linear programming
در نشریات گروه برق-
A method for designing suboptimal control for a class of delayed fractional systems is proposed in this paper. Despite theoretical advances in fractional mathematics and computational techniques for solving fractional optimal control (FOC) problems, as well as a lack of comprehensive analytical methods, numerical methods have been developed. For this purpose, in this study, the necessary optimal conditions for the time-delay fractional optimal control (TDFOC) problem are presented first; Then an algorithm for the numerical solution to this problem is suggested. This algorithm is based on a fractional derivative approximation and linear interpolation for delayed arguments. According to this method, the TDFOC problem is transformed into a system of algebraic equations that can be solved numerically. The proposed method's efficiency is assessed by solving several numerical examples.
Keywords: Fractional Optimal Control, Delay System, Linear Programming, Caputo Derivative, Grünwald–Letnikov Approximation -
International Journal of Industrial Electronics, Control and Optimization, Volume:7 Issue: 3, Summer 2024, PP 187 -201In this article, the robust scheduling of the distribution network is presented considering electric vehicles, distributed generation, and energy storage, in which the energy management of the mentioned elements is considered, and also only one scenario is needed. The proposed deterministic problem is an optimization problem whose objective function is equal to minimizing energy cost. Also, the limitations of the problem are equal to the power flow equations of the network, the limitations of the technical indicators of the network such as the voltage of the buses and the passing power of the lines, the operation equations of electric vehicles, energy storages, and distributed generation. It is worth mentioning that the mentioned problem is non-linear. In the following, to achieve the global optimal point with a high solution speed, the linear model of the mentioned problem is presented with a very low calculation error. In this research, the uncertainty parameters of the problem are equal to active and reactive loads, energy prices, parameters of electric vehicles, and renewable productions. Finally, to simplify the decision-making of the distribution network operator, a robust model of the mentioned problem was presented. Finally, the proposed problem is applied to the IEEE standard 33-bus radial distribution network using GAMS optimization software, and then the capabilities of the proposed design are evaluated.Keywords: Distributed Generation, Electric Vehicles, Energy Storage System, Robust Optimization, Linear Programming
-
در این مقاله یک مدل بهینه سازی دو سطحی برای مدیریت هماهنگ شبکه های توزیع و انتقال یکپارچه پیشنهاد شده است. مسیله مشارکت واحدها با قید امنیت در شبکه انتقال به عنوان مسیله سطح بالایی با هدف کاهش هزینه های بهره برداری، روشن/خاموش سازی و بی باری به همراه قطع بار به صورت یک مدل برنامه ریزی خطی عدد صحیح مرکب و مسیله بهره برداری بهینه در شبکه های توزیع مستقل با در نظر گرفتن منابع تجدیدپذیر و غیرتجدیدپذیر به همراه ایستگاه های شارژ خودروهای برقی به عنوان مسیله پایینی با هدف کاهش هزینه های خرید توان از شبکه بالادست و کاهش هزینه های قطع توان منابع و توان شارژ ایستگاه های شارژ خودروهای برقی به صورت یک مدل خطی در نظر گرفته شده است. برای حل مسیله دو سطحی پیشنهادی مدل سطح پایینی به صورت شرایط بهینگی کروش-کان-تاکر مدل سازی می شود. چندین شبکه مختلف برای صحت سنجی مدل و روش پیشنهادی در نظر گرفته شده است که نتایج به دست آمده از شبیه سازی کارآمدی مدل و روش پیشنهادی را در در نظر گرفتن بهره برداری هماهنگ شبکه های انتقال و توزیع هوشمند اثبات می کند. در پایان برای نشان دادن برتری روش پیشنهادی نسبت به دیگر الگوریتم های حل مدل های چندسطحی، روش پیشنهادی با الگوریتم های تجزیه مقایسه شده است که نتایج نشان از برتری روش پیشنهادی در مدت زمان اجرا و همگرایی سریع تر است.کلید واژگان: برنامه ریزی خطی، بهینه سازی، شبکه انتقال، شبکه توزیع، منابع تجدیدپذیرIn this paper, a bi-level optimization model is proposed for the coordinated management of integrated transmission and distribution networks. The problem of the security-constrained unit commitment as an upper-level problem to reduce operating costs, startup/shutdown costs, and no-load along with load shedding as a mixed integer linear programming model and the problem of optimal operation in independent distribution networks by considering renewable and non-renewable resources along with charging stations for electric vehicles as a lower-level problem to reduce the costs of purchasing power from the upstream network and reduce the costs of power outages. The resources and charging power of electric vehicle charging stations are considered a linear model. To solve the bi-level problem, the proposed lower-level model is modeled as Karush-Kahn-Tucker optimality conditions. Several different networks have been considered for validating the model and the proposed method, and the results obtained from the simulation prove the efficiency of the model and the proposed method in considering the coordinated operation of intelligent transmission and distribution networks. To show the superiority of the proposed method over other algorithms for solving multilevel models, the proposed method has been compared with decomposition algorithms, and the results show the superiority of the proposed method in terms of execution time and faster convergence.Keywords: Distribution network, linear programming, Optimization, Renewable Resources, transmission network
