مهندسی برق و مهندسی کامپیوتر ایران، الف- مهندسی برق
سال:1396 | دوره:15 | شماره:4 |تعداد مقالات:9

در این تحقیق موضوع جایابی بهینه اتوبوسترها (AVRs) و بازآرایی شبکه های توزیع به طور هم زمان به عنوان یک مساله بهینه سازی مطرح شده است. یک تابع هدف جدید شامل شاخص های تلفات توان حقیقی (اکتیو)، تلفات توان واکنشی (راکتیو)، پروفیل ولتاژ، قابلیت اطمینان، ظرفیت بارگذاری (MVA) سیستم و پایداری ولتاژ معرفی گردیده است. جهت مقاوم نمودن وضعیت کلیدها در موضوع بازآرایی و همچنین مقاوم نمودن مکان و تپ اتوبوسترها در مقابل تغییرات بار، سطوح مختلفی از بار به طور هم زمان در تابع هدف در نظر گرفته شده است. به همین منظور یک روش جدید برای محاسبه سطوح بار با در نظر گرفتن عدم قطعیت بار معرفی شده است. همچنین بار نیز به صورت مدل وابسته به ولتاژ در نظر گرفته شده و به همین منظور سناریوهای مختلفی معرفی شده اند. برای حل این مساله از الگوریتم بهینه سازی اجتماع ذرات عدد صحیح (IPSO) استفاده شده است. نتایج شبیه سازی روی سیستم های توزیع شعاعی 33 و 69 شینه استاندارد IEEE موثربودن روش ارائه شده را نشان می دهد.

با افزایش روزافزون مصرف برق و متعاقب آن افزایش تولید، شبکه های انتقال نیز می بایست همگام با آنها توسعه یابند. این در حالی است که هم زمان با تجدید ساختار در سیستم قدرت، علاوه بر تشدید تاثیر عدم قطعیت های فعلی، چالش ها و عدم قطعیت های جدید دیگری نیز به شبکه اضافه شده است. بالابودن ریسک سرمایه گذاری در پروژه های کلان صنعت برق و همچنین عدم قطعیت های موجود در عرصه رقابت سبب شده تا سرمایه گذاری در پروژه های توسعه شبکه های انتقال فاقد انگیزه های لازم برای بخش خصوصی باشد. در این مقاله مدل نسبتا جامعی برای برنامه ریزی توسعه شبکه انتقال با هدف رقابتی ماندن بازار و دسترسی آسان مصرف کنندگان به انرژی ارزان و قابل اعتماد و همچنین تشویق سرمایه گذاران بخش خصوصی ارائه شده است. با توجه به این که مساله مورد نظر در قالب یک مساله بهینه سازی چندهدفه است، برای حل آن از الگوریتم بهینه سازی تکامل تفاضلی چندهدفه استفاده شده است. به منظور تسریع در فرایند 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 مورد نظر، منجر به مجموعه ای از طرح های بهینه ای خواهد شد که نشان دهنده ناحیه مصالحه بین توابع هدف است. برای انتخاب طرح نهایی از بین چندین طرح بهینه موجود، از روش تصمیم گیری فازی max-min استفاده شده است. برای ارزیابی عملکرد الگوریتم پیشنهادی، شبیه سازی های متعددی بر روی شبکه 24شینه IEEE انجام می شوند. نتایج شبیه سازی ها نشان می دهند مدل ارائه شده می تواند در حضور عدم قطعیت های مختلف، علاوه بر کمینه کردن هزینه های سرمایه گذاری و کاهش پرشدگی خطوط، خطوط با سطح ریسک مورد قبول و سودآور را شناسایی و برای سرمایه گذاری به بخش خصوصی پیشنهاد نماید.

