فهرست مطالب

فصلنامه روشهای هوشمند در صنعت برق
پیاپی 20 (زمستان 1393)

  • تاریخ انتشار: 1393/12/13
  • تعداد عناوین: 7
|
  • کوروش اصلان صفت، غلامرضا لطیف شبگاهی صفحات 3-14
    درخت عیب یک دیاگرام سلسله مراتبی است که راه های مختلف ترکیب اجزای معیوب یک سیستم را که منجر به وقوع عیب نامطلوب مشخص در آن می شوند به تصویر می کشد. این دیاگرام در فازهای طراحی و بهره برداری سیستم های صنعتی به کار رفته و به طراحان امکان ارزیابی ویژگی هایی نظیر قابلیت اطمینان، میانگین زمان تا خرابی و حساسیت را عرضه می کند. علاوه بر موارد مذکور از درخت عیب برای پیدا کردن گلوگاه های خرابی و تعیین نقاط ضعف طراحی استفاده می کنند. علیرغم کاربردهای وسیع آن در ارزیابی قابلیت اطمینان سیستمها، از درخت عیب کمتر برای محاسبه حساسیت استفاده شده است. در دهه اخیر تحقیقات محدودی در این زمینه صورت گرفته است، اما این روش ها برای سیستم های بزرگ کارایی نداشته و نظام مند نیستند. مقاله حاضر به ارائه روشی سیستماتیک برای ارزیابی حساسیت سیستم های تحمل پذیر خطا از روی درخت عیب آن می پردازد. سپس روش فوق را برای محاسبه حساسیت معماری NMR که یکی از ساختارهای متعارف تحمل پذیری خطا که جهت افزایش قابلیت اطمینان، ایمنی و دردسترس پذیری سیستم ها در صنعت است، به کار گرفته و به ارائه فرمولی جامع و پارامتری برای محاسبه حساسیت این ساختار می پردازد. روش ارائه شده می تواند کمک شایانی به مهندسان طراح و بهره بردار سیستم های مطمئن برای محاسبه سیستماتیک و سریع حساسیت از روی درخت عیب آنها بنماید
    کلیدواژگان: حساسیت، درخت عیب، افزونگی، معماری NMR
  • سیدمیثم عزتی، فرامرز فقیهی، علی معرفیان پور صفحات 15-26
    این مقاله به بررسی و تحلیل تخلیه جزیی بر روی شینه های استاتور ژنراتور سنکرون می پردازد. لازم است در ابتدا، با استفاده از تجهیزات مربوطه، اندازه گیری سیگنالهای خاص این نوع تخلیه در دفعات و زمان های مختلف انجام گیرد و سپس با توجه به قواعد و استانداردهای موجود به تفسیر آنها پرداخته شود. به منظور تفسیر بهتر نتایج، یک شبکه عصبی مورد آموزش، آزمون و صحت سنجی قرار گرفته است. شبکه عصبی مورد استفاده، شبکه پرسپترون پیشرو دو لایه می باشد که با روش لونبرگ مارکوارت با در نظر گرفتن حداقل سازی مربعات خطا به عنوان شاخص عملکرد، مورد آموزش قرار گرفته است. به عنوان تست سیستم نمونه، آزمایش بر روی سه ژنراتور میتسوبیشی نیروگاه گازی شهر ری که هر کدام با توان نامی 85 مگاوات به تولید می پردازند، انجام گرفته است. در استاتور ژنراتور سنکرون عموما وجود تخلیه الکتریکی در محل تماس شینه ها با بدنه استاتور، ورقه ورقه شدن داخلی شینه ها، وجود لقی در داخل دیواره عایق اصلی و ایجاد تخلیه در داخل شیار نتایج حاصل از تحلیل تخلیه جزیی می باشند
    کلیدواژگان: تخلیه جزیی، ژنراتور سنکرون، استاتور، شبکه عصبی مصنوعی
  • محمود فلاح، علیرضا ملاح زاده صفحات 27-36
    در این مقاله ما به پیاده سازی یک پراکنده گر به صورت مدل واقعی ناهمواری های زمین در برنامه رایانه ای با استفاده از پردازش تصویر مبادرت ورزیده ایم. نشان می دهیم که این رویکرد می تواند برای شبیه سازی انتشار امواج الکترومغناطیسی بر روی سطوح واقعی ناهموار مورد استفاده قرار گیرد. شبیه سازی هایی برای پیاده سازی پراکنده گرها به عنوان هادی کامل انجام شده است. ما همچنین چگونگی استفاده از این رویکرد را برای مواد و یا شروط مرزی مختلف درون فضای محاسباتی شرح می دهیم. نتایج تصاویر لحظه ای میدان ها که در زمان های مختلف شبیه سازی گرفته شده است، قابلیت این روش را تصدیق می کند
    کلیدواژگان: انتشار موج الکترومغناطیسی، تفاضل محدود در حوزه زمان، پردازش تصویر، مدل سازی ناهمواری، FDTD
