فهرست مطالب

روشهای هوشمند در صنعت برق - پیاپی 32 (زمستان 1396)

فصلنامه روشهای هوشمند در صنعت برق
پیاپی 32 (زمستان 1396)

  • تاریخ انتشار: 1396/12/28
  • تعداد عناوین: 6
|
  • محسن سلطانی، سید محمد مهدی میرطلایی * صفحات 3-12
    پیشرفت های اخیر در منابع انرژی تجدیدپذیر نیاز به مبدل‏های DC-DC بهره بالا و بازده بالا را ایجاد کرده است. این نیازها عمدتا از طریق استفاده از ترانسفورمرهای فرکانس بالا برای دستیابی به بهره‏ی مورد نیاز و مطلوب برآورده می‏شود. راه‏حل‏های الکترونیک قدرتی مبتنی بر پیکربندی های چند مبدله، راه‏حل‏های مقرون به صرفه‏ای را توسط تلفیق تعدادی از اجزا در توان ورودی و خروجی فراهم می‏کند. در این مقاله در ابتدا به بررسی برخی از ساختارهایی که تاکنون به هدف دست‏یابی به یک مبدل بهره بالا ارائه شده‏اند، پرداخته و در مورد معایب و مزایای هر کدام، بحث شده است. مبدل پیشنهادی در راستای کاهش استرس ولتاژ مبدل‏های بهره بالای مبتنی بر سلف کوپل شده و مدار کلمپ پسیو ارائه شده است. استرس ولتاژ سوئیچ این مبدل پیشنهادی در شرایط یکسان از استرس ولتاژ مبدل بوست عادی کمتر می‏باشد. همچنین در این ساختار با استفاده از مدار کلمپ پسیو نوسانات دو سر سوئیچ به مقدار محدودی کلمپ می‏شود و در نهایت با استفاده از این تکنیک می‏توان به بهره و بازده بالا با انتخاب مناسب ضریب وظیفه دست یافت. در این مقاله برای بررسی نحوه عملکرد مبدل‏های پیشنهادی از تحلیل‏های نظری استفاده شده است و برای بررسی درستی تحلیل‏های نظری نتایج شبیه سازی مبدل در نرم افزار PSPICE، گزارش شده است.
    کلیدواژگان: مبدل بوست، مبدل باک، بوست، مبدل های بهره بالا، سلف های کوپل شده، استرس ولتاژ
  • داوود کرمعلیان، بهروز مجیدی *، محمدرضا یوسفی صفحات 13-20
    ویژگی های الکتریکی، مکانیکی، قابلیت اطمینان بالا و همچنین سادگی ساخت و نگهداری موتورهای سوئیچ رلوکتانس باعث استفاده ی گسترده از این نوع موتور در صنعت شده است. با این حال عمده ترین مشکلات این موتور داشتن گشتاور ناپیوسته در برخی از زوایای گردش روتور و عدم راه اندازی می باشد. در این مقاله به منظور افزایش ناحیه ی گشتاور مثبت و از بین بردن ناحیه ی بدون گشتاور موسوم به ناحیه ی مرده1، ساختار جدیدی از روتور ارائه شده است تا علاوه بر اینکه فاصله ی هوایی را ثابت نگه دارد، مشکل پیوستگی گشتاور را تحت بارهای بزرگ برطرف نماید. در این روش با ایجاد برش در روتور تحت دو فاکتور مکان و زاویه ی برش، اندوکتانس متغیری ایجاد می شود که گشتاور تولیدی را به دو بخش مجزا تقسیم بندی می کند و بازه ی تولید گشتاور مثبت بیشتر می شود به صورتی که هم پوشانی گشتاور مثبت بین دو فاز بوجود می آید. به منظور تایید این ساختار، بهینه سازی متغیرهای فوق و مشاهده ی خروجی های موتور از روش شبیه سازی آنالیز اجزای محدود استفاده و ملاحظات ساخت نیز مورد توجه قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: آنالیز اجزای محدود، گشتاور پیوسته، موتور سوئیچ رلوکتانس، ناحیه ی مرده
  • رضا علی اکبری، مجید دلشاد * صفحات 21-28
    در این مقاله یک مبدل افزاینده جدید ارایه گردیده است که برای ایجاد شرایط کلیدزنی نرم از کلید کمکی استفاده نگردیده است بنابراین نیاز به مدار راه انداز اضافی نیست و انرژی مدار کمکی نیز به نحو مناسبی به خروجی منتقل گردیده است. مدار کمکی شرایط کلیدزنی در جریان صفر را برای روشن شدن و شرایط کلیدزنی در ولتاژ صفر را برای خاموش شدن کلید فراهم می نماید. از طرفی تمامی دیودها بصورت ZCS خاموش می گردند و مشکل بازیابی معکوس در آنها وجود ندارد. یکی از ویژگی های مبدل پیشنهادی کاهش استرس ولتاژ دو سر کلید به خاطر بهره ولتاژ بالای آن می باشدهمچنین مدار کمکی دارای تعداد المان پایینی می باشد به همین دلیل تلفات هدایتی بالایی به مبدل تحمیل نمی نماید. سلفهای تزویج شده در مدار کمکی دارای مقادیر پایینی هستند در نتیجه حجم و مقادیر پارزیتی آن بزرگ نمی گردد. به منظور تایید عملکرد مبدل پیشنهادی،یک نمونه آزمایشگاهی از آن ساخته شده است.
