exchange market algorithm
در نشریات گروه فنی و مهندسی-
بهینه سازی فرایند یافتن بهترین راه حل مسئله است. الگوریتم های ابتکاری و فراابتکاری معمولا در جایی که فضای جستجو پیچیده است استفاده می شوند. در دهه های اخیر، فراگیری خرپاها به عنوان سیستم های سازه ای، موجب شده است تا بهینه سازی آنها به یکی از تلاش های مهم مهندسی تبدیل گردد. هدف اصلی بهینه سازی سازه، تعیین مناسب ترین ترکیب متغیرهای طراحی به منظور دستیابی به عملکرد رضایت بخش سازه ها تحت تاثیر قیدها می باشد. سه مشخصه اصلی در هر مسئله بهینه سازی سازه شامل متغیرهای طراحی، تابع هدف و قیدها می باشند. در این تحقیق برای اولین بار به بررسی عملکرد الگوریتم بازار بورس در حوزه بهینه سازی سازه پرداخته می شود. این الگوریتم بهینه سازی از روند معاملات سهام در بازار بورس الهام گرفته شده است. در روش پیشنهادی دو حالت مختلف در الگوریتم بازار بورس تعریف می شود. حالت اول، بازار بدون نوسان بوده اما در حالت دوم بازار شرایط نوسانی دارد. وظیفه الگوریتم در حالت اول، جذب افراد به سمت افراد موفق بازار بوده اما در حالت دوم، الگوریتم در جستجوی نقاط بهینه می باشد. سطح مقطع عضوها، به عنوان متغیرهای طراحی در نظر گرفته می شوند. تابع هدف، کمینه نمودن وزن می باشد. تنش های عضوها و جابجایی گره ها به عنوان قیدهای مسئله بوده و در هر شرایطی باید در محدوده ی مجاز خود حفظ شوند. پیاده سازی الگوریتم بازار بورس در نرم افزار متلب انجام شده است. برای ارزیابی کمی عملکرد الگوریتم، سه خرپای مسطح (18،10و 200 عضوی) و سه خرپای فضایی (22، 25 و 72 عضوی) با شرایط بارگذاری مختلف و قیدهای طراحی متعدد در نظر گرفته شده اند. نتایج نشان داد که الگوریتم بازار بورس جهت طراحی بهینه مسائل سازه های خرپایی متوسط مقیاس بسیار موثر و کارآمد می باشد.
کلید واژگان: بهینه سازی، سازه بهینه، خرپا، الگوریتم بازار بورس، فراابتکاریOptimization is a process of finding the best solution for a problem. Heuristic and metaheuristic optimization algorithms are commonly used where the search space is complex. In recent decades, the ubiquity of trusses as structural systems has made their optimization an important engineering endeavor. The primary aim of structural optimization is to determine the most suitable combination of design variables, so as to achieve satisfactory performance of the structures subjected to constraints. the three basic features of the structural optimization problem are: The design variables, the objective function, the constraints. This study evaluates the performances of the exchange market algorithm (EMA) in the structural optimization field for the first time. This optimization algorithm is inspired by the procedure of trading the shares on stock market. In the proposed method there are two different modes in EMA. In the first mode, there is no oscillation in the market where as in the second mode, the market has oscillation. For the first mode, the algorithm’s duty is to recruit people toward successful individuals, while in the second case the algorithm seeks optimal points. the member’s section area has assumed to be a decision variable, and the objective function is to minimize their weight. The member stresses and node displacements are the constraints that must maintain within the allowed limits for each condition. The implementation of exchange market algorithm has been done in MATLAB software. to quantitatively assess the performance of the algorithm, three planar trusses (10 bar, 18 bar, and 200 bar) and three space trusses (22 bar, 25 bar and 72 bar) with multiple loading conditions and design constraints have been considered. The results demonstrate that the exchange market algorithm is very effective and efficient for the optimization designs of medium scale truss structural problems.