  • مهدی فولادگر، اسماعیل رک رک، بهادر فانی، غضنفر شاهقلیان صفحات 37-54
    این مقاله استفاده از تحلیل حساسیت مسیر در سیستم های تولید پراکنده (DG) را بررسی می کند. نشان داده می شود که روش ذکر شده می تواند در تعیین اثر پارامترهای کنترلی توربین بادی متصل به ژنراتور القایی تغذیه دوبل (DFIG) در برابر تغییر سرعت باد و تغییر امپدانس خط انتقال بر روی پایداری گذرای سیستم مفید باشد. برای مشخص نمودن مقدار حساسیت توربین بادی متصل به ژنراتور القایی تغذیه دوبل نسبت به 10 پارامتر کنترلی در برابر تغییر سرعت باد و تغییر امپدانس خط انتقال، متغیرهای حالت سیستم و لغزش DFIG مورد بررسی قرار می گیرند. با توجه به بررسی ها و شبیه سازی های انجام گرفته می توان به طور کلی به این نتیجه رسید که پارامترهای کنترلی تناسبی از پارامترهای کنترلی انتگرالی اهمیت بیشتری در رفتار DFIG دارند. همچنین پارامترهای کنترلی از نظر اهمیت تاثیرگذاری بر روی رفتار DFIG تقسیم بندی می شوند.
    کلیدواژگان: ژنراتور القایی تغذیه دوبل (DFIG)، توربین بادی (WT)، سیستم های تولید پراکنده (DG)، تحلیل حساسیت مسیر (TSA)
  • میثم قیصر نژاد، حامد مجللی صفحات 55-66
    کنترلر PID مرتبه کسری (FOPID) تعمیم یافته کنترلر PID استاندارد با استفاده از حسابان کسری می باشد. در مقایسه با کنترلر PID استاندارد، دو متغیر قابل تنظیم «مشتق کسری» و «انتگرال کسری» به کنترلرPID اضافه می شوند. سیستم سه مخزن یک فرآیند چند متغیره غیر خطی است که یک نمونه اولیه خوب از فرآیندهای صنعتی می باشد. الگوریتم بهینه سازی فاخته (COA) که اخیرا معرفی شده است عملکرد خوبی در مسائل بهینه سازی نشان داده است. در این تحقیق الگوریتم بهینه سازی فاخته بهبود یافته (ICOA) ارائه شده است. هدف از این مقاله مقایسه کنترلرهای مختلف با الگوریتم بهینه سازی فاخته بهبود یافته برای سیستم سه مخزن تنظیم شده است. بدین منظور عملکرد کنترلر FOPID بهینه شده با کنترلرهای دیگر، الگوریتم ژنتیک (GA)، بهینه سازی ازدحام ذرات (PSO)، الگوریتم بهینه سازی فاخته (COA) و الگوریتم رقابت استعماری (ICA) مقایسه می شود
    کلیدواژگان: الگوریتم بهینه سازی فاخته، سیستم سه مخزن، کنترلر PID مرتبه کسری
  • مینا کدخدایی الیادرانی، سید حمید محمودیان، غزال شیخی صفحات 67-74
    در این مقاله آنتروپی بسته موجک برای بازشناسی احساسات از گفتار در حالت مستقل از گوینده پیشنهاد شده است. پس از پیش پردازش، بسته موجک db3 سطح 4 در هر فریم محاسبه شده است و آنتروپی شانون در گره های آن به عنوان ویژگی در نظر گرفته شده است. ضمنا ویژگی های نوایی گفتار شامل فرکانس چهار فرمنت اول، جیتر یا دامنه تغییرات فرکانس گام و شیمر یا دامنه تغییرات انرژی به عنوان ویژگی های پرکاربرد در حوزه تشخیص احساسات در کنار ضرایب فرکانسی کپسترال مل (MFCC) برای تکمیل بردار ویژگی مورد استفاده قرار گرفته اند. طبقه بندی با استفاده از ماشین بردار پشتیبان (SVM) انجام شده است و ترکیب های مختلفی از بردار ویژگی در حالت چند دسته ای برای همه احساسات و دودسته ای نسبت به حالت طبیعی مورد بررسی قرار گرفته اند. 46 بیان مختلف از جمله واحد در دادگان احساسی دانشگاه برلین به زبان آلمانی انتخاب شده که توسط 10 گوینده مختلف با حالت های احساسی ناراحتی، خوشحالی، ترس، ملالت، خشم و حالت طبیعی بیان شده اند. نتایج نشان می دهند استفاده از ضرایب آنتروپی به عنوان بردار ویژگی نرخ بازشناسی را در حالت چند دسته ای بهبود می بخشد. علاوه بر آن ویژگی های پیشنهادی در ترکیب با سایر ویژگی ها باعث بهبود نرخ تشخیص احساس خشم، ترس و خوشحالی نسبت به حالت طبیعی می شوند.
