فهرست مطالب

مهندسی برق - سال چهل و هشتم شماره 3 (پاییز 1397)
  • سال چهل و هشتم شماره 3 (پاییز 1397)
  • تاریخ انتشار: 1397/09/02
  • تعداد عناوین: 40
|
  • محمد احمدیان، علیرضا جلیلیان * صفحات 951-962
    در این مقاله، طرح کنترلی در دستگاه مختصات سنکرون برای ساختار دوگان به ساز یک پارچه کیفیت توان با استفاده از کنترل تناسبی-رزونانسی ارائه شده است. در ساختار دوگان کنترل، فیلتر فعال سری به صورت یک منبع جریان سینوسی و فیلتر فعال موازی به صورت یک منبع ولتاژ سینوسی کنترل می شود. تمرکز اصلی این مقاله بر طراحی بهینه فیلترهای غیرفعال خروجی مبدل ها بوده که کاهش اندازه و هزینه کل سیستم را به دنبال دارد. همچنین به کارگیری یک فیلتر LCL در خروجی فیلتر فعال سری، علاوه بر تضعیف هارمونیکی بهتر با کاهش اندوکتانس سری سیستم، موجب بهبود دینامیک سیستم شده است. برای تامین پایداری موردنیاز سیستم و کاهش تلفات، با حذف مقاومت فیلترهای غیرفعال خروجی و فیدبک جریان خازن به سیستم کنترل، میراسازی نوسانات در هر دو فیلتر به صورت فعال پیاده سازی شده است. مطابق نتایج به دست آمده به ساز یک پارچه کیفیت توان با طرح کنترل پیشنهادی نامتعادلی، هارمونیک ها و فروافتادگی ولتاژ و همچنین جبران سازی جریان هارمونیکی بار غیرخطی را با سرعت و دقت مناسب انجام داده است. نتایج شبیه سازی به دست آمده در محیط MATLAB موید عملکرد موثر این ساختار تخت شرایط متفاوت است.
    کلیدواژگان: فیلتر فعال قدرت، جبران ساز یک پارچه کیفیت توان، ساختار دوگان به ساز یک پارچه کیفیت توان، میراسازی فعال، فیلتر LCL
  • محمدرضا آسبان، جمشید آقایی* ، طاهر نیکنام، سیدناصر هاشمی پور صفحات 963-971
    بهره بردارن شبکه های الکتریکی به منظور جبران سازی توان راکتیو، افزایش کیفیت توان، کاهش نوسانات ولتاژ و فلیکر، از ادواتی نظیر SVC استفاده می نمایند. میزان اثربخشی تجهیزات ذکرشده در شبکه قدرت جهت کاهش نوسانات ولتاژ، فلیکر و جبران توان راکتیو، نیازمند افزایش سرعت پاسخ گویی این تجهیزات می باشد. در هنگام طراحی این تجهیزات جبران ساز، جهت افزایش سرعت پاسخ گویی باید به قسمت های مختلف آن ها از قبیل مدارهای کنترلی، مدارهای اندازه گیری توان راکتیو و اکتیو و ادوات کلیدزنی دقت نمود. در این مقاله سعی شده است با محاسبه توان راکتیو و اکتیو در زمان های کم تر از نیم سیکل و حذف هارمونیک های مزاحم در مدار اندازه گیری، سرعت پاسخ گویی SVC را به حد قابل قبول رساند. بر این اساس، معادلات توان اکتیو و راکتیو به گونه ای استخراج شده اند که در مدت یک- هشتم سیکل قابل محاسبه می باشند. ضمنا برای حذف هارمونیک ها، از یک فیلتر مقایسه ای سریع با ساختار بسیار ساده بر مبنای مدار شکاف فرکانس اصلی استفاده شده است. روش پیشنهادی با استفاده از نرم افزار EWB512 طراحی و ساخته شده، و نهایتا مورد استفاده قرار گرفته است. در پایان برای بررسی کیفیت روش پیشنهادی، یک کوره قوس الکتریکی در صنایع فولادسازی با استفاده از نرم افزار EMTP مدل سازی و مورد مطالعه قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: کلیدزنی، هارمونیک، فلیکر، کیفیت توان، فیلتر، کوره قوس الکتریکی
  • مصطفی اسماعیلی* ، سجاد گلشن نواز صفحات 973-984
    این مقاله به ارائه مدلی دو مرحله ای جهت برنامه ریزی بهره برداری بهینه از شبکه های توزیع با هدف کاهش هزینه و بهبود قابلیت اطمینان می پردازد. در مرحله ارزیابی، برنامه ریزی انرژی و ذخیره در افق روز پیش رو با در نظر داشتن عدم قطعیت های موجود در بار و منابع تجدیدپذیر طی سناریوهای مختلف انجام می پذیرد. بنابراین، میزان تعامل شرکت توزیع با بازار عمده فروشی، برنامه ریزی روزانه تولیدات پراکنده و بارهای پاسخگو و نیز ساختار بهینه شبکه در تامین انرژی و ذخیره به شکل بهینه تعیین می گردد. نقاط تنظیمی به دست آمده به عنوان محدودیت ها و شرایط مرزی مرحله انتظار می باشند که در آن برنامه ریزی زمان حقیقی بهره برداری انجام می شود. در این مرحله، دو وضعیت بهره برداری در شرایط عادی و شرایط وجود خطا محتمل می باشد. در شرایط عادی، وقوع انحراف در مقادیر پیش بینی شده بار و منابع انرژی تجدیدپذیر مورد بررسی قرار دارد که مدل ارائه شده با بهره گیری از سطوح ذخیره تعیین شده و نیز برمبنای برنامه ریزی مجدد تولید منابع، با کمترین انحراف در هزینه، بهره برداری از شبکه را به انجام می رساند. در شرایط وجود خطا، خروج تجهیزات مختلف همچون فیدرهای توزیع مد نظر قرار می گیرد. در این حالت، علاوه بر سطوح ذخیره تعیین شده، برنامه ریزی مجدد وضعیت روشن و خاموش بودن منابع و تولید آن ها، تجدید آرایش شبکه و نیز حذف بار به عنوان اقدامات اصلاحی به کار گرفته می شود. براساس مطالعات عددی انجام گرفته به میزان 7. 3 % کاهش در هزینه بهره برداری و نیز مدیریت مناسب خطا در پیش بینی تولید توان بادی مشاهده گردید.
