مهندسی برق و مهندسی کامپیوتر ایران، الف- مهندسی برق
سال:1401 | دوره:20 | شماره:2 |تعداد مقالات:7

کاربردهای تحمل پذیر عدم دقت مانند پردازش تصویر و یادگیری ماشین به دلیل محدودیت های حس انسان یا ماهیت کاربرد، قابلیت تحمل عدم دقت را دارند. استفاده از محاسبات تقریبی در این کاربردها می تواند به کاهش قابل توجهی در توان، تأخیر و مساحت منجر شود. در این مقاله دو تمام جمع کننده تقریبی و یک جمع کننده تقریبی با خطای کم ارائه شده و اثرات تغییرپذیری قالب به قالب ولتاژ آستانه روی این مدارها مورد ارزیابی قرار گرفته است. برای ارزیابی خطا و تغییرپذیری، از این تمام جمع کننده های تقریبی در ساختار جمع کننده با انتشار نقلی و الگوریتم های پردازش تصویر sharpening و smoothing استفاده شده است. از نظر سه پارامتر حاصل ضرب-توان-تأخیر، دقت و مساحت برای ورودی های با توزیع یکنواخت، تمام جمع کننده پیشنهادی 1 و از نظر حداکثر نسبت سیگنال به نویز برای کاربردهای واقعی، تمام جمع کننده پیشنهادی 2 و جمع کننده پیشنهادی، بهترین عملکرد را دارند.

ویژگی تاب آوری در سیستم های قدرت به قابلیت های سیستم در مقابله با اغتشاشات شدید با احتمال رخداد کم اشاره دارد. از آنجا که در چند سال اخیر ریزگردها و طوفان های گرد و غبار خسارت های سنگینی را به صنعت برق کشور تحمیل کرده است، در این مقاله یک مدل برنامه ریزی دوسطحی برای بهبود تاب آوری سیستم های توزیع انرژی در مقابل این پدیده پیشنهاد شده است. در سطح اول مدل پیشنهادی، هزینه های سرمایه گذاری برای بهبود تاب آوری سیستم توزیع در مقابل طوفان های گرد و غبار و در سطح دوم آن، هزینه های مورد انتظار بهره برداری از سیستم توزیع در چارچوب محدودیت های مالی و عملیاتی سیستم حداقل می گردند. با توجه به کاهش استقامت عایقی تجهیزات شبکه توزیع در شرایط طوفان گرد و غبار، اقدامات پیشنهادی در حوزه برنامه ریزی شامل تقویت خطوط توزیع با مقره های سیلیکونی، تعیین محل کلیدهای جداکننده در شبکه توزیع و بکارگیری ژنراتورهای اضطراری می باشد. در مدل پیشنهادی، اقدامات حوزه بهره برداری به دو دسته اقدامات پیشگیرانه و اصلاحی تفکیک شده و تعامل بین سطوح برنامه ریزی به گونه ای پیاده سازی شده است که نتایج هر سطح به متغیرهای تصمیم و محدودیت های سطح مقابل وابسته است. نتایج شبیه سازی و مطالعات عددی بر روی شبکه 33 باسه IEEE و یک فیدر فشار متوسط شعاعی با 209 گره واقع در استان خوزستان کارایی روش پیشنهادی را در مقادیر مختلف بودجه تایید کرده است.

