مهندسی برق و مهندسی کامپیوتر ایران، الف- مهندسی برق
سال:1398 | دوره:17 | شماره:1 |تعداد مقالات:8

این مقاله به ارائه یک مدل جدید برای مبدل DC-DC باک-بوست با در نظر گرفتن پدیده های سوئیچینگ کنترل شده و کنترل نشده در دو مد هدایتی پیوسته و ناپیوسته می پردازد. این مدل بر اساس نظریه سیستم های هیبرید و با استفاده از مدل سیستم های دینامیکی-منطقی مخلوط (MLD) و یک نوع بهبودیافته این سیستم ها موسوم به سیستم های دینامیکی-منطقی مخلوط توسعه یافته (EMLD) ارائه می گردد. روش مدل سازی پیشنهادی در مقایسه با مدل های MLD و EMLD موجود از تعداد متغیر های گسسته و نامساوی های کمتری برخوردار بوده و در نتیجه منجر به کاهش پیچیدگی در ساختار مسأله بهینه سازی مخلوط و زمان حل آن در کنترل کننده های پیش بین متناظر می شود. این برتری از طریق مقایسه روش پیشنهادی با کار های مشابه قبلی و همچنین کنترل کننده های کلاسیک از نوع تناسبی-انتگرالی (PI) مورد ارزیابی قرار می گیرد. مضاف بر این، چالش های اثبات پایداری برای سیستم حلقه بسته، مورد بحث قرار گرفته و در این ارتباط، چشم اندازهایی برای کار های تحقیقاتی آینده مطرح شده است. رفتار حالت ماندگار و گذرای سیستم حلقه بسته در رنج وسیعی از نقاط کاری، نشان از عملکرد مطلوب این سبک از مدل سازی و کنترل برای مبدل باک-بوست دارد.

در این مقاله روشی نوین به منظور برنامه ریزی نگهداشت واحدهای تولیدی در محیط رقابتی بازار برق ارائه شده است. مسئله برنامه ریزی نگهداشت تولیدی به علت تأثیرگذاری بر روی امنیت و انتشار آلایندگی سیستم و سود تولیدکنندگان یکی از مهم ترین موضوعات در محیط تجدید ساختاریافته سیستم قدرت می باشد. به منظور در نظرگیری ریسک تولیدکنندگان، برنامه ریزی نگهداشت تولیدی از دیدگاه تولیدکنندگان با استفاده از تئوری بازی های غیر مشارکتی مدل گردیده که به منظور دست یابی به استراتژی بهینه از تعادل نش بهره برده شده است. از سوی دیگر، بهره بردار مستقل سیستم به دنبال دست یابی به سطح قابلیت اطمینان مناسب و کاهش آلایندگی است. در این بین برنامه های پاسخگوی بار یکی از گزینه های اثرگذار بر سیاست های حوزه تصمیم گیری انرژی می باشند. در این مقاله از منابع پاسخگوی بار به عنوان منبعی مجازی برای تدارک رزرو سیستم بهره برده شده است. همچنین به منظور هم سوساختن برنامه نگهداشت تولیدکنندگان با برنامه نگهداشت قابلیت اطمینان– آلایندگی محور از فرایند هماهنگ سازی بهره برده شده است. مدل پیشنهادی بر روی شبکه استاندارد 24 باس اصلاح شده IEEE-RTS پیاده سازی شده و نتایج حاصل، نشان دهنده کارامدی روش پیشنهادی است.

ترانسفورماتورها یکی از اجزای اصلی سیستم های توزیع می باشند که خرابی آنها خسارت های جبران ناپذیری را برای سیستم های قدرت و شرکت های توزیع در بر خواهد داشت. علت اکثر این خرابی ها افزایش تلفات ترانسفورماتورها در اثر افزایش هارمونیک ها به خصوص هارمونیک های جریان می باشد. این تلفات باعث افزایش دمای نقاط مختلف ترانسفورماتور گردیده و موجب کاهش عمر ترانسفورماتورهای توزیع و در نتیجه آسیب دیدن شبکه های توزیع می گردد. به همین منظور در این مقاله ضمن ارائه روابط حاکم بر تلفات ترانسفورماتورهای توزیع در حضور بارهای هارمونیکی و با توجه به داده های موجود برای سه ترانسفورماتور توزیع نمونه شهرستان ایلام، ارزیابی فنی و عملی حضور بارهای هارمونیکی انجام و تأثیر آنها بر روی تلفات ترانسفورماتورهای تحت بررسی ارائه گردیده است. بررسی های انجام شده در حضور این بارهای هارمونیکی، کاهش طول عمر مفید برخی ترانسفورماتورها را از 30 به 17 سال نشان می دهد.