Keywords: Optimization, Optimal Structure, Truss, Exchange Market Algorithm, Metaheuristic -
در این مقاله طراحی کنترل کننده تکمیلی میراساز در سیستم های انتقال فشارقوی جریان مستقیم با منبع ولتاژی (VSCHVDC) که رابط نیروگاه بادی فراساحلی (OWPP) با سیستم قدرت اصلی است، مورد مطالعه قرار می گیرد. ابتدا نشان داده می شود که منحنی سرعت-توان در توربین بادی بر میراسازی مودهای نوسانی و الکترومکانیکی سیستم قدرت اثرگذار بوده و بسته به شرایط کاری توربین، میزان این اثرگذاری متفاوت است. سپس، جهت بهبود پایداری دینامیکی سیستم قدرت، استفاده از کنترل کننده کمکی میراساز بهینه شده در سیستم VSCHVDC پیشنهاد خواهد شد. کنترل کننده پیشنهادی به عنوان یک حلقه تکمیلی به مدارهای کنترلی مبدل ها در VSCHVDC اضافه می شود و از طریق تصحیح ضریب میرایی مودهای نوسانی سیستم، باعث تقویت گشتاور میراکننده در مولدها خواهد شد. علاوه بر این، راه کاری برای به کارگیری کنترل کننده کمکی در بهینه ترین مسیر ممکن ارایه می شود به طوری که بیشترین کنترل پذیری بر مودهای نوسانی و کمترین تداخل با سایر کانال های موجود بین سیگنال های ورودی-خروجی فراهم می شود. جهت طراحی کنترل کننده پیشنهادی، از کنترل کننده PID مرتبه کسری استفاده خواهد شد که ضرایب آن از طریق الگوریتم بازار سهام بهینه شده تنظیم می شوند. بهینه سازی الگوریتم از طریق به کارگیری عملگرهای جهش و ترکیب در الگوریتم ژنتیک و با هدف اجتناب از به دام افتادن خفاش ها در نقاط اکسترمم محلی انجام می شود. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که روش پیشنهادی این مقاله نه تنها باعث بهبود پایداری دینامیکی سیستم قدرت می شود بلکه نمایه ولتاژ را نیز تقویت خواهد کرد.کلید واژگان: الگوریتم بازار سهام، فشارقوی جریان مستقیم با منبع ولتاژی، کنترل کننده مرتبه کسری، نیروگاه بادی فراساحلیIn this paper, the design of damping supplementary controller in VSC HVDC transmission systems, which is the interface of Offshore Wind Power Plant (OWPP) with the main power system, is studied. First, it is shown that the speed-power curve in a wind turbine affects the damping of oscillation and electromechanical modes of the power system, and depending on the operating conditions of the turbine, the extent of this effect varies. Then, to improve the dynamic stability of the power system, the use of an optimized supplementary controller in the VSC HVDC system will be proposed. The proposed controller is added as an additional loop to the converter control circuits in VSC HVDC and will amplify the damping torque in the generators by correcting the damping coefficient of the system oscillation modes. In addition, a solution is provided to use the supplementary controller in the most optimal path, so that the most controllability on the oscillation modes and the least interference with other channels between the input-output signals are provided. To design the proposed controller, a fractional order PID controller will be used whose coefficients are adjusted through an optimized exchange market algorithm. The optimization of the algorithm is done by using mutation and crossover operators in the genetic algorithm with the aim of avoiding bats being trapped at local extremum. The simulation results show that the method proposed in this paper not only improves the dynamic stability of the power system but also strengthens the voltage profile.Keywords: exchange market algorithm, fractional order PID, High voltage direct current, Offshore wind Power plants, voltage source converter
-
با توجه به پیچیدگی مسایل مهندسی و وجود محدودیت های مختلف در این مسایل، استفاده از الگوریتم های فرا ابتکاری برای بهینه سازی مسایل عملی با توجه به توانایی آنها در پیدا نمودن راه حل های قابل قبول در یک زمان مقرون به صرفه و تحمل غیرمحدبی و غیر متمایزی مسایل مختلف، لازم گردیده و از این رو تحقیقات گسترده ای جهت بهبود الگوریتم های اکتشافی به منظور بالا بردن توانایی آنها در حل مسایل مهندسی و عملی انجام گردیده است. در این مقاله با توجه به توانایی جستجوی سراسری بعضی الگوهای جستجوی فرا اکتشافی (مانند الگوریتم EMA) و توانایی جستجوی محلی آنها (مانند الگوریتم FPA)، یک روش ترکیب جدید برای استفاده از توانایی هردو نوع الگوریتم پیشنهاد میشود. سپس با استفاده از روش پیشنهادی یک مدل جستجوی ترکیبی با توانایی های جدید ارایه میشود که توانایی های آن برروی توابع تست استاندارد و همچنین حل مسایل مهندسی اثبات میگردد.