-
امروزه با وجود ادواتی مثل منابع انرژی پراکنده فسیلی و تجدیدپذیر و منابع ذخیره انرژی که در سطح شبکه های توزیع بهره برداری می شود، مسیله بازآرایی بهینه را با چالش های اساسی روبه رو کرده است، لذا هر تغییری در توان این منابع می تواند نتیجه متفاوتی را در بازآرایی رقم زند. به همین ترتیب تغییرات بار در طول روز نیز می تواند منجر به نتایج متفاوتی در بازآرایی شود، لذا ارایه یک مدلی که به صورت پویا بار روزانه را در نظر گرفته و عدم قطعیت های موجود در منابع انرژی تجدیدپذیر را مدل کند از ضرورت های اصلی مسیله بازآرایی می باشد که می بایست اپراتور سیستم توزیع در یک دوره 24 ساعته یا روزپیشرو در نظر بگیرد. در این مقاله یک مدل برنامه ریزی مخروطی مرتبه دوم عدد صحیح مختلط برای حل مسیله بازآرایی پویا تصادفی در شبکه های توزیع با منظور کردن منابع انرژی فسیلی و تجدیدپذیر، منابع ذخیره انرژی باتری، پارکینگ های خودروهای برقی و برنامه مدیریت سمت تقاضا با هدف کاهش هزینه قطع بار، کاهش هزینه تلفات، کاهش هزینه خرید انرژی و کاهش هزینه قطع توان منابع انرژی تجدیدپذیر ارایه شده است. شبکه توزیع 33 باس با تعریف سناریوهای مختلفی برای تجزیه و تحلیل مدل پیشنهادی ارایه شده است، که نتایج بدست آمده کارآمدی مدل پیشنهادی را نشان می دهد.
کلید واژگان: بازآرایی، شبکه توزیع هوشمند، مدیریت سمت تقاضا، بهینه سازی، منابع تجدیدپذیر، سیستم ذخیره انرژیNowadays, with the use of devices such as fossil distributed generation and renewable energy resources and energy storage systems that are operated at the level of distribution networks, the problem of optimal reconfiguration has faced major challenges, so any change in the power of this resources can have different results in reconfiguration. Similarly, load changes during the day can lead to different results in reconfiguration, so it is necessary to provide a model that dynamically considers the daily load and models the uncertainties in renewable energy resources. The main issue is the reconfiguration that the distribution system operator must consider in the next 24 hours. This paper presents a mixed-integer second-order cone programming model to solve the problem of stochastic dynamic reconfiguration in distribution networks by including fossil and renewable energy resources, battery, electric vehicle parking lots, and demand-side management programs. The objective is to reduce the cost of load curtailment, reduce the cost of losses, reduce the cost of purchasing energy and reduce the cost of cutting off the power of renewable energy resources. The 33-bus distribution network is presented by defining different cases for the analysis of the proposed model, the results of which show the efficiency of the proposed model.
Keywords: Distribution network, transmission network, optimization, renewable resources, linear programming -
Scientia Iranica, Volume:29 Issue: 4, Jul-Aug 2022, PP 2230 -2240Many applications of optimisation require the final value of the decision variables tobe integer. In many cases the relaxed optimal solution does not satisfy the integral-ity constraint therefore, the problem must be solved by integer or mix-integer pro-gramming algorithms at a significant computational effort and most likely a worsenobjective function value. The contribution of this paper is twofold: The identificationof a type of problems in which the relaxed optimal objective function value can bekept in the implementation by a change in the planning horizon; and the identifica-tion of a multi-period based solution procedure. Three small instances are providedin order to illustrate the methodology as well as the economic impact involved. Inaddition, a fourth industrial size case is included for the benefit of practitioners.This work shows that business profit can be increased for pseudo-continuous-integerperiodical linear problems by identifying optimal decision-making periods.Keywords: Business profit, Integer programming, Linear programming, operations management, operations planning
-
This paper presents a new method for regression model prediction in an uncertain environment. In practical engineering problems, in order to develop regression or ANN model for making predictions, the average of set of repeated observed values are introduced to the model as an input variable. Therefore, the estimated response of the process is also the average of a set of output values where the variation around the mean is not determinate. However, to provide unbiased and precise estimations, the predictions are required to be correct on average and the spread of date be specified. To address this issue, we proposed a method based on the fuzzy inference system, and genetic and linear programming algorithms. We consider the crisp inputs and the symmetrical triangular fuzzy output. The proposed algorithm is applied to fit the fuzzy regression model. In addition, we apply a simulation example and a practical example in the field of machining process to assess the performance of the proposed method in dealing with practical problems in which the output variables have the nature of uncertainty and impression. Finally, we compare the performance of the suggested method with other methods. Based on the examples, the proposed method is verified for prediction. The results show that the proposed method reduces the error values to a minimum level and is more accurate than the Linear Programming (LP) and fuzzy weights with linear programming (FWLP) methods.