    کلیدواژگان: تشخیص احساسات از گفتار، بسته موجک، ضرایب آنتروپی شانون، ماشین بردار پشتیبان
  • محمد روح الله یزدانی، مریم فاضل صفحات 75-83
    سازگاری الکترومغناطیسی در منابع تغذیه سوئیچینگ که خود از منابع نویز هستند، اهمیت ویژه ای دارد. تداخل الکترومغناطیسی (EMI) به شکل هدایتی و یا تشعشعی به بخشهای حساس می رسد و در کار آنها اختلال می کند. از طرف دیگر، استانداردهای سازگاری الکترومغناطیسی، اجبار دیگری را در کاهش نویز مبدلهای سوئیچینگ ایجاد کرده است. بخش مهمی از نویز ناشی از جریان نویز مد مشترک عبوری از عناصر پارازیتی به سمت زمین مدار است. از جمله مهمترین عناصر پارازیتی از دید نویز مد مشترک، خازن ناشی از گرماگیر کلید (خازن مد مشترک) است. در این مقاله یک روش خنثی سازی خازن گرماگیر به کمک مدار پسیو در یک مبدل ایزوله نوع فلای بک w50 پیشنهاد و در نرم افزار OrCAD مدلسازی شده است. همچنین نتایج اندازه گیری عملی EMI مد مشترک در نمونه ساخته شده مبدل فلای بک معمولی و فلای بک پیشنهادی برای بررسی دقت مدلسازی ارائه می شود. بر اساس نتایج عملی، کاهش قابل ملاحظه سطح EMI مد مشترک بعد از پیاده سازی روش خنثی سازی خازن گرماگیر تایید می شود.
    کلیدواژگان: تداخل الکترومغناطیسی مد مشترک، سازگاری الکترومغناطیسی، خازن پارازیتی گرماگیر، منبع تغذیه سوییچینگ فلای بک
|
  • Kourosh Aslansefat, Gholamreza Latif Shabgahi Pages 3-14
    A fault tree illustrates the ways through which a system fails. It states different ways in which combination of faulty components result in an undesired event in the system. Being used in phases such as designing and exploiting industrial systems، and the designers able to evaluate the dependability attributes such as reliability، MTTF and sensitivity. In addition، in the mentioned ability، the fault tree is a systematic method for finding systems bottlenecks and weakness point. In spite of its extensive use in evaluating the reliability of systems، fault tree is rarely used in calculating sensitivity. In the last decade، few researches has been conducted in this field، however these methods are not applicable to large scale systems and are not systematic. This paper provides a systematic method for evaluating system sensitivity through fault tree. Then، it introduces sensitivity of NMR architecture as one of the common structures of fault tolerance which is used for enhancing systems’ reliability، safety and availability in industry. This article presents a comprehensive and parameterized formula for NMR structure''s sensitivity. The presented method can be a great help for designing and exploiting reliable systems engineers in systematic and instant calculation of sensitivity by means of fault tree.
    Keywords: Sensitivity, fault tree, redundancy, NMR architecture, fault tolerance
  • Seyed Meisam Ezzati, Faramarz Faghihi, Ali Moarefian Poor Pages 15-26
    This paper analyses the Partial Discharge (PD) on the stator terminals of synchronous generator. This is necessary to collect experimental data for the analysis. First، exploiting the measurement devices، special signals that describe the partial discharges are repeatedly collected. Then، based on the current standards، the collected empirical data are subjected to interpretation. To ease the interpretation process، an Artificial Neural Network is trained and validated. We have used a double layers forward perceptron neural network which is trained by Levenberg–Marquardt algorithm that utilizes least square method as the performance index. As the case study، three gas turbine-generators located in Shahre-Rey power plant (Rey Power Generation Management Company) have been subjected to repeatedly data collection. The mentioned generators are manufactured by Mitsubishi with 85 MW of nominal power. Generally، partial discharge analysis has the following practical implication about the probable defects: lamination of the internal terminal، mobility within the main insulation and discharge into the groove in stator of synchronous generator.
