فهرست مطالب

مهندسی برق و مهندسی کامپیوتر ایران - سال دوازدهم شماره 1 (پیاپی 34، بهار 1393)

نشریه مهندسی برق و مهندسی کامپیوتر ایران
سال دوازدهم شماره 1 (پیاپی 34، بهار 1393)

  • الف - مهندسی برق
  • 76 صفحه،
  • تاریخ انتشار: 1393/05/20
  • تعداد عناوین: 8
|
  • مهدی حاجیان، اصغر اکبری فرود صفحه 1
    تشخیص و دسته بندی اغتشاشات کیفیت توان یکی از وظایف مهم در حفاظت و نظارت سیستم های قدرت امروزی است. در حال حاضر اهمیت اصلی، بهبود روش های تشخیص و طبقه بندی خودکار شکل موج ها به کمک یک الگوریتم موثر می باشد. در این مقاله روشی موثر برای استخراج ویژگی بر اساس ترکیب تبدیل S هذلولی و موجک ارائه شده است. انتخاب و کاهش ویژگی، موجب کاهش زمان آموزش می گردد و در بیشتر موارد افزایش میزان دقت در طبقه بندی داده ها را به همراه دارد. در این مقاله، روشی جدید به نام گرام- اشمیت برای انتخاب ویژگی به کار گرفته شده و همچنین از ساختار طبقه بندی کننده مشهور ماشین بردار پشتیبان چندکلاسه استفاده شده است. همچنین پارامتر های متغیر این طبقه بندی کننده با استفاده از الگوریتم ابتکاری بهینه سازی گروهی ذرات، بهینه شده است. 6 اغتشاش منفرد و 2 اغتشاش ترکیبی و همچنین حالت نرمال برای طبقه بندی در نظر گرفته شده اند. حساسیت روش پیشنهادی تحت شرایط مختلف نویزی با سطوح مختلف سیگنال همراه با نویز بررسی شده است. همچنین با مقایسه نتایج این مقاله با نتایج مقالات دیگر، کارامدی روش پیشنهادی مورد بررسی قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: مونیتورینگ کیفیت توان، تشخیص الگو، انتخاب ویژگی، تحلیل زمان فرکانسی، تبدیل موجک گسسته، تبدیل S هذلولی
  • هادی احمدی، حسین سیفی صفحه 14
    با کاهش منابع سوخت های فسیلی و افزایش آلودگی محیط زیست، استفاده از انرژی های تجدیدپذیر روز به روز در حال افزایش است. از سوی دیگر، وقوع تجدید ساختار در صنعت برق موجب حضور هرچه بیشتر منابع تولید پراکنده در بازار برق رقابتی شده و در چنین شرایطی، فضا برای حضور مزارع بادی و تامین بخشی از توان سیستم کاملا مساعد می باشد. اما توان تولیدی مزرعه بادی وابسته به سرعت باد بوده و این عدم قطعیت در تولید موجب افزایش نگرانی ها در مورد اتصال این منابع به سیستم و بهره برداری از آنها شده است. از این رو در این مقاله روشی احتمالاتی برای مطالعه پایداری سیگنال کوچک سیستم با در نظر گرفتن عدم قطعیت تولید مزارع بادی با استفاده از روش PCM ارائه شده است. روش PCM بر پایه چندجمله ای های متعامد استوار می باشد که یک مدل خطی از خروجی مطلوب فراهم می آورد. با تغییر مداوم نقطه کار ناشی از تغییرات توان خروجی مزرعه بادی، پارامترهای تجهیزات کنترلی باید دوباره و بر اساس شرایط بهره برداری جدید تنظیم گردند. بدین منظور از الگوریتم ژنتیک و مدل های تقریبی به دست آمده برای توابع چگالی احتمال مقادیر ویژه بحرانی از روش PCM استفاده شده است. به منظور اعتبارسنجی روش پیشنهادی، از دو سیستم 10 ماشین و 16 ماشین IEEE استفاده شده است.