Keywords: Fuzzy regression, linear programming, Machining process, Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System, Genetic Algorithm -
Journal of Operation and Automation in Power Engineering، سال هشتم شماره 3 (Autumn 2020)، صص 273 -281
معمولا یک ریزشبکه مجزا شامل مجموعه ای از منابع تولید پراکنده، سیستم های ذخیره انرژی و بارها است که می تواند به منظور تامین انرژی الکتریکی مناطق دورافتاده مورد استفاده قرار گیرد. این مناطق از نظر جمعیتی و صنعتی کوچک هستند. اتصال این گونه مناطق به شبکه برق سراسری به علت هزینه بالای ایجاد خطوط انتقال، اقتصادی نیست. بنابراین در ریزشبکه های مجزا استفاده بهینه و مدیریت اقتصادی واحدهای تولیدی و ذخیره سازها موضوع مهمی است. به این ترتیب که باید استفاده از انرژی های تجدیدپذیر حداکثر شده و هزینه سوخت واحدهای دیزلی تاحد ممکن کاهش یابد. در این مقاله مساله بهینه سازی مربوطه تشکیل و با استفاده از بهینه سازی خطی حل می گردد. هزینه واحدهای دیزل وابسته به میزان تولید آنها است. همچنین این واقعیت که بازده واحدهای دیزل ثابت نیستند بلکه بسته به میزان تولید تغییر می کنند نیز لحاظ شده است. برای غلبه بر این چالش برنامه هایی برای مدیریت سمت تقاضا پیشنهاد شده است. عدم قطعیت بار نیز در این مقاله درنظرگرفته شده است. برای یک ریزشبکه نوعی چندین سناریو برای شرایط مختلف طرح و توسط GAMS شبیه سازی شده است. نتایج شبیه سازی ها نشان دهنده ی موفقیت روش پیشنهادی در کاهش هزینه ها و سوخت مصرفی و افزایش استفاده از انرژی های تجدیدپذیر است.
کلید واژگان: ریزشبکه، تولید پراکنده، مدیریت سمت تقاضا، برنامه ریزی خطی، عدم قطعیت بارJournal of Operation and Automation in Power Engineering, Volume:8 Issue: 3, Autumn 2020, PP 273 -281A stand-alone microgrid usually contains a set of distributed generation resources, energy storage system and loads that can be used to supply electricity of remote areas. These areas are small in terms of population and industry. Connection of these areas to the national distribution network due to the high costs of constructing transmission lines is not economical. Optimal utilization and economic management of production units and storage devices are important issues in isolated microgrids. During optimum utilization, of renewable energy harvesting is maximized and fuel cost of diesel units reduces as much as possible. In this paper, the optimization problem is designed and solved as Linear Programming (LP). The cost of diesel generator unit depends on its production. Also, the fact is considered that the efficiency of diesel generator units is not constant for all amount of production. As a solution for this challenge demand side management plans have been proposed. On the other hand, load uncertainty is considered in this paper. Several scenarios are simulated by GAMS software for different conditions of a typical microgrid. The simulation results show the success of the proposed method in reducing costs and fossil fuel consumption and increasing the consumption of renewable energy.
Keywords: Microgrid, Distributed generation, Demand side management, linear programming, Load uncertainty -
Future mobile communication networks particularly 5G networks require to be efficient, reliable and agile to fulfill the targeted performance requirements. All layers of the network management need to be more intelligent due to the density and complexity anticipated for 5G networks. In this regard, one of the enabling technologies to manage the future mobile communication networks is Self-Organizing Network (SON). Three common types of SON are self-configuration, Self-Healing (SH) and self-optimization. In this paper, a framework is developed to analyze proactive SH by investigating the effect of recovery actions executed in sub-health states. Our proposed framework considers both detection and compensation processes. Learning method is employed to classify the system into several sub-health (faulty) states in detection process. The system is modeled by Markov Decision Process (MDP) in compensation process in which the equivalent Linear Programing (LP) approach is utilized to find the action or policy that maximizes a given performance metric. Numerical results obtained in several scenarios with different goals demonstrate that the optimized proposed algorithm in compensation process outperforms the algorithm with randomly selected actions.