پیشرفت های اخیر در سیستم های نظارت و کنترل شبکه های قدرت، نیازمند زیرساخت مخابراتی برای ارسال و دریافت داده های اندازه گیری و فرمان های کنترلی است. این تعاملات سایبری-فیزیکی، علی رغم افزایش کارایی و قابلیت اطمینان، شبکه های قدرت را در معرض حملات سایبری قرار داده است. سیستم کنترل خودکار تولید (AGC)، یکی از مهم ترین حلقه های کنترلی شبکه قدرت است که نیازمند زیرساخت مخابراتی بوده و بسیار مورد توجه حمله کنندگان سایبری قرار گرفته است؛ زیرا یک حمله موفق به سیستم AGC، نه تنها تأثیر مستقیمی بر فرکانس سیستم دارد، بلکه می تواند پایداری و عملکرد اقتصادی شبکه برق را نیز تحت تأثیر قرار دهد. لذا آشنایی با تأثیر حملات سایبری به AGC و تبیین راهکارهایی به منظور دفاع در برابر آنها دارای ضرورت و اهمیت تحقیقاتی است. در غالب تحقیقات صورت گرفته در حوزه حمله-دفاع سیستم AGC، از محدودیت های سیستم AGC نظیر باند راکد گاورنر و تأخیر انتقال شبکه مخابراتی در مدل سازی چشم پوشی شده است. از طرفی، تا کنون در نظر گرفتن هم زمان دو حمله سایبری مختلف به سیستم AGC و ارائه روشی به منظور دفاع در برابر آنها مورد بررسی واقع نشده است. در این مقاله، با توجه به کمبودهای پژوهش های پیشین، ضمن استفاده از مدل بهبودیافته AGC شامل باند راکد گاورنر و تأخیر انتقال شبکه مخابراتی، به بررسی تأثیر دو حمله تزریق داده های اشتباه (FDI) و تأخیر که از مهم ترین حملات سایبری به سیستم AGC هستند و همچنین، تأثیر هم زمان این دو حمله تحت عنوان حمله سایبری ترکیبی، پرداخته شده است. روش دفاع سه مرحله ای مبتنی بر فیلتر کالمن به منظور تشخیص، تخمین و حذف تأثیر حمله پیشنهاد شده و کارایی آن بر روی سیستم AGC دوناحیه ای مورد آزمایش قرار گرفته است.

در این مقاله، یک فرایند محاسباتی احتمالاتی دقیق برای تعیین تعداد خاموشی ناشی از برخورد صاعقه و نیز ارزیابی میزان اثربخشی نصب برق گیرهای چندمحفظه ای (MCA) به عنوان گزینه جایگزین برای برق گیرهای مقاومت-متغیر اکسید فلزی (MOV) مرسوم برای تأمین حفاظت فیدرهای توزیع در برابر صاعقه و جلوگیری از بروز خاموشی پیاده سازی شده است. محاسبه اضافه ولتاژ القایی ناشی از برخورد غیر مستقیم بر اساس مدل آگراوال و لحاظ زمین تلفاتی انجام گردیده است. برای در نظر گرفتن عدم قطعیت پارامترهای صاعقه شامل دامنه جریان، زمان پیشانی موج و فاصله برخورد صاعقه از خط توزیع از روش مونت کارلو به همراه روش کاهش سناریوی بازگشتی استفاده شده و عملکرد MCA در حفاظت خط توزیع به همراه مدلی مناسب در نرم افزار ATP-EMTP شبیه سازی گردیده است. همچنین به منظور پیاده سازی سناریوهای متعدد ایجادشده و تحلیل نتایج، ارتباط نرم افزاری بین برنامه MATLAB و نرم افزار فوق ایجاد شده است. شرایط مختلفی مانند مقادیر استقامت عایقی خط، هدایت ویژه زمین و ضریب حفاظتی عوارض خط توزیع نیز در محاسبات لحاظ شده است. نتایج به دست آمده به نحوی ارائه گردیده تا علاوه بر تخمین تعداد تخلیه های ناشی از صاعقه، ارزیابی اثربخشی نصب MCA با توجه به شرایط متنوع هر فیدر با دقت بالا قابل تعیین باشد.