    Keywords: Partial discharge (PD), stator, synchronous generator, artificial neural network (ANN)
  • Mahmood Falah, Ali Reza Malahzadeh Pages 27-36
    In this paper، we implement real irregular terrain model in computer program by using image processing. We show how this approach can be used in simulation of E. M. wave propagation on irregular earth’s surface in a realistic manner. Some simulations are performed for implementation of longitudinal height differences over the propagation path as PEC surface. We also describe that how this approach can be used for any boundary condition in computational space. The results observed in Snapshots of the field profiles taken at different simulation times، validates capability of this method.
    Keywords: E.M. propagation, finite diference time domain, Image processing, terrain modeling, consecutive windows, FDTD
  • Mehdi Fooladgar, Esmaeil Rok Rok, Bahador Fani, Ghazanfar Shahgholian Pages 37-54
    Economic and environmental conditions often make large stations and transmission lines، restrictions are placed. Small and medium-sized production units connected to existing systems as a strategy is in progress. These units are usually near the center of the load placed and distributed generators (DG) famous are the DG are allowed types vary، such as induction generators rack squirrel-connected wind turbines، generators fed induction double mounted wind turbines، fuel cells connected to the system by power electronic converters or synchronous generator connected to the turbine combustion [10]. This way sensitivity analysis in systems of distributed generation (DG) is assessed. It is shown that the method can detect the effect of control parameters listed wind turbine connected to a double-fed induction generator (DFIG) Badoou the impedance of the changing the speed of on the stability of the transmission line useful system invested. The control parameters of the importance of influencing the behavior of DFIG are divided.
    Keywords: Double, fed induction generator (DFIG), wind turbines (WT), distributed generation (DG), (TSA)
  • Meysam Gheisarnezhad, Hamed Mojallali Pages 55-66
    Fractional-order PID (FOPID) controller is a generalization of standard PID controller using fractional calculus. Compared with the Standard PID controller، two adjustable variables “differential order” and “integral order” are added to the PID controller. Three tank system is a nonlinear multivariable process that is a good prototype of chemical industrial processes. Cuckoo Optimization Algorithm (COA)، that was recently introduced has shown its good performance in optimization problems. In this study، Improved Cuckoo Optimization Algorithm (ICOA) has been presented. The aim of the paper is to compare different controllers tuned with a Improved Cuckoo Optimization Algorithm (ICOA) for Three Tank System. In order to compare the performance of the optimized FOPID controller with other controllers، Genetic Algorithm (GA)، Particle swarm optimization (PSO)، Cuckoo Optimization Algorithm (COA) and Imperialist Competitive Algorithm (ICA).
    Keywords: Cuckoo optimization algorithm, three tank system, fractional order PID controller
  • Mina Kadkhodaei Elyaderani, Seyed Hamid Mahmoodian, Ghazaal Sheikhi Pages 67-74
    In this paper، wavelet packet entropy is proposed for speaker-independent emotion detection from speech. After pre-processing، wavelet packet decomposition using wavelet type db3 at level 4 is calculated and Shannon entropy in its nodes is calculated to be used as feature. In addition، prosodic features such as first four formants، jitter or pitch deviation amplitude، and shimmer or energy variation amplitude besides MFCC features are applied to complete the feature vector. Then، Support Vector Machine (SVM) is used to classify the vectors in multi-class (all emotions) or two-class (each emotion versus normal state) format. 46 different utterances of a single sentence from Berlin Emotional Speech Dataset are selected. These are uttered by 10 speakers in sadness، happiness، fear، boredom، anger، and normal emotional state. Experimental results show that proposed features can improve emotional state detection accuracy in multi-class situation. Furthermore، adding to other features wavelet entropy coefficients increase the accuracy of two-class detection for anger، fear، and happiness.
    Keywords: Speech emotion recognition, wavelet Packet, shannon entropy coefficients, support vector machine
  • Mohammad Rouholah Yazdani, Maryam Fazel Pages 75-83
    Electromagnetic compatibility in switching power converters which are noise sources themselves، has a special importance. Electromagnetic interference (EMI) in the form of conducted or radiated reaches to sensitive sections and interferes with their operation. On the other، electromagnetic compatibility (EMC) standards causes another forces to reduce noise in switching converters. Major part of noise is due to the common-mode (CM) current passes through parasitic elements to the circuit ground (Earth). One of the important parasitic elements from the CM noise viewpoint is the switch heat-sink capacitor (common-mode capacitor). In this paper، a cancellation method of the heat-sink capacitor via a passive circuit is proposed in a 50W isolated flyback converter and is also modeled in OrCAD software. Also، experimental measurement results of the CM electromagnetic interference in regular and proposed flyback converter prototypes are presented to examine the modeling accuracy. Based on the experimental results، significant reduction of CM-EMI is verified after applying the cancellation method of the heat-sink capacitor.
    Keywords: Common, mode electromagnetic interference(EMI), electromagnetic compatibility, heat, sink parasitic capacitor, switching flyback converter