Keywords: component, fifth generation cellular network (5G), self-organizing networks (SON), self-healing, fault detection, compensation, markov decision problem (MDP), linear programming, machine learning, K-means clustering -
در این تحقیق برای حل مسائل برنامه ریزی خطی، الگوریتم SALCHOW توسعه داده شده است که در هرگام در جهت گرادیان مقید تابع هدف حرکت می کند به نوعی که همواره روی مرز ناحیه موجه باقی می ماند. این نوع حرکت بر روی مرز ناحیه موجه متفاوت با رفتار الگوریتم سیمپلکس است که روی گوشه های فضای موجه حرکت میکند. از سوی دیگر با رفتار الگوریتم های نقاط درونی هم که از روی مرز فضای موجه جدا شده و وارد آن می شوند، نیز متفاوت است. در واقع SALCHOW با یافتن تدریجی ضرایب وزنی برای مجموعه ای از قیدها و افزودن این جمع وزن دار به گرادیان تابع هدف، گرادیان مقید تابع هدف را بروزرسانی می کند؛ تا در نهایت ضرایب لاگرانژ قیود فعال در نقطه بهینه مسئله برنامه ریزی خطی را محاسبه کند. نتایج محاسباتی بر روی مجموعه ای از مسائل نمونه تصادفی تولید شده و چند مسئله استاندارد از پایگاه کتابخانه تحقیق در عملیات با اندازه کوچک نشان دهنده برتری زمانی SALCHOW نسبت به سیمپلکس در این مثالهای محدود است. به این معنی که متوسط زمان حل الگوریتم توسعه داده شده برای مسائل نمونه تابعی از تعداد متغیرهای تصمیم مسئله است. این امر بر خلاف رفتار سیمپلکس است که زمان اجرای آن در حالت متوسط، تابعی از تعداد قیدهای مسئله است. وجود خطای محاسباتی ناشی از گردکردن اعداد در محیط برنامه نویسی MATLAB امکان قضاوت در مورد برتری قاطع SALCHOW بر سیمپلکس را در حل مسائل کوچک سلب می نمود.
کلید واژگان: برنامه ریزی خطی، روش های مجموعه فعال، مرتبه زمانی حل چندجمله ای، روش جهت موجهIn this research, SALCHOW algorithm has been developed to solve linear programming problems. In each step SLACHOW moves towards the constrained gradient of the objective function, so that it always remains within the feasible region. This type of generating sequence of feasible solutions on the boundary of the feasible region differs from the behavior of the simplex. Simplex moves on the corners of the feasible region. On the other hand, SALCHOW is also different from interior point methods; because interior point methods generate solutions that are not on the corner points or even borders of feasible region. SALCHOW assigns a set of coefficients to some active constraints for appending to objective function and updating constrained gradient of objective function. Finally at the optimal point, the Lagrange coefficients of the active constraints are found. Computational results are generated by using a set of randomly generated instance problems and a few standard ones from OR-Library. These results show the superiority of SALCHOW over the simplex in these small instances. In other words, the mean time of solving an instance with SALCHOW is a function of the number of decision variables in contrast with Simplex. Runtime of simplex in the average is a function of the number of constraints. The computational errors caused by round off errors in developed code in MATLAB exhibits that our developed code for SALCHOW suffers from cumulative errors; and it obstructs the possibility of judging the definite superiority of SALCHOW over the simplex in solving small instance problems.
Keywords: Linear Programming, Active Set Methods, Polynomial Time Order, Feasible Direction Method -
پروتکل SIP در لایه کاربرد برای آغاز، مدیریت و خاتمه جلسات چندرسانه ای توسط IETF استاندارد شده و به عنوان پروتکل اصلی سیگنالینگ هم در اینترنت و هم در شبکه VoIP استفاده فراوانی یافته است. یکی از چالش های مطرح در این پروتکل، مسئله اضافه بار و عدم توزیع حالت مناسب می باشد. وجود این چالش سبب می شود که طیف وسیع کاربران شبکه نسل آینده با افت شدید کیفیت سرویس مواجه شوند. در این مقاله مسئله توزیع حالت بین چندین گره را تعریف می کنیم چرا که حفظ حالت با مصرف قابل توجهی از منابع همراه است و منجر به اضافه بار می شود. در این مسئله هدف افزایش گذردهی کلی تماس ها و دسترس پذیری سرورهاست. نخست چارچوبی بر مبنای تکنولوژی شبکه های نرم افزار محور ارایه و سپس این مسئله را به صورت یک مسئله بهینه سازی فرمول بندی و آن را به صورت یک ماژول بر روی کنترلر پیشنهادی، پیاده سازی و ارزیابی می کنیم. نتیجه یک شبکه مقیاس پذیرتر SIP است که به صورت پویا تعداد تقاضاهای SIP که سرور برای آن ها حالتمند است را تعیین و درعین حال برای مابقی تقاضاها، نگهداری حالت را به سروری که پایین دست تر از خودش قرار دارد محول می کند. این طرح برخلاف سرورهای SIP موجود است، زیرا آن ها به صورت ایستا طوری پیکربندی می شوند که یا بدون حالت باشند یا حالتمند و لذا گذردهی غیربهینه ای را برای تماس نتیجه می دهند. ارزیابی عملکرد در دو سطح زیرساخت و کنترل انجام و نتایج ارایه می گردد.
