2 MB

مهندسی مکانیک

تحلیل الکترومکانیکی ارتعاشات سیستم کوپل موتور-جعبه‌دنده با چرخ‌دنده‌های سیاره‌ای

سید احسان مسئله گو؛ علی سلیمانی

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 20 بهمن 1400

چکیده

  وجود ارتعاشات در جعبه دنده از ویژگی­های ذاتی آنها است زیرا ماهیت و ذات درگیری چرخ‌دنده‌ها در جعبه‌دنده به دلیل ضربه موجود حین درگیری دندانه‌ها، تولید ارتعاشات می­کند. این ارتعاشات اجتناب‌ناپذیر در حالت‌هایی باعث اختلال در کار جعبه‌دنده می‌شود، بنا‌بر‌این در تحلیل عملکرد جعبه‌دنده‌ها و بهینه‌‌سازی آن‌ها، تحلیل‌های ...  بیشتر وجود ارتعاشات در جعبه دنده از ویژگی­های ذاتی آنها است زیرا ماهیت و ذات درگیری چرخ‌دنده‌ها در جعبه‌دنده به دلیل ضربه موجود حین درگیری دندانه‌ها، تولید ارتعاشات می­کند. این ارتعاشات اجتناب‌ناپذیر در حالت‌هایی باعث اختلال در کار جعبه‌دنده می‌شود، بنا‌بر‌این در تحلیل عملکرد جعبه‌دنده‌ها و بهینه‌‌سازی آن‌ها، تحلیل‌های ارتعاشی بسیار مهم و کارآمد هستند. جعبه‌دنده سیاره‌ای از یک چرخ‌دنده اصلی خورشید به عنوان محرک که در مرکز قرار دارد، چند چرخ‌دنده سیاره به دور آن، یک چرخ‌دنده حلقه‌ای که این مجموعه درون آن می‌چرخند و یک بازو که به چرخ‌دنده‌های سیاره‌ای متصل است و کار را به عنوان خروجی برای جعبه‌دنده سیاره‌ای انجام می‌دهد تشکیل شده است.در این مقاله ابتدا رابطه­های ارتعاشی مورد نظر در جعبه‌دنده سیاره‌ای بیان شده است. سپس اعمال رابطه­های حاکم بر موتور الکتریکی در نرم افزار متلب بررسی شده و مدل ارتعاشی کوپل موتور-جعبه‌دنده سیاره‌ای به­منظور مشاهده و تحلیل اثر متقابل موتور الکتریکی و جعبه‌دنده سیاره‌ای شبیه­سازی شده است. نمودار‌ها و تحلیل‌های فرکانسی استخراج شده و نشان داده شد که فرکانس‌های مجموعه قابل قبول هستند. مدل‌سازی دینامیکی و تحلیل در نرم افزار آباکوس جهت استخراج سختی درگیری متغیر با زمان بین دندانه‌های دو چرخ‌دنده درگیر در جعبه‌دنده سیاره‌ای انجام شده است.

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 1.59 MB

مهندسی کامپیوتر

طراحی و پیاده سازی پلتفرم بومی مبادله انرژی همتا به همتای مبتنی بر بلاکچین

محمدرضا جبارپور؛ علی محمد صغیری

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 17 اردیبهشت 1401

چکیده

  در سال­های اخیر، توجه به انرژی­های تجدیدپذیر و تولید پراکنده به دلیل افزایش تقاضای انرژی و آلودگی­های زیست­ محیطی، افزایش یافته است. به همین علت در ساختار جدید شبکه قدرت، مصرف­کنندگان می­توانند نقش تولیدکننده هم داشته باشند. با توجه به این­که تعداد تولید/مصرف­کنندگان در این ساختار بسیار بیشتر از شبکه­های قدرت سنتی ...  بیشتر در سال­های اخیر، توجه به انرژی­های تجدیدپذیر و تولید پراکنده به دلیل افزایش تقاضای انرژی و آلودگی­های زیست­ محیطی، افزایش یافته است. به همین علت در ساختار جدید شبکه قدرت، مصرف­کنندگان می­توانند نقش تولیدکننده هم داشته باشند. با توجه به این­که تعداد تولید/مصرف­کنندگان در این ساختار بسیار بیشتر از شبکه­های قدرت سنتی است، نیاز به بستری امن، شفاف، سریع و مقیاس­پذیر برای تبادلات انرژی به شدت احساس می­شود. فناوری بلاکچین با توجه به خصوصیات منحصربفردش می­تواند چنین بستری را فراهم کند. با این­که پلتفرم­های مبتنی بر بلاکچین زیادی در کشورهای مختلف در حوزه انرژی ارائه شده است، اما در ایران چنین پلتفرمی وجود ندارد. بنابراین هدف اصلی این مقاله طراحی و پیاده­سازی پایلوت پلتفرم بومی مبادله انرژی همتا به همتای مبتنی بر بلاکچین با در نظر گرفتن شرایط خاص شبکه برق ایران است. معماری کلان پلتفرم براساس مفهوم حداقل محصول قابل عرضه (MVP) با درنظر گرفتن نیازهای عملکردی و غیرعملکردی در قالب نمودارهای زبان مدل­سازی یکپارچه (UML) طراحی شده است. پایلوت پلتفرم پیشنهادی در قالب 4 عنصر اصلی شامل قرارداد هوشمند، رابط کاربری، پلتفرم بلاکچین، پایگاه داده بلاکچینی و غیربلاکچینی پیاده­سازی شده و با استفاده از سناریوهای مختلف مورد ارزیابی و آزمون قرار گرفته است. این آزمون­ها عمدتاً شامل آزمون واحد و آزمون یک­پارچگی هستند که با موفقیت بر روی پلتفرم انجام شده­اند. این پلتفرم برای اولین بار در کشور مطابق با پروتکل اتریوم و بر مبنای معماری میکروسرویس طراحی و پیاده­سازی شده است. این پلتفرم علاوه بر امکان ادغام با سامانه­های مبتنی بر اتریوم، به واسطه طراحی ماژولار دارای قابلیت توسعه­پذیری است.