    کلیدواژگان: الگوریتم ژنتیک، پایداری سیگنال کوچک، عدم قطعیت، مزرعه بادی، TCSS، PSS
  • صغری منوچهری، مهدی کارگهی صفحه 25
    بسیاری از سیستم های نهفته و دستگاه های متحرک برای تامین انرژی مورد نیاز خود از باتری استفاده می کنند و بنابراین طول عمر این دستگاه ها به طول عمر باتری وابسته است. بر این اساس، جهت افزایش میزان بهره وری از این گونه سیستم ها، کاهش مصرف انرژی و مدیریت نحوه استفاده از باتری اهمیت زیادی دارند. با توجه به خصوصیات و رفتار غیر خطی باتری، بیشینه کردن طول عمر باتری که به الگوی تخلیه آن نیز وابسته است از مسایل سخت محسوب می گردد. این مقاله جهت افزایش طول عمر سیستم و بیشینه کردن بهره وری از باتری، به ارائه یک الگوریتم زمان بندی آگاه از وضعیت باتری برای وظایف دوره ای در سیستم های بی درنگ مبتنی بر باتری می پردازد. در الگوریتم پیشنهادی یک روش ابتکاری حریصانه برای تغییر پویای ولتاژ با توجه به خصوصیات باتری و توان مصرفی وظایف ارائه می گردد. الگوریتم ارائه شده با دو روش ارزیابی می شود، در روش اول از تابع هزینه مبتنی بر شارژ مصرفی باتری استفاده می شود و در روش دوم از یک شبیه ساز سطح پایین باتری های لیتیوم- یون به نام Dualfoil بهره برداری خواهد شد. نتایج نشان می دهد که الگوریتم پیشنهادی منجر به افزایش طول عمر سیستم بین 6/19- 3/4 درصد در شرایط مختلف (از نظر بار کاری سیستم و محدوده توان مصرفی وظایف) شده است.
    کلیدواژگان: سیستم های نهفته بی درنگ، تغییر پویای ولتاژ، زمان بندی آگاه از وضعیت باتری، مصرف توان
  • بهداد آرندیان، رحمت الله هوشمند، اسکندر قلی پور صفحه 37
    شرکت های توزیع خصوصی (DISCO) سعی دارند با کاهش تلفات شبکه های خود، هزینه کمتری بابت خرید انرژی از بازار صرف نمایند و بازآرایی بهینه یکی از ارزان ترین روش ها جهت رسیدن به این هدف می باشد. در این مقاله، روش جدیدی در کاهش هزینه فعالیت یک DISCO از طریق کاهش میزان تلفات شبکه و کنترل توان تولیدی منابع تولید پراکنده ارائه می گردد. به دلیل فعال بودن بازار، قیمت ها مقدار ثابتی ندارند لذا این مساله در سطوح مختلف بارگذاری شبکه با قیمت های متفاوت مورد بررسی قرار گرفته است. به دلیل وجود پارامترهای مختلف، بهینه سازی مذکور از مسائل پیچیده بهینه سازی محسوب می گردد و بنابراین روشی بر مبنای الگوریتم جهش قورباغه بهبودیافته که تاکنون جهت مسائل گسسته بهینه سازی به ویژه بازآرایی استفاده نگردیده است، پیشنهاد شده تا مساله بهینه سازی به نحو مطلوبی صورت گیرد. همچنین اثرات حضور منابع تولید پراکنده بر نحوه پخش بار و مدل سازی تابع هدف مساله در نظر گرفته شده است. نتایج شبیه سازی روش ارائه شده بر روی شبکه های استاندارد 33شینه IEEE و 69شینه IEEE، قابلیت روش پیشنهادی را در کاهش هزینه های فعالیت DISCO در محیط بازار برق و کاهش تلفات نشان می دهد. همچنین توانایی روش پیشنهادی نسبت به دیگر روش ها نیز نشان داده شده است.
    کلیدواژگان: بازآرایی، تجدید ساختار، منابع تولید پراکنده
  • مهدی کاری، محمود نیکوفرد صفحه 46
    در این مقاله یک فرستنده- گیرنده نوری یک پارچه مبتنی بر تشدید گرهای حلقوی بر روی زیرلایه نیمه عایقی InP در طول موج μm 55/1 برای اولین بار طراحی شده است. برای جداسازی طول موج های دریافتی شامل موج نوری پیوسته و موج نوری مدوله شده از تشدیدگر حلقوی نوری استفاده شده است. تشدیدگر حلقوی دارای ساختار pin بوده که علاوه بر جداسازی طول موج های دریافتی و ارسالی، وظیفه آشکارسازی طول موج های مدوله شده دریافتی را نیز بر عهده دارند. طول موج پیوسته پس از مدوله شدن در مدولاتور حلقوی به سمت یک زوج تشدیدگر حلقوی هدایت گردیده تا منعکس شده و به شبکه باز گردد. فاصله کانال بین طول موج دریافتی و طول موج ارسالی (nm 6/1) GHz 200 در محدوده طول موج nm 1570-1520 است. این فرستنده- گیرنده می تواند پهنای باند حداقل GHz 40 را نشان دهد.
