هوش محاسباتی در مهندسی برق (سیستم های هوشمند در مهندسی برق)
سال:1396 | دوره:8 | شماره:3 |تعداد مقالات:6

در مقاله حاضر، روندی برای بهینه سازی شکل استاتور موتور سوئیچ رلوکتانس به منظور کاهش ارتعاش و نویز صوتی در این موتور معرفی شده است. نیروی شعاعی اعمال شده بر روی قطب استاتور سبب جابه جایی استاتور و ارتعاش ماشین و باعث تولید نویز صوتی می شود. با استفاده از نرم افزار المان محدود ANSYS، الگوی شبیه سازی برای موتور سوئیچ رلوکتانس معرفی شده است که در آن با انجام تحلیل های الکترومغناطیسی و مودال نیروی شعاعی لحظه ای وارد بر قطب استاتور و فرکانس های طبیعی استاتور با دقت زیادی پیش بینی می شوند. با اعمال الگوی شبیه سازی ایجاد شده به یک موتور سوئیچ رلوکتانس 6.4، نتایج شبیه سازی، ارائه و برای اطمینان از صحت نتایج با داده های اندازه گیری مقایسه شده اند. همچنین، برای کاهش نویز موتور مزبور سوئیچ رلوکتانس، یک ساختار متفاوت برای استاتور پیشنهاد شده است و پارامترهای طراحی بهینه موتور به کمک الگوی شبیه سازی ایجادشده و الگوریتم های مختلف مطرح در روش طراحی آزمایش ها تعیین شده اند.

هزینه زیاد توسعه و تجدید ساختار شبکه های توزیع، استفاده از ادواتی را برای کاهش مشکلات ناشی از رشد و تغییرات بار، اجتناب ناپذیر کرده است. جبران ساز استاتیک توزیع یا DSTATCOM ازجمله این ادوات است. در این مقاله به مساله جایابی و اندازه بهینه DSTATCOM در حضور منابع تولید پراکنده مبتنی بر آرایه فتوولتاییک با در نظر گرفتن تغییرات بار پرداخته می شود. الگوی فصلی - ساعتی آرایه فتوولتاییک برحسب میانگین توان خروجی تولیدی آن در ساعات مختلف در نظر گرفته می شود. همچنین تغییرات بار شبکه نیز با اعمال منحنی فصلی - ساعتی و نیز ضریب رشد سالانه در یک دوره 5 ساله بیان می شوند. درنهایت، هزینه تلفات انرژی اکتیو و راکتیو، هزینه اولیه نصب جبران ساز و انحراف ولتاژ میانگین تابع هدف در نظر گرفته می شوند. الگوریتم NSGA-II برای بهینه سازی مساله و روش جاروب پسرو - پیشرو برای حل معادلات پخش بار به کار گرفته می شود و شبیه سازی در شبکه های نمونه 33 و 69 شینه و در محیط نرم افزار Matlab اجرا می شود. نتایج نشان می دهند جایابی این جبران ساز، تلفات توان را کاهش می دهد و پروفیل ولتاژ سیستم را بهبود می بخشد که همراه با توجیه اقتصادی خواهند بود.

در این مقاله، الگویی برای برنامه ریزی توسعه شبکه انتقال با هدف جذب سرمایه گذاری خصوصی ارائه شده است. بدین منظور سه تابع هدف شامل کمینه کردن هزینه سرمایه گذاری، کمینه کردن هزینه های تراکم خطوط و بیشینه کردن حجم سرمایه گذاری خصوصی برای احداث خطوط سودآور در نظر گرفته شده اند. برای محاسبه درآمد خطوط از روش قیمت گذاری توان - فاصله (مگاوات - مایل) استفاده شده است. با توجه به اینکه مساله مد نظر از نوع مسائل بهینه سازی غیرخطی، چندهدفه و نامحدب است، برای حل آن نیز روش بهینه سازی چندهدفه جدید مبتنی بر الگوریتم بهینه سازی خفاش پیشنهاد شده است. برای سرعت در فرآیند بهینه سازی و جلوگیری از گیرافتادن الگوریتم در بهینه های محلی، راهکارهای ابتکاری جدیدی نیز به الگوریتم اضافه شده اند. نتیجه اعمال این الگوریتم بر مساله بهینه سازی، به مجموعه ای از طرح های بهینه ای منجر خواهد شد که نشان دهنده ناحیه مصالحه بین توابع هدف است. برای انتخاب طرح نهایی از بین چندین طرح بهینه موجود، از معیار تصمیم گیری فازی استفاده شده است. برای ارزیابی عملکرد الگوریتم پیشنهادی، شبیه سازی های متعددی با افق برنامه ریزی ده ساله روی شبکه 24 شینه IEEE انجام گرفته اند. نتایج شبیه سازی ها نشان می دهند الگوی پیشنهادی در حضور عدم قطعیت های مختلف، علاوه بر کمینه کردن هزینه های سرمایه گذاری و کاهش پرشدگی، خطوط با سطح ریسک پذیرفته شده و سودآور را شناسایی و برای سرمایه گذاری به بخش خصوصی پیشنهاد می کند.