کلید واژگان: کنترل اضافهبار، شبکه های نرم افزار محور، برنامهریزی خطی، پراکسی سرور Asterisk، توزیع حالت، مسئله بهینهسازیThe SIP protocol was standardized by the IETF at the application layer for initiating, managing, and terminating multimedia sessions and has been widely used as the main signaling protocol on both the Internet and VoIP networks. Most challenges in this protocol are overload and lack of proper state distribution. These challenges cause a wide range of next-generation network users to face a sharp decline in service quality. In this article, we define the state distribution problem between several nodes where the state maintenance is accompanied by considerable consumption of resources leading to overload. For the problem solution, the goal is to increase the overall throughput of calls and the availability of servers. First, we provide a framework based on software-defined networking technology, and then we formulate the problem as an optimization problem and implement and evaluate it as a module on the proposed controller. This leads to a more scalable SIP network that dynamically determines the number of SIP requests for which the server is modeled while delegating the state maintenance to its downstream server for the rest of the requests. This is in contrast to existing SIP servers because they are statically configured to be either stateless or stateful, resulting in non-optimal call throughput. Performance evaluation is performed at two levels of infrastructure and control and the results are presented.
Keywords: Overload control, Software-Defined Networking, linear programming, Asterisk proxy server, state distribution, optimization problem -
Scientia Iranica, Volume:25 Issue: 5, Sep - Oct 2018, PP 2852 -2866The analysis of efficiency is conducted for two vital purposes firstly, in order to evaluate the current level of efficiency; and secondly, to provide information on how to improve the level of efficiency, which is to provide benchmarking information. The inefficient Decision Making Units (DMUs) are usually able to improve their performance and Data Envelopment Analysis (DEA) projections provide a prescription for improvement. However, sometimes an inefficient DMU cannot move its performance toward best practice by either decreasing its inputs or increasing its outputs. On the other hand, it can scarcely reach its efficient benchmark. This research suggests a method to find an improved region of efficiency through DEA-efficient hyperplanes by providing an algorithm for detecting an improved efficiency path. In addition to the production of reasonable benchmarking information, the proposed algorithm provides the general requirements that, satisfy the demands which every professional decision-maker should meet. Finally, we provide a more detailed description of some of the new issues, extending the insights from this analysis of the benchmark region from the under-evaluated inefficient DMU. Finally, numerical examples are provided to demonstrate the results of the analysisKeywords: Data Envelopment Analysis(DEA), Efficiency, Value judgment, Linear programming, Production Possibility Set (PPS)
-
مسئله مقدار سفارش اقتصادی یکی از رایج ترین مدل های استفاده شده برای مسائل کنترل موجودی و برنامه ریزی تولید است. در اکثر این مسائل یک فرض رایج غیرواقعی دریافت کالاها باکیفیت کاملا مطلوب است. در این مطالعه، یک مدل چندمحصولی مقدار سفارش اقتصادی برای کالاهای با کیفیت نامطلوب ارائه شده است. در این سیستم تمام کالاهای دریافت شده دارای کیفیت مطلوب نیستند و آنهایی که معیوب هستند، دورریز می شوند. همچنین، در این مدل هزینه احداث انبارها جزء هزینه های سیستم لحاظ شده است. هدف این مطالعه بدست آوردن مقدار سفارش و نقطه سفارش بهینه هر کالا به منظور کمینه کردن کل هزینه های موجودی است. این مدل توسعه یافته یک مسئله برنامه ریزی غیرخطی محدب است و بر این اساس، یک الگوریتم دقیق برای حل این مدل توسعه داده شده است. در نهایت، یک مثال عددی برای نشان دادن کاربرد و روش حل این مدل پیشنهادی ارائه شده است.