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 1.74 MB

مهندسی قدرت

مبدل سوئیچنگ نرم غیره ایزوله بهره ولتاژ بالا با استفاده از سلف تزویج

جلیل جلیلی؛ سید محمد مهدی میرطلائی؛ محمدرضا محمدی؛ بهروز مجیدی

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 18 خرداد 1401

چکیده

  در این مقاله یک مبدل کلیدزنی نرم غیره­ایزوله بسیار افزاینده ولتاژ ارائه شده است. مبدل پیشنهادی ترکیبی از یک مبدل بوست و دو سلول ضرب­کننده ولتاژ است. در این مبدل برای تحقق افزایش بهره ولتاژ از یک سلف کوپل شده استفاده شده است. این مبدل در مقایسه با مبدل­های مشابه دارای بهره ولتاژ بالاتری است. با استفاده از یک مدار کلمپ اکتیو شرایط ...  بیشتر در این مقاله یک مبدل کلیدزنی نرم غیره­ایزوله بسیار افزاینده ولتاژ ارائه شده است. مبدل پیشنهادی ترکیبی از یک مبدل بوست و دو سلول ضرب­کننده ولتاژ است. در این مبدل برای تحقق افزایش بهره ولتاژ از یک سلف کوپل شده استفاده شده است. این مبدل در مقایسه با مبدل­های مشابه دارای بهره ولتاژ بالاتری است. با استفاده از یک مدار کلمپ اکتیو شرایط کلیدزنی نرم در ولتاژ صفر برای کلید­های مبدل به­وجود آمده است. همچنین تنش ولتاژ بر روی کلید­ها پایین است. کاهش تنش ولتاژ بر روی کلید­های مبدل باعث کاهش مقاومت هدایتی کلیدها و بنابراین باعث کاهش تلفات هدایتی می­شود. در این مقاله عملکرد اولیه مبدل به­طور کامل تشریح شده و نتایج شبیه­سازی و یک نمونه آزمایشگاهی ساخته شده برای ولتاژ ورودی 20 ولت و خروجی 400 ولت در توان 200 وات به­طور کامل ارائه شده است. 

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 997.87 K

مهندسی کامپیوتر

مروری جامع بر روش های داده محور در شبکه های هوشمند برق

خالق بهروز دهکردی؛ هما موحدنژاد؛ مهدی شریفی

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 13 اردیبهشت 1401

چکیده

  امروزه شبکه برق به­طور چشم­گیری در حال تبدیل شدن به شبکه هوشمند (SG)، به عنوان یک چشم­انداز امیدوارکننده برای برخورداری از قابلیت اطمینان بالا و مدیریت کارآمد انرژی است. این انتقال به­طور پیوسته در حال تغییر است و نیازمند روش­های پیشرفته­ برای پردازش کلان داده­های تولید شده از بخش­های مختلف است. روش­های هوش مصنوعی می­توانند ...  بیشتر امروزه شبکه برق به­طور چشم­گیری در حال تبدیل شدن به شبکه هوشمند (SG)، به عنوان یک چشم­انداز امیدوارکننده برای برخورداری از قابلیت اطمینان بالا و مدیریت کارآمد انرژی است. این انتقال به­طور پیوسته در حال تغییر است و نیازمند روش­های پیشرفته­ برای پردازش کلان داده­های تولید شده از بخش­های مختلف است. روش­های هوش مصنوعی می­توانند از طریق استخراج اطلاعات ارزشمند که توسط دستگاه­های اندازه­گیری و سنسور­های موجود در شبکه تولید می­شوند خدمات مبتنی بر داده را ارائه نمایند. به این منظور روش­های یادگیری ماشین، یادگیری عمیق، یادگیری تقویتی و یادگیری عمیق تقویتی می­توانند به­کار گرفته شوند. این روش­ها می­توانند حجم زیادی از داده­های جمع­آوری شده را پردازش نموده و راه­حل مناسبی برای مشکلات پیچیده صنعت برق ارائه نمایند. از این­رو در این مقاله آخرین رویکرد­های مبتنی بر هوش مصنوعی مورد استفاده در شبکه هوشمند برق برای کاربرد­ها و منابع داده به­طور جامع بررسی شده است. همچنین نقش کلان­داده در شبکه هوشمند برق و ویژگی­های آن از جمله چرخه حیات کلان­داده و رویکردهای موثر آن مانند پیشگویی، تعمیرات قابل پیش­بینی و تشخیص خطا در صنعت برق بیان می­شود.

