مهندسی برق و مهندسی کامپیوتر ایران، الف- مهندسی برق
سال:1394 | دوره:13 | شماره:1 |تعداد مقالات:10

یکی از شایع ترین انواع خطاهای الکتریکی، خطای اتصال کوتاه در حلقه های سیم پیچی استاتور می باشد. ممکن است این گونه تصور شود که بروز این نوع خطا در مراحل ابتدایی و با شدت کم مهم نباشد اما چنانچه گسترش یابد می تواند منجر به پیامدهای جبران ناپذیری گردد. در این مقاله با توجه به اهمیت خطای اتصال کوتاه در حلقه های سیم پیچی استاتور در موتور سنکرون مغناطیس دائم، سیستمی هوشمند برای شناسایی این نوع خطا طراحی و ارائه شده است. این سیستم هوشمند در ابتدا وضعیت عملکرد موتور را تعیین می کند (حالات ممکن عبارتند از حالت نرمال، خطای اتصال کوتاه فاز به فاز، خطای مدار باز شدن یکی از فازها و خطای اتصال کوتاه در حلقه های سیم پیچی) و چنانچه تشخیص دهد خطایی رخ داده آن را اعلام و چنانچه خطا از نوع اتصال کوتاه حلقه های سیم پیچی باشد فاز معیوب را برای اقدامات بعدی مشخص می کند. نتایج حاصل از آزمایشات گسترده حاکی از آن است که سیستم تشخیص خطای طراحی شده مبتنی بر شبکه عصبی احتمالی با توجه به قابلیت فراوانی که این نوع شبکه عصبی در طبقه بندی داده ها دارد می تواند یکی از مطمئن ترین و قابل اعتمادترین سیستم های تشخیص خطا در محافظت از ادوات الکتریکی مخصوصا موتورهای سنکرون مغناطیس دائم باشد.

نیاز روزافزون دنیا به ویژه کشورهای صنعتی به منابع انرژی و کاهش توان ذخایر منابع فسیلی نگرانی هرچه بیشتر جهان در مورد عرضه انرژی را برانگیخته است. راه حل های مدیریت سمت تقاضا به عنوان راهکاری برای کاهش مصرف انرژی به کار گرفته شده اند. با تثبیت تجدید ساختار در سیستم های قدرت، افزایش قیمت سوخت و افزایش بهای انرژی الکتریکی در بعضی ساعات روز برنامه مدیریت سمت بار از سوی مصرف کنندگان مورد توجه بیشتری قرار گرفته است. در این مقاله تاثیر اجرای بهینه برنامه پاسخ گویی بار زمان استفاده به عنوان یکی از روش های برنامه پاسخ گویی بار، بر کاهش هزینه برنامه تصادفی مشارکت واحدها با در نظر گرفتن قید امنیت بررسی شده است. عدم قطعیت های موجود در سیستم قدرت همچون خروج بدون برنامه (وقفه) خطوط و واحدهای تولید، در این مقاله لحاظ شده است. با توجه به این که اجرای هم زمان برنامه تصادفی مشارکت واحدها با قید امنیت و برنامه پاسخ گویی بار یک مساله پیچیده غیر خطی با متغیرهای پیوسته و گسسته می باشد، از تکنیک برنامه ریزی خطی اعداد صحیح و غیر صحیح استفاده شده است. برای این بهینه سازی از برنامه GAMS و روش CPLEX که در حل مسایل مخلوط با عدد صحیح بسیار کارا می باشد، استفاده شده است. روش پیشنهادی در یک شبکه 3باسه ساده و شبکه 24 باسه IEEE RTS استاندارد اجرا شده و نتایج در انتها آورده شده اند.

در این مقاله کنترل مستقیم شار و گشتاور برای موتور القایی سه فاز و موتور مشابه سنکرون مغناطیس دائم راه انداز با خط (LSPMSM) یکسان مقایسه می شود. برای این منظور، شبیه سازی در شرایط یکسان (مربوط به ولتاژ نامی و شرایط کمبود ولتاژ) برای راه اندازی با خط و محرکه های الکتریکی تحت کنترل مستقل شار و گشتاور یک بار پنکه ای نشان داده شده و همچنین نتایج شبیه سازی محرکه های الکتریکی هر دو موتور برای نواحی کاری شار ثابت و تضعیف شار ارائه شده است. با بررسی و مقایسه نتایج شبیه سازی، مزایای روش پیشنهادی نسبت به حالت راه اندازی با خط برای موتور LSPMSM اثبات می گردد. همچنین پاسخ بهتر محرکه الکتریکی LSPMSM در مقایسه با موتور القایی نشان داده شده است. علاوه بر این نتایج نشان می دهند که (بر خلاف حالت اتصال مستقیم به ولتاژ شبکه) عملکرد LSPMSM تحت محرکه الکتریکی در شرایط کمبود ولتاژ نسبت به موتور القایی بهبود قابل توجهی می یابد.