    کلیدواژگان: فرستنده گیرنده یکپارچه نوری، آشکارساز نوری، تشدیدگر حلقوی، مدولاتور، انعکاس دهنده
  • علی خندانی، اصغر اکبری فرود صفحه 55
    با تجدید ساختار در صنعت برق و رقابتی شدن بازار برق، تصمیم گیری های شرکت ها در راستای کسب بیشترین سود صورت می گیرد. از این رو شرکت های انتقال علاقه ای به افزایش قابلیت اطمینان و اصلاح ساختارهای موجود بدون به دست آوردن منافع مالی ندارند و از طرفی، مصرف کنندگان خواستار انرژی با قابلیت اطمینان بالاتر و نیازمند تضمینی برای دریافت انرژی باکیفیت می باشند. در این مقاله، بیمه انتقال انرژی الکتریکی به عنوان روشی تشویقی برای افزایش قابلیت اطمینان مطرح شده است. در این روش، شرکت های بیمه قابلیت اطمینان سیستم انتقال را افزایش خواهند داد و شرکت بیمه خسارات ناشی از عدم تامین انرژی الکتریکی را به مصرف کنندگان پرداخت خواهد نمود. روش پیشنهادی در شبکه 6باسه مورد مطالعه قرار گرفته است و نتایج نشان می دهد روش پیشنهادی سبب افزایش قابلیت اطمینان شبکه خواهد شد.
    کلیدواژگان: بازار برق، قابلیت اطمینان، بیمه انتقال، شبکه انتقال
  • رحمت اعظمی، محمودرضا حقی فام * صفحه 63

    در این مقاله موضوع کلیدزنی شبکه انتقال در بازار احتمالی هم زمان انرژی و رزرو چرخان مدل سازی شده است. در مدل سازی انجام گرفته قیود دینامیکی متناظر با کلیدزنی شبکه انتقال در داخل مساله بهینه سازی مدل شده است و هدف از بیان مساله کمینه کردن هزینه تامین بار، هزینه امنیت شبکه و جلوگیری از ناپایداری گذرا در هنگام بازکردن خطوط می باشد.
    کلیدزنی انتقال در مقایسه با روش های دیگر همانند بازآرایی تولید و قطع بار می تواند به عنوان روشی کنترلی برای مدیریت پیشامدها در سیستم به کار گرفته شود.
    در این مقاله با استفاده از مدل برنامه ریزی احتمالاتی غیر خطی اعداد صحیح، کلیدزنی انتقال در هنگام بهره برداری عادی و پیشامدها برای تعیین میزان بهینه انرژی و رزرو به کار گرفته شده است. برای بررسی کارایی استراتژی پیشنهادی سیستم تست 14شینه مورد مطالعه قرار گرفته است و مطابق با نتایج حاصل شده، استراتژی پیشنهادی هزینه های حدی انرژی و رزرو را کاهش داده است و از طرفی در نظر گرفتن محدودیت های دینامیکی باعث کم شدن اثرات کاهش هزینه در بازار می شود ولی ناپایداری گذرای سیستم و هزینه های ناپایداری را هنگام خروج خطوط مورد نظر قرار داده و هزینه های مرتبط با آن را کاهش می دهد..

    کلیدواژگان: کلیدزنی انتقال، بازار احتمالاتی هم زمان انرژ و رزرو چرخان، برنامه ریزی احتمالاتی غیر خطی اعداد صحیح
  • تقدیر و تشکر
    صفحه 69
|
  • M. Hajian, A. Akbari Foroud Page 1
    Identification and classification of power quality disturbances (PQDs) are one of the most important functions of monitoring and protection of modern power systems. One of the most important issues in PQ analysis is automatic diagnosis of waveforms using an effective algorithm. This paper presents an effective method, for extracting features, using integration of discrete wavelet transform (DWT) and hyperbolic S transform (HST). Moreover, an efficient feature selection method namely Orthogonal Forward Selection (OFS) by incorporating Gram Schmidt (GS) procedure and forward selection is applied for selection of the best subset features. Multi support vector machines (MSVM), as famous classifier, is applied. Also, the variable parameters of the classifier are optimized using a powerful method namely particle swarm optimization (PSO). Six single disturbances and two complex disturbances as well pure sine (normal) selected as reference are considered for the classification. Sensitivity of the proposed expert system under different noisy conditions is investigated. Also, efficiency of the proposed methods by comparing the results of this study with the results of other papers is examined.