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 1.24 MB

مهندسی قدرت

ایجاد یک جهش در الگوریتم گرگ خاکستری برای حل مسئله توزیع اقتصادی-زیست‌محیطی نیروگاه‌های ادغام شامل حرارتی و بادی

مهدی افروزه؛ حمیدرضا عبدالمحمدی؛ محمداسماعیل نظری

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 13 تیر 1401

چکیده

  در این مقاله نسخه جهش یافته دینامیکی الگوریتم بهینه­سازی گرگ خاکستری برای حل مسئله پخش بار اقتصادی- زیست­محیطی سیستم قدرت استاندارد 40 واحدی به همراه دو مزرعه بادی پیشنهاد شده است. لذا تابع هدفی جامع از هزینه­های بهره­برداری که ترکیبی از هزینه­های مستقیم انرژی باد، هزینه جریمه تخمین بیش از حد، هزینه جریمه تخمین کمتر از حد، ...  بیشتر در این مقاله نسخه جهش یافته دینامیکی الگوریتم بهینه­سازی گرگ خاکستری برای حل مسئله پخش بار اقتصادی- زیست­محیطی سیستم قدرت استاندارد 40 واحدی به همراه دو مزرعه بادی پیشنهاد شده است. لذا تابع هدفی جامع از هزینه­های بهره­برداری که ترکیبی از هزینه­های مستقیم انرژی باد، هزینه جریمه تخمین بیش از حد، هزینه جریمه تخمین کمتر از حد، هزینه واحد حرارتی و هزینه آلایندگی، ارائه شده است. با توجه به ماهیت تصادفی سرعت باد توان تولیدی توسط توربین­های بادی غیرقابل پیش­بینی است، بنابراین از تابع توزیع احتمال ویبول برای مدل­سازی توان مزرعه­های باد در این مقاله استفاده شده است. هزینه بهره­برداری مزرعه بادی به­صورت احتمالاتی در نظر گرفته شده است تا سناریوهای باد با احتمال پایین تاثیر کمتری در هزینه نهایی داشته باشند. شبیه­سازی­ها در قالب سه بخش انجام شده است و به­منظور اعتبارسنجی با مرجع­های دیگر مورد مقایسه واقع شده است. نتایج حاصل شده از بهینه­سازی­ها در هر سه سناریو و مقایسه آن با الگوریتم­های هوشمند تائیدی بر عملکرد بهتر و دقت بالاتر الگوریتم پیشنهادی نسبت به نسخه اصلی الگوریتم گرگ خاکستری و همچنین سایر الگوریتم­ها دارد.

---

• مشاهده مقاله

مهندسی قدرت

کنترل برداری سرعت و و توان راکتیو ژنراتور القایی دوتحریکه بدون جاروبک مبتنی به روش کنترل غیرخطی

داود ابوترابی زارچی؛ حسین ابوترابی زارچی؛ حمیدرضا مصدق حصار؛ محمدعلی صلاح منش

دوره 14، شماره 54 ، شهریور 1402، ، صفحه 1-16

چکیده

  ژنراتور القایی دوتحریکه بدون جاروبک یکی از عناصر مهم خانواده ژنراتورهای جریان متناوب با تغذیه دوگانه است که در سال‌های اخیر به مرزهای تجاری­سازی نزدیک شده است. این ژنراتور، برخی از خصوصیات بارز ژنراتور القایی قفس سنجابی و ژنراتور سنکرون معمولی را به­طور همزمان داراست و در عین حال، به یک مبدل با ظرفیتی کمتر از ظرفیت نامی ژنراتور ...  بیشتر ژنراتور القایی دوتحریکه بدون جاروبک یکی از عناصر مهم خانواده ژنراتورهای جریان متناوب با تغذیه دوگانه است که در سال‌های اخیر به مرزهای تجاری­سازی نزدیک شده است. این ژنراتور، برخی از خصوصیات بارز ژنراتور القایی قفس سنجابی و ژنراتور سنکرون معمولی را به­طور همزمان داراست و در عین حال، به یک مبدل با ظرفیتی کمتر از ظرفیت نامی ژنراتور نیاز دارد. یکی از چالش­های مهم در مسیر تکامل این ژنراتور، مسئله کنترل آن و ضرورت حضور یک کنترل­کننده مناسب و کارا برای پایدارسازی ژنراتور در محدوده سرعت کاری و نیز تامین سایر الزامات عملکرد دینامیکی و حالت ماندگار است. لذا، در این مقاله یک طرح کنترل برداری جامع مبتنی بر روش­های کنترل غیرخطی ارائه می­شود. بر این اساس وظیفه کنترل سرعت ژنراتور بر عهده کنترل مدل مرجع قرار می­گیرد. همچنین برای کنترل همزمان توان راکتیو و گشتاور از روش کنترلی مبتنی بر ترکیب حالت لغزشی و متناسب-انتگرال­گیر (PI) استفاده می­شود. نتایج شبیه­سازی نشان می­دهد که با استفاده از ساختار کنترلی مزبور، پاسخ دینامیکی سیستم در شرایط مختلف مانند تغییر توان مکانیکی ورودی و سرعت مرجع بسیار مناسب­تر از زمانی است که از کنترل­کننده خطی استفاده می­شود.

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 922.48 K

مهندسی قدرت

هماهنگی تجهیزات حفاظتی در ریزشبکه‏ های مبتنی بر ژنراتور سنکرون با در نظر گرفتن حفظ پایداری نوسان اول