    کلیدواژگان: مدار کمکی، مبدل افزاینده، بهره بالای ولتاژ، کلیدزنی در جریان صفر
  • وحیده حی العالم، علی اصغر پورحاجی کاظم * صفحات 29-38
    امروزه سیستم های سرویس گرا با توجه به امکان استفاده در محیط های توزیع شده ناهمگون و عدم وابستگی به فناوری خاص، و نیز وجود سیستم های مقیاس وسیع پویا با نیازهای متغیر، بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. سرویس های ابر نیز یکی از روش های پیاده سازی مفهوم سرویس گرایی است. افزایش تمایل کاربران به استفاده از رایانش ابری، فروشندگان سرویس های وب را به تولید سرویس هایی با ویژگی های غیرعملکردی (کیفیت سرویس) متفاوت، تشویق می کند. نیاز های کاربران در اغلب اوقات توسط سرویس های تکی موجود رفع نمی گردد و بایستی با ترکیب تعدادی از سرویس ها به سرویس مورد نظر دست یافت. تعداد ارائه دهندگان سرویس روز به روز در حال افزایش است و به موازات آن، برای یک درخواست، چندین سرویس با عملکرد یکسان و با ویژگی های غیر عملکردی متفاوت پیشنهاد می شود، که این باعث می-شود مساله ترکیب سرویس کاملا پیچیده شده و جزو مسائل Np-Hard محسوب شود. بنابراین افزایش کیفیت سرویس های مرکب چالشی بزرگ می باشد و از آنجایی که کیفیت سرویس های مرکب ابری نتیجه شده از کارهای پیشین هنوز قابل افزایش می باشد، لذا در این تحقیق سعی شده است با استفاده از الگوریتم جستجوی موجودات زنده همبسته، کیفیت سرویس های مرکب ابری را افزایش داد. تمامی شبیه-سازی ها در محیط متلب اجرا شده و نتایج آنها با الگوریتم های ژنتیک، ازدحام ذرات و کلونی مورچگان مقایسه شده که نشان می دهد روش پیشنهادی از نظر کیفیت جواب ها، پایداری و مقیاس پذیری، برتری قابل توجهی نسبت به سایر الگوریتم ها دارد، همچنین دارای 13% بهبود نسبت به سایر روش های مورد مقایسه می باشد.
    کلیدواژگان: رایانش ابری، ترکیب سرویس، کیفیت سرویس، معماری سرویس گرا، الگوریتم جستجوی موجودات زنده همبسته
  • رسول جوی زادگان، مهدی مهدویان * صفحات 39-50
    امروزه بهینه سازی در سیستمهای قدرت یک ضرورت انکار ناپذیر است.کاهش شدت مصرف انرژی در تجهیزات الکتریکی و افزایش راندمان و کارایی آنها، کاهش تلفات الکتریکی و بهبود پروفیل ولتاژ در شبکه قدرت از نمونه های کاربرد بهینه سازی در سیستمهای قدرت می باشند. سیستمهای برودتی مانند یخچالها و فریزر ها می توانند در کنار به کارگیری به همراه سیستمهای فتوولتاییک در شبکه قدرت عامل تعادل بخشی در عرضه و تقاضای انرژی الکتریکی باشند به طوری که مازاد انرژی را به صورت انرژی سرمایشی در خود ذخیره کرده و در شرایط لازم اجازه دهند که انرژی تولیدی توسط سیستم فتوولتاییک به شبکه قدرت تزریق گردد. در این مقاله به طراحی و ساخت یک سیستم برودتی (یخچال) فتوولتاییک متصل به شبکه و تنظیم بهینه عملکرد آن پرداخته شده است. توابع هدف هزینه و دمای میانگین یخچال به عنوان دو هدف اصلی در نظر گرفته شده و با به کارگیری الگوریتم بهینه سازی ژنتیک با مرتب سازی غیر مغلوب جوابهای پارتو به دست آمده و سپس با به کارگیری روش مدل جمع وزنی جواب نهایی انتخاب گردیده است. نتایج شبیه سازی با نرم افزار متلب و همچنین نتایج پیاده سازی سخت افزاری طرح پیشنهادی در غالب پروژه ساخت هر دو کارایی و عملکرد بهینه طرح پیشنهادی را تایید می نمایند.