یکی از مسایل مهم در سیستم های قدرت، افزایش توان انتقالی خطوط می باشد. وجود نوسانات بین ناحیه ای در سیستم های قدرت بر ظرفیت توان انتقالی تاثیر می گذارد که این تغییرات می تواند بر کارکرد مصرف کننده ها و راندمان شبکه تاثیر منفی داشته باشد. بنابراین بهره گیری از روش هایی که می توانند در کاهش نوسانات بین ناحیه ای تاثیرگذار باشند، حائز اهمیت است. استفاده از ادوات FACTS باعث افزایش این توان انتقالی می گردد. در این مقاله علاوه بر جایابی SVC، روش حساسیت مرکب H¥ و فرمول بندی محاسبه پارامترهای کنترل کننده با استفاده از تکنیک LMI جهت اعمال سیگنال کمکی به SVC با هدف بهبود نوسانات سیستم قدرت پیشنهاد گردیده است. این کنترل کننده بر سیستم اندازه گیری محدوده وسیع (WAMS) متکی می باشد. روش های پیشنهادی در یک شبکه 16 ماشینه- 68 باسه با 5 ناحیه پیاده سازی گردیده است. نتایج عملکرد خوب و مقاوم کنترل کننده در میرایی نوسانات را نشان می دهد.

در مبدل های تصحیح ضریب توان تک مرحله ای تک فاز، زمان رسیدن به پاسخ دینامیکی با THD جریان ورودی متضاد می باشند. هدف اصلی این مقاله بهبود پاسخ دینامیکی این مبدل ها در کنار کاهش THD جریان ورودی است و برای رسیدن به این هدف از روش های بهینه سازی چندهدفه SPEA و NSGA-II که مبتنی بر الگوریتم های تکاملی هستند برای طراحی ضرایب جبران کننده PI به کار رفته در روش کنترلی جریان غیر مستقیم یکسوکننده PFC استفاده شده است. ابتدا جبران کننده PI مرتبه صحیح و سپس جبران کننده PI مرتبه کسری طراحی شد و نتایج به دست آمده نشان دهنده برتری جبران کننده PI مرتبه کسری بود. برای بررسی مساله بهینه سازی، پاسخ دینامیکی به تغییرات در بار و ولتاژ مرجع در نظر گرفته شد و همچنین از مقایسه بین دو الگوریتم به کار رفته برای بهینه سازی مشخص شد که با تغییر توابع هدف، هر کدام از الگوریتم ها ممکن است عملکرد خوبی داشته باشد و هیچ کدام بر دیگری برتری مطلق ندارد.

به دلیل افزایش استفاده از منابع تولید پراکنده مبتنی بر اینورتر در سیستم های قدرت، ارتقای کیفیت توان این اینورترها ضروری می باشد. در این مقاله با ارائه یک طرح کنترلی جدید، اینورتر متصل به شبکه قادر خواهد شد در تمامی حالات شبکه قدرت اعم از حالت سینوسی، حالت هارمونیکی و حالت نامتعادل، جریان سینوسی را به آن تزریق کند. طرح کنترلی پیشنهادی از دو بخش 1) تعیین جریان مرجع سینوسی با توجه به شرایط ولتاژ شبکه و 2) کنترل کننده جریان برای ردیابی جریان مرجع تشکیل شده است. الگورتیم تعیین مرجع جریان پیشنهادی در مقایسه با سایر الگورتیم ها مانند روش تبدیل پارک ساده تر پیاده سازی می شود و دارای پاسخ دینامیکی سریع تری می باشد. کنترل کننده جریان پیشنهادی در چارچوب ساکن اجرا شده و نیاز به استفاده از تبدیل های پارک و کنترل کننده های متعدد برای جبران سازی هارمونیک ها در چارچوب سنکرون را حذف می نماید. همچنین این کنترل کننده تنها نیاز به یک متغیر کنترلی دارد، بنابراین در مقایسه با دیگر روش های کنترل با حجم محاسباتی کمتری پیاده سازی عملی می گردد. نتایج شبیه سازی برای تایید کارایی طرح کنترلی پیشنهادی ارائه شده است.