  • H. Ahmadi, H. Seifi Page 14
    With the decreasing of the fossil fuels and increasing of the environmental pollution, using of renewable energy resources is growing rapidly. On the other hand, the restructured electricity industry causes to cooperation of the distributed generation resources in the competitive electricity market. In such situation, the presence of the wind farms in the power system in order to provide the system loads is quite favorable. However, wind farm generation depends on the wind speed and the uncertainty in the generation cause to some concerns about the connection and operation of the power system. So, in this paper, a probabilistic approach for small signal stability analysis with considering the wind farm generation uncertainty based on PCM method is proposed. The PCM method is based on the orthogonal polynomials which provide a linear model for desired output. The continuous changes of the wind farm generation level cause to variation on the operating point that the control equipment parameters should be adjusted based on the new operation conditions. Therefore, genetic algorithm and the approximate models which are obtained from the PCM method are used. In order to validate the proposed method, the IEEE 10-machine and IEEE 16-machine test system are used.
  • S. Manoochehri, M. Kargahi Page 25
    Many embedded systems and mobile devices use batteries as their energy suppliers. The lifetime of these devices is thus dependent on the battery behavior. Accordingly, battery management besides reducing the energy consumption of the respective system helps to increase the efficiency of such systems. Maximizing the battery lifetime is a quiet challenging problem due to the nonlinear behavior of batteries and its dependence on the characteristics of the discharge profile. This paper employs dynamic voltage scaling (DVS) to extend the lifetime of battery-operated real-time embedded systems. We propose a battery-aware scheduling algorithm to maximize the lifetime and efficiency of the battery. The proposed algorithm is based on greedy heuristics suggested by battery characteristic and power consumption of tasks to employs DVS. Two methods are used to evaluate the mentioned algorithms; the first one is based on the cost function derived from a high-level analytical model of battery, and the second one is based on Dualfoil, a low-level li-ion battery simulator. Experimental results show that the system lifetime can be increased about 4.3% to 19.6%in various situations (in terms of system workload and tasks power consumption).
  • B. Arandian, R. Hooshmand, E. Gholipour Page 37
    Distribution system companies (DISCOs) can reduce their cost by reconfiguration as the economic way for loss reduction. This paper presents a new method for reducing DISCO costs in deregulated environment by loss reduction and power generation control of Distributed Generators (DGs). Because of changing the price of energy in this environment, different network load levels with different prices were considered. This complex optimization problem is solved by a new method based on shuffled frog leaping algorithm (SFLA). Also, influence of DG presence on objective function and load flow is considered. The proposed method is applied to IEEE 33-bus and 69-bus test systems to decrease the activity cost of DISCO in deregulated environment and its capability relative to other methods is shown.
  • M. Kari, M. Nikoufard Page 46
    In this article, we designed a novel monolithic integrated optical transceiver based on the ring resonator structure on semi-insulating InP substrate at 1.55 μm wavelength. To separate the incoming continuous (λ2) and modulated (λ1) optical waves from the network, an optical ring resonator is utilized. The ring resonator has the p-i-n layer stack that also detects the incoming modulated optical wave (λ1). The continuous optical wave (λ2) is guided to the ring-resonator based modulator where it is modulated and finally directed toward a pair of ring resonator to reflected back to the network. Channel spacing between λ1 and λ2 is 200 GHz (1.6 nm) at wavelength ranges of 1520 to 1570 nm. This transceiver can illustrate a 40 GHz bandwidth.
  • A. Khandani, A. Akbari Foroud Page 55
    In competitive electricity market, maximizing the profit is the main objective in company’s decision making. Hence, Transmission companies (Trans Cos) are not interested in improving reliability and expanding existing structures without financial benefits. On the other hand, consumers demand more reliable and high quality power. In this paper, transmission insurance plan is proposed as an incentive method to improve the reliability of electrical power transmission. In this method, an insurance contract concluded between insurance company and every customer. Insurance company spend a part of its revenue to increases the reliability of the transmission system and also pays for compensation of consumers not supplied energies. The proposed method is studied in a network with six buses. Results show that the proposed method increases network reliability.
  • R. Aazami, M. R. Haghifam Page 63

    In this paper a joint energy and reserve market with transmission switching considering dynamic constraints has been proposed to minimize the cost of supplying load, reliability expenses and avoidance of transient instability in line switching.Transmission switching is used during contingencies and steady state to determine optimal required energy and reserve values. To investigate the efficiency of the proposed strategy IEEE 14 bus test is studied. According to the obtained results, this strategy decreases energy and reserve marginal prices, as well as reliability cost.