کلید واژگان: جستجوی فرا اکتشافی، الگوی جستجوی ترکیبی، الگوریتم بازار بورس، الگوریتم گرده افشانی گلThe complexity of engineering problems and the existence of various constraints on these issues, encourage the researchers to use of innovative methods based on a heuristic algorithm to find the optimal solution for practical problems at a cost-effective time and non-consistency tolerance. A distinction has been made between various issues and, therefore, extensive research has been done to improve heuristic algorithms in order to enhance their ability to solve engineering and practical problems. In this paper, due to the ability to global search some of the metaheuristic search patterns (such as the EMA algorithm) and the ability to local search for some meta-heuristic search patterns (such as the FPA algorithm), a novel combination method is proposed to use the ability of both types of algorithms. Then, using the proposed method, a hybrid search pattern with new abilities is presented, whose abilities are proven on standard benchmark testing functions as well as solving engineering problems.
Keywords: Heuristic Search, Combined Search Pattern, Exchange market algorithm, Flower Pollination Algorithm -
ایران، همچون تمامی کشورهای جهان، به جهت کاهش استفاده از سوخت های فسیلی و نشر کربن در محیط زیست، به سمت استفاده از منابع انرژی تولید پراکنده در حرکت است. منابع انرژی تجدید پذیر بخش عمده ای از DG ها را تشکیل می دهند. هدف اصلی پروژه های صنعت برق در زمینه برنامه ریزی و توسعه DG ها، ترکیب بهینه این منابع در کنار یکدیگر است. مطالعات جامع و هدفمندی نیاز است تا عملکرد DG ها در شبکه قدرت را شناخته و از تاثیرات سوء آن ها جلوگیری کند. به عنوان مثال مسئله ی جایابی و تعیین ظرفیت DG ها، در زمانی که تعداد زیادی از منابع تولید پراکنده به شبکه متصل باشند، به مراتب مشکل سازتر و پیچیده تر می شود. به جهت حل مشکلاتی از این قبیل و کم کردن موارد و اثرات ناخواسته استفاده از DG ها، الگوریتم های بهینه سازی در طول یک دهه گذشته رشد و توسعه چشم گیری داشتند. در این مقاله ضمن تشریح دو روش موردنظر، به مقایسه نسخه بهینه شده الگوریتم ژنتیک با مرتب سازی نا مغلوب و الگوریتم بازار بورس بر مبنای سیستم های موجود در MATPOWER در جهت پیدا کردن یک راه حل سریع و قابل اعتماد برای طرح ریزی بهینه منابع تولید پراکنده پرداخته شده و نتایج حاصل تشریح گردیده است.کلید واژگان: تولید پراکنده، الگوریتم ژنتیک غیر مغلوب، الگوریتم بازار بورس، بهینه سازیIRAN and the world are moving away from central energy resource to distributed generation (DG) in order to lower carbon emissions. Renewable energy resources comprise a big percentage of DGs and their optimal integration to the grid is the main attempt of planning/developing projects with in electricity network. Feasibility and thorough conceptual design studies are required in the planning/development process as the most of the electricity networks are designed in the passed decades, not considering the challenges imposed by DGs. As an example, the issue of optimal placement and the capacity of DG’s become problematic when large amount of dispersed generation is connected to a distribution network. Therefore, optimized algorithms have been developed over the last decade in order to do the planning purpose optimally such as to alleviate the unwanted effects of DGs. In this article, after explaining the two proposed methods, the modified non-sorting genetic algorithm (NSGA)’s and Exchange Market Algorithm (EMA)’s results, based on MATPOWER’s systems have been compared, in order to find a fast and reliable solution to optimum planning.Keywords: Distributed Generation, Non-dominated genetic algorithm, Exchange market Algorithm, Optimization
-
Nowadays, energy supplied by the reliable manner is one of the important challenges of the distribution company in the radial distribution system. Therefore, this paper considers these challenges by the optimal DG placement to minimize power losses with considering the analysis related to the reliability and voltage profile. In this paper, exchange market algorithm (EMA) as a powerful tool is used to solve the optimization problem. In order to extract the global optimum point, EMA uses two searching operators and two absorbent operators based on the generation of random numbers. To evaluate the goals of this paper, EMA is successfully implemented on 10, 33, and 69 bus IEEE test systems. Simulation results illustrated that power losses are reduced by the optimal DG placement and sizing. Finally, obtained results analysis concluded that system reliability and voltage profile will be improved if the DGs are allocated optimally in the radial network.Keywords: Distributed Generation, Power Loss Reduction, Reliability Improvement, Exchange Market Algorithm, Voltage Profile Improvement