این مقاله الگوریتم ژنتیک چندهدفه (eV-MOGA) را برای بهینه سازی هزینه تولید، آلودگی و تلفات انتقال توان اکتیو در سیستم های قدرت مجهزشده به سیستم های انتقال ac قابل انعطاف (FACTS) ارائه می کند. در رویکرد پیشنهادی، مساله پخش بار بهینه به عنوان یک مساله بهینه سازی چندهدفه فرمول بندی گردیده و ادوات FACTS در نظر گرفته شده شامل خازن سری کنترل شده با تایریستور (TCSC) است. رویکرد پیشنهادی روی یک سیستم تست 57باسه آزمایش شده و نتایج به دست آمده از رویکرد پیشنهادی با نتایج به دست آمده از روش های NSGA-II و MODE مقایسه شده اند.

شارژرهای ولتاژ بالا در وسایلی مانند خودروهای برقی (EV)، UPS و فضاپیما استفاده می شوند. مبدل معرفی شده دارای ساختار Boost دوسویه است که کل ولتاژ مجموعه باتری در خروجی بزرگ تر از بیشینه ولتاژ ورودی بوده و این مبدل دوسویه قابلیت انتقال توان از منبع به بانک باتری و بالعکس را داراست. جریان در یک نیم سیکل از سمت ورودی به خروجی و در نیم سیکل دیگر از سمت خروجی به ورودی می باشد. تغذیه ورودی مدار منبع سینوسی برق شبکه و خروجی نیز ولتاژ DC می باشد، این مبدل عملکرد یکسوسازی AC/DC و تبدیل DC/DC را در یک مرحله تحقق می بخشد. کنترل سوئیچینگ به روش هیسترزیس انجام می گیرد و ضریب توان نزدیک به یک خواهد بود و روابط مداری برای تعیین مقادیر قطعات محاسبه می گردد. در ادامه فیلتر سازگاری الکترومغناطیسی (EMC) طراحی شده و در انتها سازگاری تحلیل های تئوری بیان شده با انجام شبیه سازی روی یک مبدل نمونه تحقق می یابد و پیشنهادهایی برای کارهای آتی بیان می شود.

احداث مزارع بادی برای جذب انرژی باد به عنوان یکی از انرژی های تجدیدپذیر در سراسر دنیا در حال افزایش است و هدف از بهینه سازی آرایش مزارع بادی جذب حداکثر انرژی از مزارع بادی می باشد. در این مقاله یک الگوریتم ترکیبی جدید برای به حداکثر رساندن انرژی خروجی مورد انتظار، ارائه شده است. هدف الگوریتم کاهش اثر سایه بر اساس مکان های توربین باد و جهت باد می باشد. مدل پیشنهادی با سناریویی از سرعت باد و جهت توزیع آن از سایت بادی نشان داده شده و با الگوریتم استراتژی تکاملی و الگوریتم مورچگان در شش مرحله جانمایی مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد که ترکیب الگوریتم مورچگان و الگوریتم ژنتیک اجرای بهتری را از استراتژی های موجود بر حسب حداکثر مقادیر انرژی خروجی مورد انتظار و کاهش اثر سایه در بردارد.

دایورسیتی فضایی یکی از موثرترین روش های موجود برای مقابله با پدیده محوشدگی در کانال های مخابراتی بی سیم می باشد که از طریق ایجاد آرایه های آنتنی قابل حصول است. در این مقاله به بررسی پروتکل دیکد- تقویت- ارسال با انتخاب بهترین رله (HDAF-S) بر روی سیستم همیار با دایورسیتی با چندین رله موازی بر روی کانال های مستقل ولی با توزیع غیر یکسان پرداخته و کران های بالا و پایین بسیار محکمی را برای احتمال خطای بیت این طرح به دست آورده و نشان می دهیم که احتمال خطای بیت این طرح از تقویت- ارسال (AF) بهتر عمل نموده ولی نمی تواند از دیکد- ارسال (DF) بهتر عمل نماید. سپس به بررسی عملکرد مجانبی این طرح در سیگنال به نویزهای بالا پرداخته و نشان می دهیم که این طرح دارای مرتبه دایورسیتی کامل می باشد. بعد از آن به احتمال خطای بیت HDAF با انتخاب n امین بهترین رله (HDAF-nS) روی کانال های مستقل و با توزیع احتمال یکسان پرداخته و کران های بالا و پایین بسیار محکمی را نیز برای این طرح به دست آورده و همچنین رفتار مجانبی آنها بررسی می نماییم و نشان می دهیم که این طرح دارای مرتبه دایورسیتی کامل نمی باشد و همچنین در این طرح با افزایش n، مرتبه دایورسیتی کاهش می یابد. برای هر طرح مورد بحث، نتایج عددی و شبیه سازی فراهم آمده تا مقایسه جامعی از این طرح ها با طرح های مرسوم در ادبیات مخابرات همیار به عمل آید.