    کلیدواژگان: شبکه هوشمند، یخچال خورشیدی، قیمت گذاری دینامیکی برق، الگوریتم NSGA، II، مدل جمع وزنی
  • مهناز هاشمی * صفحات 51-58
    در این مقاله، یک کنترل کننده تطبیقی برای کنترل یک کلاس از سیستم های غیرخطی در معرض پارامترهای نامعین، بهره کنترلی متغیر و با وجود خرابی عملگر ارائه شده است. کنترل کننده ارائه شده می تواند خرابی کاهش کارایی و خرابی قفل شونده در عملگر را کامل جبران کند. مدل خرابی عملگر در نظر گرفته شده قابلیت جبران غالب خرابی های قابل وقوع در سیستم های عملی و کاربردی را دارد. کنترل کننده تطبیقی پیشنهادی بر اساس روش کنترلی گام به عقب طراحی شده است. در این مقاله، با معرفی توابع لیاپانوف- کراسوسکی مناسب، قوانین تطبیقی جدیدی طراحی شده است که خرابی های نامعین و پارامترهای نامعلوم را جبران می کند. روش کنترلی ارائه شده، تعقیب مجانبی خروجی و کرانداری تمامی سیگنال های سیستم حلقه بسته را تضمین می کند. روش پیشنهادی جهت کنترل بال هواپیما در حضور خرابی متغیر با زمان عملگر استفاده شده است. نتایج شبیه سازی، کارایی و صحت روش کنترلی ارائه شده را نشان می دهد.
    کلیدواژگان: خرابی متغیر با زمان عملگر، سیستم غیرخطی، کنترل تطبیقی، روش کنترلی گام به عقب
|
  • Mohsen Soltani, Seyyed Mohammad Mehdi Mirtalaee * Pages 3-12
    Recent developments in renewable energy sources has created demands for high step-up and high efficiency DC-DC converters. This demands are fulfilled basically through the use of high frequency transformer to achieve the required and desired gain. Power electronics solutions based on multi-converter structures provides economic methods for input and output power by combining a number of components. In this paper some of structures reviewed that have been proposed to achieve a high step-up converter and the advantages and disadvantages of these converters are discussed. The proposed converter is provided in order to reduce the voltage stress of high step-up converters based on coupled inductor and passive clamping circuit. The voltage stress of switches in the proposed converter is less than a simple boost converter also in this structure with using passive clamping circuit the oscillation of both sides of the switches is a little clamped and finally by using this technique it can achieve high gain by selecting the appropriate duty cycle. In this paper to review the principle of operation of the proposed converter theoretical analysis are provided and to verify the results of theoretical analysis of the proposed converter is given with its PSPICE simulation.
    Keywords: Boost converter, three level converter, high step, up converters, Coupled inductors, Voltage stress
  • Davood Karamalian, Behrooz Majidi *, Mohammad Reza Yousefi Pages 13-20
    Electrical and mechanical benefits, simple manufacturing and maintenance of switched reluctance motor make it suitable in industrial and home applications, but the most important drawbacks of switched reluctance motor are discontinuous torque and no self-starting in some rotor positions. In this paper a novel rotor structure is presented and optimized in order to increase positive torque region and eliminate dead-zone in high loads. The torque produced in this proposed SRM is divided in two regions and overlapped in two phases periodically. In order to find the best output character and optimal design, two factors, position and angle of cut edge are optimized. To verify the proposed rotor, torque characteristic, flux path and torque ripple has been analyzed by finite element method and compared with conventional 4/2 switched reluctance motor. The proposed motor has a continuous torque characteristic.