-
نشریه تحقیقات نوین در سیستم های قدرت هوشمند، سال پنجم شماره 1 (پیاپی 11، بهار و تابستان 1395)، صص 12 -23
از آن جایی که شبکه های توزیع، سهم بزرگی از تلفات در سیستم های قدرترا شامل می شوند، کاهش تلفات در این شبکه ها یکی از مسایل اساسی در شبکه های سراسری می باشد و از جمله مباحثی است که همواره مورد توجه بوده است. راه های مختلفی برای کاهش تلفات در شبکه های توزیع وجود دارد که یکی از این راه ها، نصب واحدهای تولیدپراکنده است. منابع تجدیدپذیر می توانند یک راه حل پاک و هوشمند برای افزایش تقاضا ارایه دهند. بنابراین فتوولتاییک و توربین بادی در اینجا به عنوان منابع تولیدپراکنده در نظر گرفته شده اند. مکان یابی و تعیین اندازه تولیدات پراکنده تا حد زیادی بر روی تلفات سیستم تاثیر می گذارد. در این مقاله، الگوریتم بهینه سازی بازار بورس (EMA) برای مکان یابی و تعیین اندازه بهینه تولیدات پراکنده تجدیدپذیر برای سیستم توزیع 69 شینه ارایه شده است. الگوریتم بازار بورس بر روی سیستم توزیع شعاعی IEEE با استفاده از نرم افزار MATLAB شبیه سازی و مورد مطالعه قرار گرفته است و نتایج به دست آمده از الگوریتم EMA با الگوریتم های دیگر مقایسه می شود. نتایج به دست آمده موثر بودن الگوریتم بازار بورس را در یافتن مکان و اندازه بهینه تولیدات پراکنده جهت کاهش تلفات و بهبود پروفیل ولتاژ را نشان می دهد.
کلید واژگان: تولیدات پراکنده، الگوریتم بازار بورس، جایابی بهینه، بهبود پروفیل ولتاژ، کاهش تلفاتSince distribution networks incorporate a large share of the losses in power systems, reducing losses in these networks is one of the most important issues of global networks, including issues that have always been taken into consideration. There are several ways to reduce losses in distribution networks, one of which is the installation of distributed generation units. Renewable sources can supply a clean and smart solution to the increased demands. Thus, Photovoltaic (PV) and Wind Turbine (WT) are taken here as resources of Distributed Generation (DG). Location and sizing of distributed generation have affected largely on the system losses. In this article, Exchange Market Optimization Algorithm (EMA) is proposed for optimal location and sizing of DG based renewable sources for the 69 buses distribution system. The exchange market algorithm on IEEE radial distribution system is simulated and studied using Matlab software and the results of the exchange market algorithm are compared with other algorithms. The results show the effectiveness of the exchange market algorithm in finding the optimal location and sizing of DG to reduce losses and improve the voltage profile.
Keywords: Distributed Generation, Exchange Market Algorithm, Optimal placement, Voltage profiles, Loss reduction -
This paper proposes the exchange market algorithm (EMA) to solve the combined economic and emission dispatch (CEED) problems in thermal power plants. The EMA is a new, robust and efficient algorithm to exploit the global optimum point in optimization problems. Existence of two seeking operators in EMA provides a high ability in exploiting global optimum point. In order to show the capabilities of EMA in solving CEED problem, several experimentations are conducted on systems with 6, 10, and 40 generation units applying valve-point effects and network power losses in a multi objective function consists of system fuel cost and emission level. The obtained results are compared with other advanced techniques such as Strength Pareto evolutionary algorithm, non-dominating sorting genetic algorithm II, multi objective evolutionary algorithm, fuzzy clustering-based particle swarm optimization, multi objective differential evolution, gravitational search algorithm, modified bacterial foraging algorithm, etc. The results well demonstrate the practical advantage of the exchange market algorithm over the other approaches.Keywords: Exchange Market Algorithm, Economic Dispatch, Emission, Valve-point effects, Optimization
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.