نفوذ منابع انرژی تجدیدپذیر (RES) و خودروهای برقی به شبکه به دلیل ماهیت تصادفی بودنشان می تواند تاثیرات منفی بر عملکرد شبکه مثل کاهش کیفیت توان و افزایش تلفات داشته باشد. این چالش ها می بایست با برنامه ریزی دقیق بر مبنای تغییرات خروجی این منابع برای تامین تقاضای اضافی ناشی از شارژ خودروها به حداقل برسد. به این منظور در این مقاله روشی جدید برای جایابی و تعیین ظرفیت هم زمان منابع تجدیدپذیر و ایستگاه شارژ خودروهای برقی و مدیریت پروسه شارژ خودروها در شبکه ارائه شده است. تابعی چند هدفه در جهت کاهش تلفات توان، نوسانات ولتاژ، هزینه تامین انرژی و هزینه تعمیر و نگهداری باتری خودرو معرفی شده که در آن یافتن مکان و ظرفیت منابع تجدیدپذیر و ایستگاه شارژ خودروی برقی به عنوان متغیرهای هدف انجام می گیرد. ضرایبی وابسته به سرعت باد، تابش خورشید و نسبت تقاضای پیک سیستم برای بهبود ضریب بار شبکه و مدیریت الگوی شارژ خودروها در ساعات پیک و غیر پیک معرفی شده است. الگوریتم بهینه سازی ترکیبی GA-PSO بهبودیافته برای حل مساله بهینه سازی در چهار سناریو مختلف استفاده شده و عملکرد روش مذکور با شبیه سازی بر روی شبکه تست IEEE 33 باشه در نرم افزار Matlab بررسی شده است.

میزان اندوکتانس سلف، یکی از عوامل تعیین کننده نوع عملکرد مبدل (مد هدایت پیوسته، بحرانی یا ناپیوسته) می باشد. در کاربردهایی نظیر استخراج از معادن، می توان با انتخاب مناسب مقدار اندوکتانس، عملکرد مبدل را در مد هدایت پیوسته تثبیت کرده و امنیت کافی برای چنین کاربردهایی را تامین نمود. بنابراین محاسبه اندوکتانس بحرانی و انتخاب مقدار مناسب سلف از اهمیت به سزایی برخوردار است. در این مقاله، یک مبدل dc-dc غیر ایزوله کاهنده چندورودی پرکاربرد معرفی می گردد. سپس حالت های کاری و همچنین فرایند انتقال انرژی در آن به طور کامل مورد بررسی قرار می گیرد. در ادامه، مقدار اندوکتانس بحرانی مبدل برای تعداد ورودی های 3 و 4 محاسبه می شود و در نهایت با استفاده از استدلال استقرایی، رابطه ای جامع برای محاسبه اندوکتانس بحرانی مبدل با هر تعداد دلخواهی از ورودی ها ارائه می گردد. رابطه جامع پیشنهادی، علاوه بر کاهش حجم و زمان محاسبات طراحی مبدل، دید بسیار بهتری نیز از نحوه عملکرد آن در اختیار قرار می دهد. مبدل مورد نظر در محیط نرم افزار PSCAD/EMTDC مدل سازی و شبیه سازی شده و نمونه آزمایشگاهی آن نیز ساخته شده است. نتایج شبیه سازی ها و همچنین نتایج عملی اخذشده، صحت روابط پیشنهادی را تایید می کنند.

خودروهای برقی قابل اتصال به شبکه در کنار مساله کاهش آلودگی، دارای قابلیت هایی برای کمک رسانی به سیستم های قدرت می باشند. یکی از مهم ترین این قابلیت ها پاسخگویی به نیاز شبکه جهت تولید توان های اکتیو و راکتیو است. در این مقاله با توجه به قیود شبکه، ملاحظات فنی و قیمت های پیشنهادی بازار، یک چارچوب نظری جهت اختصاص ظرفیت این خودروها ارائه شده است. بدین منظور تابع هدفی با رویکرد حداقل سازی هزینه های پرداختی توسط بهره بردار مستقل شبکه توزیع یا DSO به تولید کنندگان هر یک از توان های اکتیو و راکتیو پیشنهاد شده است. با توجه به این که مساله مورد نظر در قالب یک مساله بهینه سازی است، برای حل آن نیز از الگوریتم بهینه سازی اجتماع ذرات استفاده شده است. همچنین به منظور تسریع در فرایند بهینه سازی و جلوگیری از گیرافتادن الگوریتم در بهینه های محلی، راهکارهای ابتکاری جدیدی به الگوریتم اضافه شده است. در این قالب پیشنهادی، خودروها برای تولید توان های اکتیو و راکتیو با ژنراتور رقابت می کنند. کارایی روش پیشنهادی بر روی یک فیدر شبکه ولتاژ پایین با 134 مشترک و با حضور منابع تولید توان های اکتیو و راکتیو مورد ارزیابی قرار گرفته و میزان تولید و هزینه های پرداختی برای هر یک از تولیدکنندگان تعیین شده است.