حسن فیاضی؛ مجید معظمی؛ بهادر فانی؛ غضنفر شاهقلیان

دوره 14، شماره 54 ، شهریور 1402، ، صفحه 17-30

چکیده

  با اضافه ‏شدن منابع تولید پراکنده به ساختار شبکه‏های ‏توزیع، در زمان ‏وقوع ‏خطا، میزان و جهت جریان عبوری از حفاظت‏های اصلی و پشتیبان تغییر می‏کند و هماهنگی بین آنها را برهم می‏زند. در این ‏میان منابع مبتنی بر ژنراتور سنکرون، نسبت به زمان رفع خطا حساس‏ترند و ممکن است پایداری‏شان به خطر بیفتد. با توجه به اینکه زمان ...  بیشتر با اضافه ‏شدن منابع تولید پراکنده به ساختار شبکه‏های ‏توزیع، در زمان ‏وقوع ‏خطا، میزان و جهت جریان عبوری از حفاظت‏های اصلی و پشتیبان تغییر می‏کند و هماهنگی بین آنها را برهم می‏زند. در این ‏میان منابع مبتنی بر ژنراتور سنکرون، نسبت به زمان رفع خطا حساس‏ترند و ممکن است پایداری‏شان به خطر بیفتد. با توجه به اینکه زمان رفع خطا به عملکرد سیستم حفاظتی وابسته است، این مقاله با بررسی انواع ترکیب‏ها برای المان­های حفاظتی (رله-رله، رله-ریکلوزر و ریکلوزر-فیوز)، مناسب‏ترین ترکیب حفاظتی برای سیستم­های دارای ژنراتور سنکرون را پیشنهاد می‏کند. از سوی دیگر به ارائه راه­کاری اشاره می­شود که به­وسیله آن می‏توان ضمن حفظ پایداری نوسان اول ژنراتورهای سنکرون موجود در شبکه توزیع، هماهنگی بین حفاظت اصلی و پشتیبان را در زمان وقوع خطا و در حضور این منابع حفظ نمود. در این راه­کار نیازی به تغییر و یا طراحی مجدد سیستم حفاظتی وجود ندارد. روش پیشنهادی با فعال‏سازی مشخصه آنی در کنار منحنی مشخصه رله موجود در سیستم، قادر است هماهنگی بین حفاظت‏ها و پایداری‏گذرای ژنراتورهای سنکرون موجود در سیستم توزیع را به­ازای ضریب نفوذ صفر تا 100 درصد برقرار نماید. نتایج پیاده‏سازی روش پیشنهادی بر روی سیستم تست استاندارد 33 باسه IEEE در محیط نرم­افزار ایتپ (ETAP) توانایی آن‏ را تایید می‏نماید.

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 731.79 K

مهندسی قدرت

مدیریت بار و انرژی دوهدفه یک هاب انرژی با در نظرگیری برنامه ریزی های گوناگون و در حضور فناوری CCUS و برنامه TOU

فردین نیازوند؛ سعید خراطی؛ فرشاد خسروی؛ عبداله راستگو

دوره 14، شماره 54 ، شهریور 1402، ، صفحه 31-58

چکیده

  این مقاله یک مدیریت انرژی و بار با استفاده از یک استراتژی سناریو محور را برای ارزیابی عملکرد و برنامه‌ریزی هاب و با در نظرگیری عوامل نامعینی (قیمت الکتریسیته و توان توربین بادی) ارائه نموده است. سیستم جذب و ذخیره‌سازی کربن و نیز برنامه پاسخ­گویی بار، به‌طور ویژه برنامه زمان استفاده مورد بررسی قرار گرفته است. فناوری جذب کربن افزون ...  بیشتر این مقاله یک مدیریت انرژی و بار با استفاده از یک استراتژی سناریو محور را برای ارزیابی عملکرد و برنامه‌ریزی هاب و با در نظرگیری عوامل نامعینی (قیمت الکتریسیته و توان توربین بادی) ارائه نموده است. سیستم جذب و ذخیره‌سازی کربن و نیز برنامه پاسخ­گویی بار، به‌طور ویژه برنامه زمان استفاده مورد بررسی قرار گرفته است. فناوری جذب کربن افزون بر حل مسئله آلودگی واحدهای تولیدی از یکسو، درآمد قابل ‌توجه را نیز برای سیستم‌های قدرت از سویی دیگر به ارمغان می‌آورد. همچنین برنامه‌های پاسخ­گویی بار به بهبود پروفیل بار و کاهش هزینه‌ها و آلودگی هاب، افزایش قابلیت اطمینان و کیفیت توان کمک شایانی می‌نمایند. هاب پیشنهادی در برگیرنده ادوات تولیدی تجدیدپذیر و تجدیدناپذیر، تبدیلی و ذخیره­کننده‌های گوناگون است، همچنین برنامه‌ریزی‌هایی مانند نوع قطعی و مقاوم در نظر گرفته ‌شده است. هاب مفروض در قسمت ورودی و خروجی از حامل‌های گوناگون انرژی شامل الکتریسیته، حرارت، سرما، گاز طبیعی و آب پشتیبانی می‌کند. مسئله به‌صورت یک برنامه‌ریزی خطی عدد صحیح مدل شده و به‌وسیله سالور سیپلکس در نرم‌افزار گمز حل گردیده است. در ادامه، از روش اپسیلون و تکنیک رضایت‌بخشی فازی جهت انتخاب راه‌حل بهینه استفاده ‌شده است. نتایج نهایی نشان می­دهد که هزینه و آلودگی کلی در نمونه مقاوم به­ترتیب به‌اندازه 9/1 درصد و 3/12 درصد بیشتر از نمونه قطعی است، همچنین برنامه پاسخ­گویی بار و فناوری جذب کربن تأثیر چشم­گیری بر روی تابع­های هدف دارند. همچنین منحنی بار مسطح گردیده و سود خوبی با استفاده از فناوری جذب کربن برای هاب پیشنهادی به‌دست‌ آمده است.