حلقه های قفل فاز (PLL) به طور گسترده در سیستم های مخابراتی مورد استفاده قرار می گیرند و از مهم ترین ویژگی های آنها می توان به مشخصات فرکانسی و زمان نشست اشاره نمود. در حلقه های قفل فاز، عوامل غیر خطی متعددی را می توان در نظر گرفت که یکی از آنها رفتار غیر خطی آشکارساز فاز می باشد. در واقع، حلقه های قفل فاز پمپ بار (CPPLL) به دلیل رفتار غیر خطی ایجادشده توسط پمپ بار، سیستم هایی غیر خطی اند. در یک پمپ بار ایده آل، جریان اعمالی ثابت است اما در عمل به علت اثرات غیر ایده آل ترانزیستور، ثابت نیست. در این مقاله با در نظر گرفتن اثر مدولاسیون طول کانال که ناشی از ولتاژ درین-سورس ترانزیستور ماسفت می باشد، مدل دقیق تری برای آشکارساز فاز در نظر گرفته شده است. با بررسی معادله دیفرانسیل غیر خطی حاکم بر سیستم و استفاده از تقریب پاسخ پله جهت تحلیل زمان گذرا، معادلات جدیدی برای زمان نشست و میزان بالازدگی به دست می آید. جهت بررسی اعتبار معادلات غیر خطی تعیین شده، شبیه سازی در سیمولینک متلب انجام شده است. همچنین برای ارزیابی بهتر روش پیشنهادی، عملکرد یک PLL که تحت تأثیر ولتاژ درین-سورس ترانزیستور است مورد شبیه سازی قرار گرفته و اثر پارامترهای مختلف حلقه از جمله مقاومت و جریان حلقه نیز بررسی شده است. نتایج نهایی، تطبیق مناسب بین روابط تحلیلی و نتایج شبیه سازی را نشان می دهد.

گسترش روزافزون خودروهای برقی در شبکه های توزیع، چالش های زیادی را برای شرکت های توزیع برق ایجاد کرده است، از جمله: افزایش مقدار افت ولتاژ، افزایش مقدار تلفات شبکه و افزایش تعداد قطعی های ناشی از اضافه بار. برای غلبه بر موضوع ذکرگردیده، پیشنهاد می شود که از روش شارژ کنترل شده استفاده گردد. با این حال، روش مذکور نیازمند وجود زیرساخت های مخابراتی، اندازه گیری و پردازشی با هزینه های بالا بوده و تنها در شبکه های هوشمند قابل پیاده سازی است. در این مقاله، یک روش نیمه هوشمند برای شارژ خودروهای برقی ارائه شده تا بدون نیاز به زیرساخت های پیچیده و تنها با استفاده از سیستم اتوماسیون ساده محلی و ارزان قیمت، خودروهای برقی را در زمان های کم باری شبکه شارژ کرده و به این ترتیب، پارامترهای شبکه را به میزان قابل قبولی بهبود بخشد. بنابراین روش ارائه شده علاوه بر شرکت توزیع برق، به نفع مالکین خودرو نیز می باشد، زیرا هزینه شارژ خودروها بر اساس تعرفه پایین محاسبه می شود. برای رسیدن به نتایج واقعی، شبکه توزیع به صورت چهارسیمه و با در نظر گرفتن اثر سیم نول مدل سازی شده است. با اعمال روش پیشنهادی بر روی شبکه توزیع 19شینه استاندارد و مقایسه نتایج به دست آمده با روش های مختلف شارژ کنترل نشده، کارایی روش پیشنهادشده تأیید می گردد.

یکی از زمینه های بسیار کاربردی و مرتبط در علم رباتیک، موضوع کنترل از راه دور ربات ها می باشد. اغلب ساختارهای کنترلی سیستم های کارکرد از راه دور، به دنبال دستیابی هم زمان به شفافیت و پایداری می باشند که با وجود در نظر گرفتن نامعینی و اغتشاشات در سیستم و تأخیر تصادفی در کانال ارتباطی، دستیابی هم زمان به این دو هدف بسیار چالش برانگیز است. تا کنون بسیاری از محققان اطلاعات موقعیت، سرعت، نیرو یا امپدانس را برای ارائه روش های متنوع کنترلی به کار گرفته اند، اما در هیچ یک از این روش ها دستیابی به شفافیت کامل و پایداری مقاوم در حضور تأخیر تصادفی و نامعینی ها و اغتشاشات فراهم نشده و باید بین این دو هدف، مصالحه ای صورت گیرد. در این مقاله با استفاده از روشی نوین، یک ساختار کنترلی شامل کنترل مود لغزشی، کنترل تطبیقی و کنترل امپدانس ارائه شده است. این روش توسط نرم افزار Matlab و در محیط Simulink شبیه سازی گردیده و نشان داده شده که این روش، قادر است شفافیت ایده آل را برقرار کند و در حضور تأخیر تصادفی و وجود اغتشاشات و نامعینی ها پایداری مقاوم را نیز تضمین کند.