با کوچک شدن ابعاد ترانزیستور در مقیاس نانومتری، پارامترهای الکتریکی ترانزیستور دچار تغییرات آماری یا تصادفی می شوند و از طرفی تخمین دقیق تغییرات این پارامترها توسط شبیه سازهای اتمیستیک بسیار وقت گیر و هزینه بر است. در این مقاله برای اولین بار از مدل های تحلیلی جهت بررسی تاثیر تغییرات آماری فرایند ساخت بر پارامتر تاخیر انتشار یک گیت NAND در فناوری 35 نانومتری CMOS استفاده شده است. به عبارت دیگر با انتخاب دسته مناسبی از پارامترهای مدل تحلیلی، اثر تغییرات آماری بر روی زمان تاخیر انتشار، مورد مدل سازی و گسترش قرار گرفته است. همچنین مدل تحلیلی مورد استفاده در برابر تغییرات آماری فرایند ساخت صحت سنجی شده و با شبیه سازی های دقیق اتمیستیک مقایسه گردیده است. اگرچه مقادیر میانگین تاخیر انتشار در اثر انتخاب دسته پارامترهای آماری مختلف، حداکثر خطای %8.7 را در مقایسه با شبیه سازی های دقیق اتمیستیک ایجاد می نماید اما با اعمال رهیافت پیشنهادی می توان تا دقت %3.4، انحراف معیار زمان تاخیر انتشار را در مقایسه با مدل اتمیستیک پیش بینی کرد. همچنین با بازتولید نرمال پارامترها، خطای انحراف معیار به %9.9 می رسد که در نهایت با پیشنهاد الگوریتم بازتولید نرمال پارامترها با لحاظ ضریب همبستگی، خطای انحراف معیار به %1.6 کاهش می یابد.

در این مقاله الگوریتمی جهت مدیریت تراکم بر اساس برنامه ریزی مجدد تولید و مصرف پیشنهاد می شود. الگوریتم پیشنهادی شامل دو بخش می باشد: 1) برنامه ریزی مجدد تولید و 2) مدیریت سمت مصرف. در الگوریتم پیشنهادی مدیریت سمت مصرف بر اساس پاسخ گویی بار می باشد و اجرای آن بر اساس مکانیزم بازار ارائه می شود که منفعت خرده فروشان نیز در آن لحاظ می گردد. بر اساس الگوریتم پیشنهادی دو شرط جهت مدیریت تراکم بررسی می شود: نخست جهت تامین امنیت شبکه اپراتور مستقل سیستم (ISO) قیود خطوط را بررسی می کند که آیا نقضی رخ داده است؟ در صورتی که پاسخ مثبت باشد برنامه ریزی مجدد ژنراتورها انجام می شود. در مرحله بعدی ISO بررسی می کند که آیا جهش قیمتی رخ داده است؟ در صورتی که پاسخ مثبت باشد ISO با استفاده از سیگنال های اقتصادی خرده فروشان را جهت کاهش تقاضایشان در باس های مشخص، تشویق و راهنمایی می کند. خرده فروشان در واکنش به سیگنال های اقتصادی و جهت بیشینه کردن درآمدشان، در معامله پاسخ گویی بار با DRAs شرکت می کنند و تقاضاهای جدیدشان را برای ISO ارسال می کنند. جهت مدل سازی رفتار شرکت کنندگان در معامله پاسخ گویی بار از تئوری بازی استکلبرگ استفاده می شود که در آن خرده فروشان به عنوان بازیکن های پیشرو، بر اساس سیگنال های اقتصادی اپراتور بازار مقادیر کاهش تقاضا و قیمت خرید پاسخ گویی بار را مشخص می کنند و DRAs به عنوان بازیکن های پیرو جهت بیشینه کردن سودشان بر اساس استراتژی خرده فروشان با هم رقابت می کنند. در این مقاله الگوریتم پیشنهادی برای شبکه 14باس اجرا می شود. نتایج شبیه سازی ها نشان می دهد که مدیریت تراکم بر اساس الگوریتم پیشنهادی ضمن کاهش تراکم شبکه سبب افزایش منفعت خرده فروشان نیز می گردد.