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 1.28 MB

مهندسی قدرت

مدیریت فنی و اقتصادی توزیع انرژی جهت کاهش هزینه‌های شارژ و کاهش تلفات با استفاده از روش هوشمند شارژ خودروی برقی

میثم سعیدی راد؛ اسمعیل رک رک؛ محمود جورابیان

دوره 14، شماره 54 ، شهریور 1402، ، صفحه 59-74

چکیده

  مدیریت صحیح انرژی الکتریکی در شبکه توزیع برق از اصلی­ترین موضوع­های بهره­برداری شبکه به­شمار می­آید که تأثیر بالای کاهش هزینه­های بهره­برداری، کاهش تلفات شبکه، افزایش کیفیت به‌روزرسانی، افزایش رضایت مشترکین و ... می­تواند داشته باشد. دسترسی به این اهداف زمانی امکان‌پذیر است که ارکان شبکه توزیع در هماهنگی و آگاهی از ...  بیشتر مدیریت صحیح انرژی الکتریکی در شبکه توزیع برق از اصلی­ترین موضوع­های بهره­برداری شبکه به­شمار می­آید که تأثیر بالای کاهش هزینه­های بهره­برداری، کاهش تلفات شبکه، افزایش کیفیت به‌روزرسانی، افزایش رضایت مشترکین و ... می­تواند داشته باشد. دسترسی به این اهداف زمانی امکان‌پذیر است که ارکان شبکه توزیع در هماهنگی و آگاهی از یکدیگر عمل نمایند. در این مقاله این آگاهی میان مشترکین خانگی، پارکینگ­های شارژ خودرو و شرکت بهره‌برداری شبکه در نظر گرفته ‌شده است و مزایای آن مورد بررسی قرار داده ‌شده است. یک مدل دو مرحله‌ای از مدیریت انرژی در شبکه توزیع ارائه ‌شده است که مرحله اول آن مربوط به مدیریت انرژی منازل در شرایط حضور یا غیاب برنامه پاسخ‌گویی بار با در نظرگیری سلیقه­های شخصی مشترکین انجام می‌شود تا نتایج به دنیای واقعی نزدیک باشد. سپس بر اساس اطلاعات ارسالی از این مشترکین و تعیین پروفیل بار مسکونی شبکه، بهره‌برداران پارکینگ شارژ خودروی برقی با توجه به محدودیت خود اقدام به مدیریت خودروی برقی می‌کند تا هم هزینه‌های شارژ و هم پارامترهای بهره‌برداری شبکه بهبود یابد. برخلاف روش­های سنتی شارژ، در این روش نیازی به شارژ کامل باتری خودروها نبوده و صرفاً حد نهایی سطح شارژ باتری‌ها برحسب انرژی موردنیاز برای سفرهای آتی رانندگان تعیین خواهد شد و با استفاده از نرخ شارژ گسسته عملیات شارژ صورت خواهد گرفت. نتایج حاصل از بررسی موردهای مطالعاتی مختلف اعمال‌شده بر یک شبکه توزیع 37 باس نشان می‌دهد که روش پیشنهادی توانمندی بالایی در تأمین رضایت مشترکین، بهبود پارامترهای بهره‌برداری شبکه و کاهش هزینه‌های شارژ و تأمین نیاز رانندگان خودرو خواهد داشت. این روش می‌تواند زمینه‌ساز گسترش سطح نفوذ خودروهای در شبکه‌های توزیع شود و از مزایای برنامه پاسخ‌گویی بار و شارژ هوشمند نهایت بهره‌وری را ببرد.

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 1.17 MB

مهندسی قدرت

روش SVPWM تحمل خطا برای خطاهای سوئیچ‌باز چندگانه در مبدل توربین بادی شش‌فاز

روح اله بلبل نیا؛ کریم عباس زاده

دوره 14، شماره 54 ، شهریور 1402، ، صفحه 75-90

چکیده

  با توجه به افزایش استفاده از انرژی باد و تاثیر قابل ‌توجه آن بر شبکه قدرت، تحمل خطا در توربین بادی برای افزایش قابلیت اطمینان و سطح در دسترس بودن آن ضروری است. در این مقاله، یک روش جدید تحمل خطای کلید‌ باز چندگانه برای مبدل AC-DC شش‌فاز، به‌عنوان آسیب‌پذیرترین قسمت سیستم توربین بادی ارایه شده است. روش پیشنهادی تحمل خطا از حالت افزونگی ...  بیشتر با توجه به افزایش استفاده از انرژی باد و تاثیر قابل ‌توجه آن بر شبکه قدرت، تحمل خطا در توربین بادی برای افزایش قابلیت اطمینان و سطح در دسترس بودن آن ضروری است. در این مقاله، یک روش جدید تحمل خطای کلید‌ باز چندگانه برای مبدل AC-DC شش‌فاز، به‌عنوان آسیب‌پذیرترین قسمت سیستم توربین بادی ارایه شده است. روش پیشنهادی تحمل خطا از حالت افزونگی بردارهای فضایی مبدل شش‌فاز در مدولاسیون پهنای پالس بردار فضایی (SVPWM) استفاده نموده است و با تغییر سیگنال‌های کلیدزنی در ناحیه‌های خطادار، بردار فضایی دیگری را جایگزین بردار فضایی مطلوب نموده تا از ایجاد بردار فضایی نامطلوب براثر خطا کلید باز جلوگیری شود. مزیت اصلی روش پیشنهادی این است که بدون افزودن پایه، کلید یا تریاک (TRIAC)، به مدار مبدل و همچنین بدون نیاز به محاسبات پیچیده، خطاهای کلید باز مبدل را تحمل نموده و مقدار اضافه جریان و مقدار اعوجاج هارمونیک کل (THD) ناشی از این خطاها را در فازهای سالم و خطادار کاهش داده است. در نهایت روش پیشنهادی تحمل خطا با شبیه‌سازی در محیط سیمولینک نرم‌افزار متلب ارزیابی ‌شده و نتایج حاصل از این شبیه‌سازی جهت تایید اثر بخشی آن ارائه ‌شده است.