حساسیت افکار عمومی نسبت به مسایل زیست محیطی در مسئله پخش بار اقتصادی نیز تأثیرگذار می باشد و در این صورت لازم است تابع هزینه مربوط به آلودگی نیز در مسئله پخش بار اقتصادی در نظر گرفته شود. قبل از معرفی مفهوم امنیت سیستم قدرت، مسئله پخش بار اقتصادی به طور معمول بر جنبه های اقتصادی بهره برداری متمرکز بود تا بر جنبه های امنیتی سیستم. امروزه با گستردگی شبکه قدرت و افزایش بار، ترکیب شاخص های پایداری شبکه با مفهوم پخش بار اقتصادی به یک ضرورت مهم تبدیل شده است. این مقاله به حل مسئله پخش بار اقتصادی با در نظر گرفتن مسئله آلایندگی نیروگاه ها و شاخص های امنیتی شبکه می پردازد. شاخص های امنیتی سیستم توسط توابع پنالتی به تابع هدف مسئله پخش بار اقتصادی اضافه شده است. از آنجایی که کاهش هزینه های سوخت و آلایندگی دو هدف نسبتاً متضاد می باشند حل مسئله توزیع اقتصادی توان و کاهش آلایندگی به یک مسئله بهینه سازی چندهدفه منجر می شود. پیچیدگی توابع هدف و لزوم در نظر گرفتن قیود بهره برداری نیروگاه ها و شاخص های امنیتی نیاز به استفاده از روش های کارامد بهینه سازی را بیش از پیش آشکار می کند. در این مقاله الگوریتم جستجوی هارمونی چندهدفه (MOHS) برای حل مسئله به کار گرفته شده است. نتایج نشان می دهد که MOHS از جهت همگرایی و دقت از قابلیت بسیار خوبی نسبت به سایر روش های به کار گرفته شده برخوردار است. سیستم تست به کار رفته برای حل مسئله پیشنهادی، سیستم تست IEEE با 10 واحد نیروگاهی، 39 باس و 46 خط انتقال می باشد.

با توجه به عوامل اقتصادی و زیست محیطی، انتظار می رود در آینده ای نزدیک استفاده از خودروهای الکتریکی به خصوص با قابلیت اتصال به شبکه، افزایش قابل توجهی پیدا کند. نفوذ بالای خودروهای الکتریکی می تواند شبکه را تحت تأثیر قرار دهد و از این رو در سال های اخیر مطالعات زیادی به اثرات شارژ خودروهای الکتریکی بر روی شبکه پرداخته اند. در این مقاله، مدلی احتمالی بر پایه تئوری صف و همچنین شبیه سازی مونت کارلو با نرم افزار ED برای استخراج تقاضای بار ایستگاه شارژ سریع ارائه شده است، با این فرض که خودروهای مورد بررسی، تاکسی های شهرستان آمل در استان مازندران باشند. داده های مورد نیاز مانند زمان مراجعه و وضعیت شارژ باتری قبل از شارژگیری، با سه روش از تاکسی های درون شهری شهرستان آمل جمع آوری و استخراج شده است. به دست آوردن منحنی تقاضای بار شارژ خودروهای الکتریکی نیازمند داده هایی می باشد که وابسته به رفتار ترافیکی رانندگان است. از آنجایی که رفتار صاحبان خودرو غیر قطعی می باشد، در نتیجه این داده ها به صورت متغیرهای غیر قطعی تعریف شده و توسط روش های احتمالی مورد ارزیابی قرار گرفته اند.