در این مقاله، یک کنترل کننده جریان هیسترزیس دوبانده (DBHCC) به عنوان روش جدید کلیدزنی در اینورتر تغذیه کننده یک موتور BLDC پیشنهاد و پیاده سازی گردیده و پس از آن با کنترل کننده جریان هیسترزیس تک باند (SBHCC) مقایسه شده است. نشان داده می شود که در روش پیشنهادی، میانگین فرکانس سوئیچینگ کلیدها نسبت به SBHCC با حفظ سایر مزیت ها، کاهش می یابد، لذا منجر به کاهش تلفات کلیدزنی و افزایش طول عمر کلیدها می شود و همچنین اثرات مطلوبی در کاهش تداخلات الکترومغناطیسی و نویز دارد. مضافا کنترل سرعت، گشتاور، ریپل جریان ها و حالت های گذرا در هر دو حالت بررسی شده است. جریان های مرجع سه فاز برای کلیدزنی هیسترزیس با یک رگولاتور PI و تلفیق با سیگنال های خروجی از حسگرهای اثر هال به دست می آید. موتورهای BLDC به واسطه مزایای بیشتر در قیاس با سایر موتورها، در صنعت بسیار استفاده می شوند. برای تغذیه این موتور از یک اینورتر منبع ولتاژ نیم پل متوالی سه فاز سه سطحی با لینک DC ثابت برای هر فاز استفاده شده و نتایج شبیه سازی نیز با استفاده از نرم افزار متلب/سیمولینک به دست آمده است.

استفاده بهینه از انرژی و ممانعت از هدررفت آن، یکی از اهداف مهم در رسیدن به توسعه پایدار هر کشور است. در این راستا از فناوری های تولید هم زمان برق و حرارت که برق و یا توان مکانیکی را تولید نموده و حرارت اضافی را برای مصارف مختلف از جمله گرمایش و سرمایش بازیافت می کنند، استفاده می شود. این مقاله چارچوبی برای بهره برداری از سیستم های تولید هم زمان برق، گرما و برودت در یک ریز شبکه توزیع، ارائه می دهد و مقدار تولید بهینه هر سیستم را تعیین می نماید. ابتدا با استفاده از توابع هزینه سیستم تولید هم زمان، برنامه ریزی تولید بهینه برای سیستم ها صورت می گیرد و در این برنامه ریزی تولید، تلفات ریز شبکه هم تعیین می گردد. سپس با مشخص شدن مشارکت هر کدام از سیستم ها در تولید برق ریزشبکه، راهبرد بهره برداری بهینه سیستم ها تعیین می شود. هدف اصلی ارائه این روش، بهینه سازی معیار عملکرد جامع سیستم های تولید هم زمان است. معیارهای مورد بررسی در این مقاله شامل مصرف انرژی اولیه، انتشار آلایندگی و هزینه بهره برداری است. مطالعات عددی برای یک ریز شبکه 9شینه ارائه شده و نتایج آن با مقالات مرجع مقایسه گردیده و مزیت روش پیشنهادی بررسی شده است.