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 1.9 MB

مهندسی قدرت

مقایسه معیار قطعی N–1 و معیار احتمالاتی قطع بار در برنامه‌ریزی توسعه شبکه انتقال

محمدهادی کریمی؛ مهدی احسان؛ فرامرز فقیهی

دوره 14، شماره 54 ، شهریور 1402، ، صفحه 91-108

چکیده

  قابلیت اطمینان سیستم انتقال یک موضوع مهم در مسئله برنامه‌ریزی توسعه شبکه انتقال(TNEP) است. اکثر مقالات و تحقیقات در مورد TNEP از معیار امنیت N-1 برای فرمول‌بندی قابلیت اطمینان سیستم انتقال استفاده می‌کنند، در حالی که تعداد کمی از آنها شاخص بارزدایی (LS) برای برآورده کردن قابلیت اطمینان مورد نیاز مصرف‌کنندگان را در نظر گرفته‌اند. بنابراین، ...  بیشتر قابلیت اطمینان سیستم انتقال یک موضوع مهم در مسئله برنامه‌ریزی توسعه شبکه انتقال(TNEP) است. اکثر مقالات و تحقیقات در مورد TNEP از معیار امنیت N-1 برای فرمول‌بندی قابلیت اطمینان سیستم انتقال استفاده می‌کنند، در حالی که تعداد کمی از آنها شاخص بارزدایی (LS) برای برآورده کردن قابلیت اطمینان مورد نیاز مصرف‌کنندگان را در نظر گرفته‌اند. بنابراین، یک ارزیابی اقتصادی برای روشن شدن اینکه کدام یک از این معیارهای قابلیت اطمینان برای مطالعات برنامه‌ریزی توسعه انتقال مناسب‌تر است، ضروری است. در این مقاله سعی شده است این شاخص های قابلیت اطمینان با یکدیگر مقایسه شده و نشان داده شود که کدام یک از آنها برای برنامه‌ریزی توسعه یک سیستم انتقال اقتصادی‌تر هستند. هدف این است که بین هزینه‌های توسعه خطوط انتقال و پست‌ها، تلفات شبکه و قابلیت اطمینان سیستم با در نظر گرفتن هزینه‌های نگهداری و تعمیر و همچنین هزینه جایگزینی خطوط فرسوده، مصالحه ایجاد شود. برای فرمول‌بندی قابلیت اطمینان شبکه، ابتدا معیار امنیت قطعی N-1 به کار گرفته شده و نتایج مورد بحث قرار گرفته است، سپس معیار N-1 با شاخص قابلیت اطمینان احتمالی بارزدایی در فرمول TNEP جایگزین شد و نتایج با نتایج مدل اول مقایسه شده است. هر دو مدل TNEP روی شبکه 6 باس معروف Garver و سیستم تست 24 باس IEEE RTS تست شده اند.

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 930.27 K

مهندسی مخابرات

الگوریتم ردیابی یادگیری تشخیص بهبود داده شده جهت نرخ قاب پایین

هومن مریدویسی؛ فربد رزازی؛ محمدعلی پورمینا؛ مسعود دوستی

دوره 14، شماره 54 ، شهریور 1402، ، صفحه 121-134

چکیده

  الگوریتم ردیابی یادگیری تشخیص (TLD) سنتی، نسبت به چالش­هایی همچون تغییرات روشنایی، کلاترها و نرخ قاب پایین بسیار حساس بوده و باعث خطا در ردیابی هدف می­گردد. در راستای غلبه بر این مشکلات و بهبود مقاومت الگوریتم، معماری الگوریتم ردیابی یادگیری تشخیص با ترکیب الگوریتم انتقال متوسط و الگوریتم یادگیری نیمه ­نظارتی هم­یادگیری، بهبود ...  بیشتر الگوریتم ردیابی یادگیری تشخیص (TLD) سنتی، نسبت به چالش­هایی همچون تغییرات روشنایی، کلاترها و نرخ قاب پایین بسیار حساس بوده و باعث خطا در ردیابی هدف می­گردد. در راستای غلبه بر این مشکلات و بهبود مقاومت الگوریتم، معماری الگوریتم ردیابی یادگیری تشخیص با ترکیب الگوریتم انتقال متوسط و الگوریتم یادگیری نیمه ­نظارتی هم­یادگیری، بهبود داده شده است. این ساختار در شرایط نرخ قاب پایین نتایج بهتری را نتیجه می­دهد و مقاومت و دقت الگوریتم را نسبت به الگوریتم سنتی ردیابی یادگیری تشخیص افزایش می­دهد. زیرا الگوریتم ردیابی انتقال متوسط نسبت به چرخش، موانع جزئی، تغییرات اندازه مقاوم بوده و به سادگی اجرا شده و به محاسبات کمی نیاز دارد. از طرف دیگر الگوریتم یادگیری نیمه­نظارتی هم­یادگیری با دو طبقه ­بند مستقل می­تواند تغییرات ویژگی­های هدف را به خوبی آموزش ببیند. بنابراین، ساختار توسعه داده شده می­تواند مشکل گم کردن هدف را در شرایط وجود همزمان نرخ قاب پایین و چالش­های دیگر حل نماید. نهایتا، ارزیابی مقایسه­ای روش پیشنهادی با الگوریتم­های معروف ردیابی بر روی سناریوهای مختلف از پایگاه داده مشهور TB-100، حاکی از عملکرد برتر روش پیشنهادی در مقایسه با سایر روش­ها از لحاظ مقاومت و پایداری است. نهایتا ساختار پیشنهادی بر اساس معماری ردیابی یادگیری تشخیص در ویدیوهایی با چالش­های مختلف ذکر شده به­طور متوسط حدود 33 درصد نتایج را نسبت به الگوریتم سنتی ردیابی یادگیری تشخیص بهبود خواهد بخشید.