    Keywords: Switched reluctance motor, Continuous torque, Finite element method, Dead, zone region
  • Reza Aliakbari, Majid Delshad * Pages 21-28
    In this paper, a new soft switching high step up converter is introduced which its auxiliary circuit does not have any extra switch. Therefore, it no needs extra driver circuit and control circuit is simple. Also the energy in auxiliary circuit transfers to the output. The auxiliary circuit provides zero current condition for turns on and zero voltage condition for turns off instants of the switch. In addition all diodes turn off under ZCS condition and reveres recovery problem don’t exist in them. One of the advantages of the proposed converter is the reduction of the voltage stress across the switch due to its high voltage gain. Also, the auxiliary circuit has a low number of elements; therefore, high conduction losses do not impose on the converter. The coupling inductors in the auxiliary circuit have low values, so the volumes and parasitic magnitudes do not increase. To verify theoretical analysis a prototype of the proposed converter is implemented.
    Keywords: auxiliary circuit, ZCS, ZVS, high step up
  • Vahideh Hayyolalam, Ali Asghar Pourhaji Kazem * Pages 29-38
    Nowadays, service-oriented systems according to possibility of using in heterogeneous distributed environments and being independent of the specific technology, also with the existence of large-scale dynamic system with changeable requirements, are highly regarded. Cloud services are one of the implementation methods of service-oriented concepts. Increasing the tendency of users to use cloud computing, encourages service vendors to provide services with different non-functionality features. Mostly single services couldn’t satisfy users’ requirements, so it’s necessary to compose some services to achieve the demand service. With the increasing of service providers, also services in the internet service pools, selecting the optimal service from a set of functionality equivalent candidates which are differ in QoS, becomes an important NP-Hard research problem. Therefore increasing the quality of composite services is a vital challenge and since the quality of cloud composite services derived from previous approaches can still be increased, in this research, we have tried to increase the quality of cloud composite services using the Symbiotic Organism Search Algorithm. Simulations are conducted in Matlab environment and the results are compared to three famous algorithms including GA, ACO and PSO. The comparisons demonstrate the remarkable superiority of SOS in result's quality, stability and scalability, also 13% improvement.
    Keywords: Cloud Computing, Service composition, QoS, SOA, Symbiotic Organism Search
  • Rasool Javizadegan, Mehdi Mahdavian * Pages 39-50
    Today, optimization in power systems is an unavoidable necessity. Energy intensity reduction in electrical devices and enhancement of their efficiency and performance, electricity loss reduction and voltage profile improvement of the power grid are some instances of optimization usage in power systems. Refrigerated systems, such as refrigerators, can, in addition to exploiting PV systems in a power grid, be part of the supply and demand of electrical energy, so that they store energy as energy and, in the necessary conditions, allow Energy to injecting into the power grid by a photovoltaic system. In this paper, the design and construction of a photovoltaic refrigeration system connected to the network and its optimal performance is discussed. The objective cost and refrigerating temperature functions are considered as two main goals and the final answer is chosen by using the non-dominated sorting genetic optimization algorithm and then using the weighted sum model method. The simulation results with MATLAB software as well as the results of implementing the proposed system's hardware system in the project verify both the performance and the optimal performance of the proposed system.
    Keywords: smart grid, solar refrigerator, electricity dynamic pricing, NSGA, II algorithm, sum weighted model
  • Mahnaz Hashemi * Pages 51-58
    This paper presents an adaptive state feedback control scheme for a class of nonlinear systems with unknown parameters, variable control gains and in the presence of unknown time varying actuator failures. The designed controller compensates unknown loss of effectiveness failures as well as unknown time varying stuck failures in actuators. The considered actuator failure can cover most failures that may occur in actuators of the practical systems. The proposed adaptive controller is constructed based on a backstepping design method. Appropriate Lyapunov-Krasovskii functionals are introduced to design new adaptive laws to compensate the unknown actuator failures and unknown parameters. The offered method ensures the asymptotic output tracking and the boundedness of all the closed-loop signals. The proposed design approach is employed for a wing rock control of an aircraft in the presence of time varying actuator failures. The simulation results verify the effectiveness and correctness of the proposed adaptive control method.
    Keywords: time varying actuator failure, Nonlinear systems, Adaptive control, Backstepping