در این مقاله مساله پایداری فرکانس در سیستم قدرت سه ناحیه ای با توربین های بخاری و گازی با در نظر گرفتن قیود غیرخطی ناشی از واحد بازگرمکن توربین بخار، محدودیت میزان تولید (GRC)، باند مرده گاورنر (GDB) و الگوی دینامیکی دیگ بخار (BD) بررسی شده اند. برای کنترل بار فرکانس، سیستم قدرت کنترل کننده جدیدی به صورت تناسبی-انتگرال گیر-مشتق گیر- فیلتر نویزگیر غیرخطی (NL-PIDF) معرفی و بهینه شده است. برای بهبود پایداری دینامیکی، ابررسانای ذخیره ساز میدان مغناطیسی (SMES) در ناحیه اول نصب شده و از خط انتقال موازی HVDC بین برخی نواحی استفاده شده است. برای طراحی بهینه مقادیر کنترل خودکار تولید هر ناحیه (AGC)، کنترل کننده تناسبی و بهره فیدبک جریان القاگر SMES و کنترل کننده NL-PIDF از الگوریتم بهینه سازی کریل ها (KH) با تابع هدفی ترکیبی استفاده شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی های انجام گرفته در حوزه زمان و مطالعات مقادیر ویژه، نشان دهنده عملکرد سریع، پایدار، مقاوم و همچنین برتری استراتژی کنترلی بهینه پیشنهادی در میرایی نوسانات فرکانس و توان اکتیو مبادله شده بین نواحی هنگام مواجهه با تغییرات پله ای تصادفی و سینوسی بار، تغییرات GRC، تغییرات GDB و عدم قطعیت های ناشی از تغییرات گسترده مقادیر دینامیکی است.

نفوذ واحدهای DG در مقایسه با ژنراتورهای متداول، چالش هایی را در شبکه های موجود به وجود آورده است، بنابراین استانداردهای شبکه برای ترکیب بدون عیب DGها با شبکه، محدودیت هایی را اعمال می کنند. بر همین اساس، استانداردهای شبکه اجازه عملکرد به DGهای کوچک در شرایط افت ولتاژ (LVRT) را نمی دهند و در هنگام وقوع خطا، آنها را از شبکه قطع (خارج) می کنند، بنابراین با توجه به اینکه تامین نشدن توان رآکتیو کافی در شبکه به بازیابی آهسته ولتاژ پس از رفع خطا و درنتیجه، خروج DGها از شبکه منجر می شود، در این مقاله روشی برای جایابی بهینه خازن ها و DSTATCOM در شبکه های توزیع صنعتی در حضور DGها ارائه شده است تا بتوان با تامین توان رآکتیو مورد نیاز شبکه در حالت دائمی و تامین دینامیکی توان رآکتیو (گذرا) و درنهایت، رعایت محدودیت های مجاز شبکه، به ترکیب DGها با شبکه کمک کرد. از طرف دیگر، با توجه به اینکه ادوات Custom Power همچون DSTATCOM معمولا گزینه ای گران قیمت به شمار می آیند، لزوم به کارگیری روش هایی برای استفاده بهینه از آنها در شبکه احساس می شود. در این مقاله به منظور بهره وری کامل (اقتصادی)، روشی جدید برای تعیین پارامترهای کنترل کنندهDSTATCOM، با هدف بازیابی سریع تر ولتاژ ارائه شده است.

استفاده از خودروی الکتریکی باعث کاهش مصرف ذخایر رو به پایان سوخت های فسیلی و همچنین کاهش آلودگی می شود. اگر خودروی الکتریکی قابلیت اتصال به شبکه را داشته باشد، با یک برنامه ریزی هوشمندانه حتی سودآور است. هدف مقاله، ارائه برنامه ریزی شارژ و دشارژ برای بیشینه کردن سود صاحب خودرو است. برای بهینه سازی تابع هدف (بیشینه کردن سود صاحب خودرو) از الگوریتم ژنتیک استفاده شده است. روش پیشنهادی، ضمن استفاده معمولی و با آسایش از خودرو، برای صاحب خودرو نیز سود در بر خواهد داشت، بنابراین نگاه این بررسی متفاوت است و سودآوری صاحب پارکینگ، شبکه توزیع و جمع کننده مدنظر نیست. علاوه بر آن، در روش ارائه شده، مسافت طی شده و همچنین وضعیت شارژ در هر ساعت از شبانه روز مدنظر قرار می گیرند. برای بررسی صحت عملکرد این الگوریتم، داده های تصادفی، تولید و برنامه 1000 دفعه تکرار می شود. درنهایت، سود انتظاری صاحب خودرو برای سه حالت مختلف، وجودنداشتن قابلیت اتصال به شبکه، وجود این قابلیت و استفاده از شارژر 72 آمپری و درنهایت، وجود قابلیت اتصال به شبکه و استفاده از سوپرشارژر محاسبه و بررسی شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهند حالت سوم، نسبت به دو حالت دیگر، سود آورتر است.