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 1.07 MB

مهندسی قدرت

تحلیل و طراحی یک مبدل افزاینده DC-DC بدون صفر نیم صفحه سمت راست با پاسخ دینامیکی سریع

محمد جواد کارگران؛ مهدی شانه؛ توحید نوری

دوره 14، شماره 53 ، خرداد 1402، ، صفحه 1-14

چکیده

  با افزایش اهمیت استفاده از انرژی‌های نو در جهت کاهش اثرات منفی حاصل از سوختن مواد فسیلی برای تامین انرژی الکتریکی مورد نیاز، استفاده از مبدل‌های الکترونیک قدرت اهمیت زیادی پیدا کرده است. با توجه تغییرات ناگهانی بار یا سطح ولتاژ ورودی، مبدل مورد استفاده باید به­عنوان یک تنظیم­کننده ولتاژ، در محدوده خاصی از تغییرات ولتاژ خروجی ...  بیشتر با افزایش اهمیت استفاده از انرژی‌های نو در جهت کاهش اثرات منفی حاصل از سوختن مواد فسیلی برای تامین انرژی الکتریکی مورد نیاز، استفاده از مبدل‌های الکترونیک قدرت اهمیت زیادی پیدا کرده است. با توجه تغییرات ناگهانی بار یا سطح ولتاژ ورودی، مبدل مورد استفاده باید به­عنوان یک تنظیم­کننده ولتاژ، در محدوده خاصی از تغییرات ولتاژ خروجی به سرعت به مقدار مرجع خود بازگردد. در این مبدل‌ها باید رفتار دینامیک آنها مورد تحلیل قرار بگیرد و سرعت پاسخ آن نسبت به هر تداخلی مورد بحث قرار گرفته شود. از آنجا که مبدل‌های افزاینده پایه در تابع تبدیل خود دارای یک تاخیر ناشی از صفر نیم-صفحه سمت راست هستند، به­کارگیری ساختارهایی با رویکرد حذف این تاخیر قابل ملاحظه است. استفاده از سلف تزویج در مدار‌های غیر ایزوله از ساختارهای قابل تعمیم در این زمینه است که علاوه بر حذف صفر نیم-صفحه سمت راست از تابع تبدیل باعث افزایش بهره ولتاژ، کاهش تنش ولتاژ روی نیمه هادی‌های مدار می‌گردد. در این مقاله یک ساختار جدید مبتنی بر سلف کوپل شده در جهت حذف صفر نیم-صفحه سمت راست ارائه شده است. ساختار جدید با یک افزایش بهره همراه خواهد بود. اما تنش ولتاژ روی کلید محدود شده است و از طرفی با توجه به موقعیت سلف کوپل شده ریپل جریان ورودی برای این ساختار به حداقل خواهد رسید.

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 1.3 MB

مهندسی قدرت

برنامه‌ریزی استوار سیستم ترکیبی جزیره‌ای شامل منابع تجدیدپذیر و تجدیدناپذیر و ذخیره‌سازهای ساکن و سیار

فرشاد خلفیان

دوره 14، شماره 53 ، خرداد 1402، ، صفحه 15-32

چکیده

  در این مقاله برنامه­ریزی استوار سیستم ترکیبی جزیره­ای جهت ایجاد یک سیستم یک­پارچه شامل توربین بادی، فتوولتائیک، دیزل ژنراتور و ذخیره­سازی ساکن (باتری) و سیار (خودروهای الکتریکی) ارائه می­شود. طرح پیشنهادی کمینه ­سازی مجموع هزینه­ برنامه­ریزی (شامل احداث، تعمیر، نگهداری و بهره­برداری) عناصر مذکور و سطح آلایندگی زیست ...  بیشتر در این مقاله برنامه­ریزی استوار سیستم ترکیبی جزیره­ای جهت ایجاد یک سیستم یک­پارچه شامل توربین بادی، فتوولتائیک، دیزل ژنراتور و ذخیره­سازی ساکن (باتری) و سیار (خودروهای الکتریکی) ارائه می­شود. طرح پیشنهادی کمینه ­سازی مجموع هزینه­ برنامه­ریزی (شامل احداث، تعمیر، نگهداری و بهره­برداری) عناصر مذکور و سطح آلایندگی زیست محیطی را بر عهده دارد. این مسأله نیز مقید به مدل بهره­برداری و برنامه­ریزی منابع و ذخیره­سازهای مختلف و قید تعادل توان در سیستم ترکیبی جزیره­ای است. طرح مذکور در قالب بهینه­سازی پارتو مبنی بر روش مجموع توابع وزن­دار مدل­سازی می­شود. همچنین از بهینه­سازی استوار مبنی بر عدم قطعیت کران­دار برای مدل­سازی عدم ­قطعیت­های بار، توان تجدیدپذیر و انرژی ذخیره­سازهای سیار استفاده می­شود. سپس از الگوریتم تکاملی ترکیبی مبنی بر ترکیب بهینه ­سازی دسته میگوها و بهینه­سازی گرگ­های خاکستری جهت دست­یابی به راه­حل بهینه دارای انحراف معیار پایین در پاسخ­دهی نهایی استفاده می­گردد. در نهایت با استخراج نتایج عددی مشاهده می­گردد که طرح پیشنهادی قابلیت مناسبی در برنامه­ریزی سیستم یاد شده از نظر اقتصادی و زیست محیطی دارد.