کلید واژگان: اندازه انباشته، کالاهای دورریز، برنامه ریزی غیرخطی، رویکرد حل دقیقThe economic order quantity (EOQ) problem is one of the most common used models for the production planning and inventory control problems. A common and unrealistic assumption in these problems is considering prefect quality for all units. In this study, a multi-product EOQ model with imperfect items is proposed. In this system, all received products are not perfect, and imperfect items are scraped. Moreover, in this model the warehouse construction cost is considered as a part of inventory system costs. The objective of this study is to determine the optimal order quantity and reorder point of each product such that the total inventory cost is minimized. The proposed model is a development of a convex nonlinear programming problem therefore an exact algorithm is developed to solve this problem. Finally, to demonstrate the applicability of proposed procedure, a numerical problem is represented.Keywords: EOQ, Scrapped products, Non, linear Programming, Exact solution approach
-
یکی از روش های بررسی امنیت رمزهای قالبی در مقابل حملات خطی و تفاضلی شمارش تعداد Sboxهای فعال خطی و تفاضلی است. در این مقاله بر اساس روش برنامه ریزی خطی مبتنی بر اعداد صحیح، شمارش تعداد Sboxهای فعال برای برخی ساختارهای فیستل انجام می شود. در این مقاله بر شمارش تعداد Sboxهای فعال تفاضلی در ساختار فیستل نوع2 با چهار و شش شاخه تاکید شده است و چگونگی به دست آوردن نامعادلات حتی با داشتن چند ماتریس مختلف (مانند رمز قالبی Clefia) به طور کامل تشریح شده است که قابل تعمیم برای دیگر ساختارهای فیستلی نیز هست. در ادامه یک ساختار رمز قالبی با 3 ماتریس برای جایگزینی در ساختار چهار شاخه ای پیشنهاد شده است که تعداد Sboxهای فعال آن از Clefia بیشتر است. همچنین ساختار فیستل شش شاخه نوع 2 با قالب 192 بیتی و سه ماتریس MDS نیز پیشنهاد شده است و نتایج از افزایش 15% تعداد Sboxهای فعال نسبت به حالت تک ماتریس حکایت دارد.کلید واژگان: ساختار Clefia، برنامه ریزی خطی، روش سوییچینگ چند ماتریسی، جعبه های جانشینی فعالCounting the minimum number of differential active S-boxes is a common way to evaluate the security of block ciphers against differential and linear cryptanalysis. In this paper, we use mixed-integer linear programming (MILP) to calculate minimum number of active S-boxes of the some Feistel structures. We focus on Type-II of Feistel structures with four and six partitions and explain how to analyze them by MILP when they have more than one MDS2 matrices (like Clefia) in their structure. Moreover, we propose a new four partitions Feistel structure with three multiple MDS matrices which have more active S-boxes rather than Clefia structure. We also generalize Clefia structure in to six partitions Feistel structure by three multiple MDS matrices for 192 bits block size.Keywords: Clefia Structure, Linear Programming, Switching Method, Generalized Feistel Structure, Active S-boxes
-
One of the important aspects neglected in the literature related to cell formation problem is human issues. In this study, a bi-objective mathematical model is developed in which human issues and dynamic cell formation are taken into consideration simultaneously. The rst objective function deals with costs associated with machines and human issues. The costs of human issues relate to salary, hiring, ring, reward/penalty policy, and worker assignment. The second objective function takes into account labor utilization as a criterion for reward/penalty policy. Since the available time in di erent real conditions is not constant, we include learning e ect to consider the real workers time. The nature of dynamic cell formation problem is NP-hard, and thus a Linear Programming embedded Genetic Algorithm (LP-GA) is employed to solve the model. In order to improve the performance of the applied GA, its parameters are tuned by means of Central Composite Design (CCD) method. Moreover, to validate the LP-GA, some test problems are solved and the results are compared with those obtained from an exact method and GA. The computational results show that the near optimal solutions yielded by LP-GA are better than GA in large-sized problems.Keywords: Dynamic cell formation, Human issues, Linear programming, Genetic algorithm, Central composite design
-