استفاده از موتورهای جریان مستقیم بدون جاروبک (BLDC) به دلایل متعددی امروزه مورد توجه صنعت قرار گرفته است. این موتورها عموماً از طریق اینورترهای منبع ولتاژ (VSI) تغذیه می شوند که این اینورترها دارای ساختاری بسیار ساده هستند اما مشکلاتی چون احتمال آسیب دیدن سوئیچ ها بر اثر اتصال کوتاه ناخواسته در آنها محتمل است. همچنین لزوم به کارگیری خنک ساز قوی و نیاز به استفاده از خازن بزرگ در لینک DC از دیگر مسایل این اینورترهاست. استفاده از اینورترهای منبع جریان (CSI) از راه های کاهش این مشکلات در درایو موتورهای BLDC بر مبنای VSI است. در این مقاله به منظور کاهش تلفات کلیدزنی (سوئیچینگ)، حداقل نمودن ضربان های جریان و گشتاور و افزایش قابلیت اطمینان درایو از روش مدولاسیون پهنای پالس بردار فضایی (SVM) در درایو موتور BLDC بر مبنای CSI استفاده می گردد. درایو موتور طراحی شده در هر محیط نرم افزاری Proteus، مدل سازی شده و رفتار موتور در سرعت های مختلف شبیه سازی می گردد. جهت صحه گذاری نتایج تئوری و شبیه سازی، یک نمونه آزمایشگاهی از درایو پیشنهادی، طراحی، ساخته و تست می شود.

در این مقاله طراحی و شبیه سازی یک نوسان ساز کنترل شونده با ولتاژ برای کاربردهای باند K ارائه شده است. در طراحی این مدار از ترکیب ساختارهای زوج ضربدری و کولپیتس برای بهره مندی از مزایای آنها به صورت هم زمان استفاده شده است. با به کارگیری ترکیب این دو ساختار در مدار پیشنهادی، شرایط راه اندازی و نویز فاز آن بهبود یافته است. همچنین با قراردادن دو سلف در میان ساختار زوج ضربدری و ساختار کولپیتس، ترارسانایی مؤثر نوسان ساز کنترل شونده با ولتاژ افزایش یافته و شرایط راه اندازی بهتر شده است. این مدار با استفاده از بانک خازنی سوئیچ شونده، گستره فرکانسی زیادی را پوشش می دهد. نتایج شبیه سازی نوسان ساز پیشنهادی، بیانگر این است که مدار برای فرکانس 25/24 گیگاهرتز در آفست 1 مگاهرتز، دارای نویز فاز dBc/Hz-120 و ضریب شایستگی dBc/Hz 67/195-است. گستره فرکانسی پوشش داده شده توسط این نوسان ساز کنترل شونده با ولتاژ 4/1 گیگاهرتز و گستره تنظیم آن در حدود 7/5%، حول فرکانس مرکزی است. مدار پیشنهادی دارای ابعاد جانمایی 2µ m 335/0 در فناوریCMOS µ m 18/0 TSMC با منبع تغذیهV 5/1 و توان مصرفی mW 92/15 است.

در این مقاله یک رؤیتگر جدید برای اندازه گیری جریان چندفازی نفت و گاز ارائه شده که نوآوری اصلی آن استفاده از تئوری دیفرانسیل میانگین مقدار (DMVT) در اندازه گیری جریان چندفازی ورودی پالایشگاه گازی می باشد و شرایط کافی همگرایی با تبدیل به نامعادله ماتریسی خطی (LMI) اثبات گردیده است. جریان چندفازی ورودی به پالایشگاه توسط یک سیستم غیر خطی غیر متمرکز لیپشیتز که متشکل از زیرسیستم های به هم مرتبط می باشد، مدل گردیده و دبی مایع و گاز دوفازی با لحاظ ارتباط بین دو زیرسیستم در هر خط به صورت جداگانه تخمین زده می شود. این تخمین با شبیه سازی انجام شده در نرم افزار HYSYS با استفاده از داده های اندازه گیری در دسترس واقعی در یک پالایشگاه گازی موجود در پارس جنوبی مقایسه شده و مشاهده می گردد که نتایج حاصل بر ارقام عملیاتی موجود منطبق می باشد. مطابق با استاندارد MPMS-API دقت اندازه گیری برای مبنای مبادلات می بایست بهتر از 15/0% باشد که در روش جدید دقت اندازه گیری 1/0% است که همین امر نشان دهنده کارایی روش ارائه شده می باشد.