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 955.76 K

مهندسی قدرت

جبران سازی هارمونیک و کنترل ولتاژ و فرکانس ریزشبکه مبتنی بر توزیع تناسبی توان با استفاده از روش امپدانس مجازی تطبیقی

منیر کمالی؛ بهادر فانی؛ غضنفر شاهقلیان؛ گئورک قره‌پتیان؛ مسعود شفیعی

دوره 14، شماره 53 ، خرداد 1402، ، صفحه 33-60

چکیده

  به دلیل وجود فاصله­های گوناگون و پیچیدگی ریزشبکه­ها، امپدانس خطوط بین فیدرهای تولیدهای پراکنده و بارها متفاوت است. از این‌رو روش‌های کنترل افتی مرسوم از کارایی مناسبی در توزیع توان بین واحدهای تولید پراکنده (DG) برخوردار نیستند. عموماً به دلیل ساده‌سازی، امپدانس خطوط به‌صورت مختلط مد نظر قرار نمی‌گیرد. شرایط بیان شده تا حد زیادی ...  بیشتر به دلیل وجود فاصله­های گوناگون و پیچیدگی ریزشبکه­ها، امپدانس خطوط بین فیدرهای تولیدهای پراکنده و بارها متفاوت است. از این‌رو روش‌های کنترل افتی مرسوم از کارایی مناسبی در توزیع توان بین واحدهای تولید پراکنده (DG) برخوردار نیستند. عموماً به دلیل ساده‌سازی، امپدانس خطوط به‌صورت مختلط مد نظر قرار نمی‌گیرد. شرایط بیان شده تا حد زیادی دقت و سرعت پاسخ دینامیکی سیستم کنترلی را کاهش می‌دهد. در این مقاله، جبران­سازی هارمونیک، ولتاژ و فرکانس ریزشبکه با روش کنترل امپدانس مجازی تطبیقی مبتنی بر توزیع متناسب توان ارائه شده است. در روش پیشنهادی کاهش ضریب خطای توان اکتیو و توان راکتیو، کنترل هارمونیک ولتاژ و جریان در دو حالت اتصال به شبکه اصلی و جزیره‌ای و همچنین کنترل ولتاژ و فرکانس به‌منظور بهره‌برداری بهینه از ریزشبکه ارائه شده است. روش پیشنهادی بدون نیاز به بروزرسانی اطلاعات امپدانس فیدرها، قابلیت بهره‌برداری و توزیع بهینه توان تحت شرایط مختلف بهره‌برداری با در نظر گرفتن امپدانس مختلط را نیز دارا است. به‌منظور صحت­سنجی، روش پیشنهادی در محیط نرم‌افزار متلب/سیمولینک سیستم شبیه‌سازی شده و نتایج حاصل از آن به همراه آنالیز پایداری و حساسیت ارائه شده است. 

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 2.08 MB

مهندسی قدرت

یک روش بهبود یافته برای مکان‌یابی آنلاین خطا مبتنی بر واحد اندازه‌گیری فازور در خطوط انتقال با در نظر گرفتن حد حرارتی

محمدرضا رضائی؛ سید رضا هادیان امرئی؛ محمدرضا میوه

دوره 14، شماره 53 ، خرداد 1402، ، صفحه 61-78

چکیده

  در این مقاله، یک روش بهبود‎‎یافته آنلاین برای تخمین همزمان پارامترها و محل‎خطا در خطوط انتقال مبتنی بر واحدهای اندازه­گیری فازور ‌نصب‎ شده در دو ‎طرف خط انتقال پیشنهاد شده است. برخلاف روش‌های آفلاین، این روش به مشخصات هندسی خطوط، مقاومت ‎خطا و امپدانس منابع معادل تونن بستگی ندارد. مهمترین کاربرد مدل‌سازی خطوط، تخمین ...  بیشتر در این مقاله، یک روش بهبود‎‎یافته آنلاین برای تخمین همزمان پارامترها و محل‎خطا در خطوط انتقال مبتنی بر واحدهای اندازه­گیری فازور ‌نصب‎ شده در دو ‎طرف خط انتقال پیشنهاد شده است. برخلاف روش‌های آفلاین، این روش به مشخصات هندسی خطوط، مقاومت ‎خطا و امپدانس منابع معادل تونن بستگی ندارد. مهمترین کاربرد مدل‌سازی خطوط، تخمین حد‎ حرارتی خطوط انتقال است که ظرفیت انتقال توان را محدود می‌سازد. روش‌های آفلاین به­ کار‎ رفته، باعث بدون استفاده ماندن بخشی از ظرفیت انتقال توان و ایجاد تراکم غیر‎واقعی در سیستم انتقال می‌شوند. بنابراین، تخمین حد حرارتی باید به روشی تعیین گردد که به صورت آنلاین بوده و دارای دقت و سرعت مناسبی باشد. محاسبه حد حرارتی کار پیچیده‏ای است که نیاز به تخمین پارامترهای خطوط، محاسبه دمای خطوط و تعیین شرایط آب و هوایی محیط اطراف خطوط مورد مطالعه دارد. لذا در این مقاله، روش جدیدی مبتنی بر ترکیب روش­ پایش مستقیم دمای هادی و روش مبتنی بر شرایط آب و هوایی پیشنهاد شده است. در این روش، ابتدا پارامترهای خط انتقال تخمین زده شده و سپس با استفاده از این پارامترها و شرایط آب و هوایی خط مورد نظر، حد حرارتی به­صورت آنلاین محاسبه می­گردد. برای انجام فرآیند تخمین همزمان محل خطا و پارامترهای خطوط از روش حداقل مربعات غیرخطی (NLS) استفاده شده است. شبیه­سازی­ها در محیط نرم‌افزاری متلب و بر روی یک سیستم انتقال استاندارد با جبران­ساز سری انجام شده است. نتایج شبیه­سازی نشان می­دهد که روش پیشنهادی از دقت و سرعت بالایی برخوردار بوده و می­تواند نقش بسزایی در افزایش سرعت تعمیر خطوط و قابلیت اطمینان سیستم و همچنین کاهش زیان‌های اجتماعی و اقتصادی داشته باشد.

---

• مشاهده مقاله
• اصل مقاله 1.06 MB