ویژگی های متناقض شبکه هوشمند برق همچون گستردگی در پهنای شهر و نیازمندی هایی مثل قابلیت اطمینان بالا (بالاتر از 0.98) و تاخیر کم (در حد ثانیه و میلی ثانیه)، طراحی شبکه ارتباطی برای آن را با پیچیدگی زیادی مواجه کرده است. هدف این پژوهش در نظر گرفتن نیازمندی قابلیت اطمینان برای طراحی شبکه ارتباطی شبکه هوشمند برق است. ایده این مقاله برای کاهش پیچیدگی، تقسیم مسئله به دوقسمت و حل تکرارشونده آن است به طوری که در قسمت اول با استفاده از یک مسئله مبتنی بر برنامه ریزی خطی، یک شبکه از روترها برای پوشش کل گره های شبکه هوشمند برق ساخته شده و در قسمت دوم با حل تکرارشونده مسئله دوم، روترهای افزونه به شبکه ارتباطی اضافه شود. مسئله دوم ضمن متعادل کردن درجه روترها در گراف شبکه، سعی دارد بیشترین یال را به آن اضافه کند تا از این طریق قابلیت اطمینان شبکه بیشینه شود. نتایج شبیه سازی ها نشان می دهد که روش پیشنهادی می تواند در زمان قابل قبول قابلیت اطمینان شبکه را به مقدار مورد نظر برساند.کلید واژگان: شبکه برق هوشمند، طراحی شبکه، جایگذاری گره ها، قابلیت اطمینان، بهینه سازی، برنامه ریزی خطیJournal of Iranian Association of Electrical and Electronics Engineers, Volume:13 Issue: 2, 2016, P 19The challenging characteristics of Smart Grid such as the vast size of covered area and tight requirements of reliability (higher than 0.98) and delay (in terms of second and millisecond) impede the procedure of communication network designing. This paper investigates the problem of network designing subject to the reliability constraint. The main contribution is dividing the problem into two sub-problem¡ Primary Topology Design Sub-problem (PTDS) and Reliability Assurance Sub-problem (RAS). In PTDS a primary network of routers is devised to cover all network nodes using linear programming and RAS makes the primary topology reliable by adding more routers through a repetitive procedure. The main idea of RAS is balancing degrees of nodes in the network graph. Results show that the provided approach devises a fairly optimal network in an acceptable time.Keywords: Smart Grid, Network Design, Node Placement, Reliability, Optimization, Linear Programming
-
سیستم ترکیبی سرمایش، حرارت و قدرت (CCHP)، یک تکنولوژی کارا در کاهش مصرف انرژی اولیه و انتشار آلودگی های دی اکسید کربن از طریق تولید همزمان حرارت، سرما و برق از یک منبع سوختی یکسان است. در این مطالعه، یک مدل بهینه سازی اقتصادی برای محاسبه اندازه های بهینه اجزای مختلف یک سیستم CCHP توسط تئوری برنامه ریزی ریاضی خطی توسعه داده شده است. سناریوهای امکان فروش برق به شبکه و عدم امکان فروش برق به شبکه برای ارزیابی عملکرد مدل در ساختمانی در شهر تهران مورد بررسی قرار گرفته است. در صورت فروش برق، هم برق اضافی و هم حرارت اضافی از حالت بدون فروش برق باارزش تر هستند. این موضوع از طریق به ترتیب فروش به شبکه و تغذیه به چیلر جذبی صورت می گیرد که درنتیجه با فروش برق، اندازه های بهینه واحد CHP و و چیلر جذبی افزایش و اندازه بهینه چیلر الکتریکی کاهش می یابد. همچنین می توان به این نتیجه رسید که اندازه بهینه سیستم CCHP براساس موتور احتراق داخلی نسبت به دیگر تکنولوژی ها بزرگترین است زیرا پایین ترین هزینه سرمایه ای را دارد.کلید واژگان: سیستم CCHP، مدل بهینه سازی، برنامه ریزی خطی، ساختمانCombined cooling, heat and power (CCHP) system is an effective way to reduce primary energy consumption and carbon dioxide emissions by generating heat, cooling and electricity simultaneously from the same fuel source. In this study, an economic optimization model which aims to determine optimum capacity of the system components, has been developed by linear programming theory. With and without electricity buyback scenarios was conducted in a building in Tehran to evaluate the proposed model. With electricity buyback, both excess electricity and excess heat are more valuable than without electricity buyback via selling to grid and feeding to absorption chiller respectively. So with electricity buyback, the optimum sizes of the CHP unit and absorption chiller increase and the optimum size of the electrical chiller decreases. Also it can be seen that the size of internal combustion engine is the largest among the others since it has the lowest capital cost.Keywords: CCHP system, optimization model, linear programming, building
-
مجله کنترل، سال دهم شماره 1 (بهار 1395)، صص 51 -64این مقاله، روش محاسباتی کارآمدی را جهت حل مساله کنترل بهینه دسته ای از سیستم های غیرخطی مرتبه کسری بر پایه ترکیب روش سری مودال و استراتژی برنامه ریزی خطی ارایه می نماید. مشتق کسری بر اساس مفهوم ریمان- لیوویل و با مرتبه کسری بین صفر و یک در نظر گرفته شده است. معیار عملکردی که شامل هزینه نهایی می باشد انتگرال مربعی از حالت و کنترل با افق زمانی محدود در نظر گرفته شده است. در این مقاله هر دو مساله شامل وضعیت نهایی ثابت و آزاد بررسی شده است. در این روش، ابتدا روش سری مودال جهت تبدیل مساله مقدار مرزی مرتبه کسری غیرخطی اولیه، که از اصل ماکزیمم پونتریاگین به دست آمده است، به دنباله ای از مسایل مقدار مرزی مرتبه کسری خطی نامتغیر با زمان بسط داده می شود.
سپس این دنباله از مسایل مقدار مرزی مرتبه کسری خطی با تعریف یک مساله تغییراتی در حساب تغییرات و با استفاده از تکنیک گسسته سازی بر اساس تقریب مرتبه اول مشتقات کسری گرونوالد- لتنیکف و معرفی یک انتقال جدید به دنباله ای از مسایل برنامه ریزی خطی تبدیل می شود. آنالیز همگرایی روش پیشنهادی ارایه و جهت حصول کنترل زیر- بهینه، الگوریتم تکراری و سریعی با تلاش محاسباتی اندک معرفی می گردد. در نهایت دو مثال عددی که مبین کارایی روش پیشنهادی است ارایه می شود.کلید واژگان: کنترل بهینه مرتبه کسری، سری مودال توسعه یافته، مساله مقدار مرزی مرتبه کسری غیر خطی، تقریب گرونوالد، لتنیکف، برنامه ریزی خطیThis paper presents a novel hybrid technique based on the modal series method and linear programming strategy for solving the optimal control problem of nonlinear fractional-order systems. The fractional derivative is defined in the sense of Riemann-Liouville with order less than one. The performance index includes the terminal cost in addition to the integral quadratic cost functional. Both the fixed and free final states cases have been taken into account. In this approach, first we extend the modal series method in order to convert the original nonlinear fractional-order two point boundary value problem (FTPBVP) derived from the Pontryagins maximum principle into a sequence of linear time-invariant FTPBVPs. This sequence is then transformed into a sequence of linear programming problems by defining a new variational problem in the calculus of variations, using a discretization technique based on the first-order Grünwald-Letnikov approximation and introducing a new transformation. The convergence analysis of the proposed approach is also provided. To achieve an accurate suboptimal control, we apply a fast iterative algorithm with low computational effort. Finally, two numerical examples are included to illustrate the effectiveness of the proposed approach.Keywords: Fractional, order optimal control, Extended modal series, Nonlinear fractional, order two point boundary value problem, Grünwald, Letnikov approximation, Linear programming -
Wind energy penetration in power system has been increased very fast and large amount of capitals invested for wind farms all around the world. Meanwhile, in power systems with wind turbine generators (WTGs), the value of Available transfer capability (ATC) is influenced by the probabilistic nature of the wind power. The Mont Carlo Simulation (MCS) is the most common method to model the uncertainty of WTG. However, the MCS method suffers from low convergence rate. To overcome this shortcoming, the proposed technique in this paper uses a new formulation for solving ATC problem analytically. This lowers the computational burden of the ATC computation and hence results in increased convergence rate of the MCS. Using this fast technique to evaluate the ATC, wind generation and load correlation is required to get into modeling. A numerical method is presented to consider load and wind correlation. The proposed method is tested on the modified IEEE 118 bus to analyze the impacts of the WTGs on the ATC. The obtained results show that wind generation capacity and its correlation with system load has significant impacts on the network transfer capability. In other words, ATC probability distribution is sensitive to the wind generation capacity.Keywords: Available transfer capability, Wind turbine generator, Linear Programming, DC power flow, Monte Carlo, Wind Correlation
-
A di erent numerical approach for the two dimensional nonlinear Fredholm integral equations of the second kind with the continuous kernel is considered. The main idea is to convert the integral equation into an optimization problem. Then by using an embedding method, the class of admissible trajectories is replaced by a class of positive Borel measures. The optimization problem in measure space is then approximated by a nite dimensional Linear Programming (LP) problem. Some examples demonstrate the e ectiveness of the method.Keywords: Fredholm integral equation, Functional space, Measure space, Approximation, Linear programming
-
در این مقاله مدل سازی ریاضی مناسبی از سیستم دو ترمیناله HVDC برای جایابی بهینه و پخش بار بهینه مانند مدل تزریق توان ارائه شده است. برای توسعه پخش بار بهینه (OPF) و جایابی بهینه مبتنی بر OPF از دو سیستم دو ترمیناله HVDC برای کاهش مجموع هزینه سوخت و تلفات اکتیو شبکه به عنوان توابع هدف استفاده شده است. چهارچوب بهینه سازی به وسیله برنامه ریزی غیر خطی (NLP) مدل گردیده است و با استفاده از محیط نرم افزاری Matlab و GAMS حل شده است. الگوریتم پیشنهادی بر روی سیستم های آزمایش 14 و 30 شینه IEEE پیاده سازی شده است. نتایج شبیه سازی قابلیت حضور دو سیستم دو ترمیناله HVDC را در بهبود عملکرد سیستم قدرت نشان می دهد. علاوه بر این، دو سیستم دو ترمیناله HVDC در عملکرد سیستم قدرت از نظر اقتصادی و فنی با ادوات FACTS: PST و OUPFC مقایسه شده است.
کلید واژگان: VSC، HVDC، پخش بار بهینه، جایابی بهینه مبتنی بر OPF، مدلسازی، برنامه ریزی غیر خطیIn this paper a suitable mathematical model of the two terminal HVDC system is provided for optimal power flow (OPF) and optimal location based on OPF such power injection model. The ability of voltage source converter (VSC) -based HVDC to independently control active and reactive power is well represented by the model. The model is used to develop an OPF-based optimal location algorithm of two systems two terminal HVDC to minimize the total fuel cost and active power losses as objective function. The optimization framework is modeled as non-linear programming (NLP) and solved by Matlab and GAMS softwares. The proposed algorithm is implemented on the IEEE 14- and 30-bus test systems. The simulation results show ability of two systems two terminal HVDC in improving the power system operation. Furthermore، two systems two terminal HVDC is compared by PST and OUPFC in the power system operation from economical and technical aspects.Keywords: VSC, HVDC, Optimal power flow, Optimal location, modeling, Non, Linear Programming
- 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.