    کلیدواژگان: مدل بهره برداری دو مرحله ای، عدم قطعیت، روش درخت سناریو، کاهش هزینه، افزایش قابلیت اطمینان
  • سیدسعید افضلی، علی اصغر اروجی* ، زینب رمضانی صفحات 985-990
    در این مقاله ساختار جدیدی برای ترانزیستور سه گیتی (SG-TD) ارائه شده است. در این ساختار با به کار بردن سیلیسیم-ژرمانیوم در ناحیه سورس و ایجاد تونل زنی به درون ناحیه سورس، مشخصه های ماسفت سه گیتی در مقایسه با ساختار ماسفت های سه گیتی مرسوم (C-TG) بهبود داده شده است. در ساختار پیشنهادی علاوه بر اینکه عایق بودن ترانزیستور در زیر کانال حفظ می شود، اثرات منفی آن نیز کاهش می یابد. در ساختار ارائه شده برای جلوگیری از تجمع حفره ها درون سطح کانال از سیلیسیم-ژرمانیوم استفاده شده است. این کار باعث کاهش اثر بدنه شناور (FBE) ، اثر خودگرمایی (SHE) و جریان چگالی حفره ها در ماسفت های سه گیتی می شود. نتایج این ساختار با نرم افزار Silvaco به صورت سه بعدی شبیه سازی شده است.
    کلیدواژگان: اثر کانال کوتاه، سیلیسیم-ژرمانیم، ماسفت های چندگیتی
  • محمدکاظم انوری فرد * صفحات 991-998
    در این مقاله روشی جدید برای بهبود اثرات کانال کوتاه بدون پیچیدگی در فرآیند ساخت افزاره های سیلیسیم روی عایق در مقیاس نانو ارائه شده است. فکر اساسی در این مقاله تحقق اکسید U شکل با استفاده از ماده Si3N4 در داخل اکسید مدفون و ناحیه کانال است. مسیر میدان الکتریکی جانبی از سمت درین و سورس پس از برخورد به اکسید تعبیه شده منحرف شده و مقدار کمتری از خطوط میدان الکتریکی توانایی کافی برای عبور از اکسید و رسیدن به ناحیه کانال را پیدا می کنند. افزایش رسانش موثر حرارتی ساختار پیشنهادی توانایی مضاعفی به ساختار جدید جهت کار در دماهای بالاتر می دهد. مقایسه ساختار ارائه شده با افزاره مرسوم نشان می دهد که پارامترهای مهمی همچون اثرات کانال کوتاه، دمای شبکه، میدان الکتریکی، تحرک پذیری الکترون، کندوکتانس درین و جریان نشتی به طور موثری بهبود یافته است که نمایانگر برتری ساختار پیشنهادی است. ساختارهای تحت مطالعه در این مقاله با استفاده از نرم افزار ATLAS که خود یکی از محصولات تجاری SILVACO است شبیه سازی شده است.
    کلیدواژگان: مقیاس نانو، نیتراید سیلیسیم، اثرات کانال کوتاه، میدان الکتریکی
  • مجتبی بهشتی* صفحات 999-1010
    نسبت توان اوج به متوسط (PAPR) بالا یک عیب مهم سامانه MIMO-OFDM شناخته می شود. PAPR بالا در فرستنده ممکن است تقویت کننده را به اشباع ببرد و به اعوجاج غیرخطی به دلیل عناصر غیرخطی بیانجامد. همچنین می تواند پیچیدگی مبدل های دیجیتال به آنالوگ را افزایش دهد. این مقاله یک روش کاهش PAPR برای سامانه MIMO-OFDM پیشنهاد می کند. ایده اصلی، تولید چندین سیگنال نامزد حاوی اطلاعات یکسان و ارسال سیگنال دارای کمترین PAPR است. در روش پیشنهادی، بلوک های داده OFDM به تعدادی زیربلوک افراز می شود. سپس زیربلوک ها به گونه ای مناسب جایگشت داده می شوند تا دنباله های نامزد متفاوت برای ارسال تولید گردد. برتری روش پیشنهادی، کاهش توام PAPR در همه آنتن های ارسال است. بر اساس نتایج شبیه سازی، برای CCDF برابر با 0. 001، بهبود عملکرد روش پیشنهادی نسبت به روش های مبتنی بر PTS تا dB 1. 91 مشاهده می شود. در این مقاله، نسخه ای از روش پیشنهادی نیز که پیچیدگی محاسباتی کمتری در مقایسه با پیچیدگی روش های مبتنی بر PTS دارد، ارائه می شود. این نسخه می تواند پیچیدگی محاسباتی را تا %99. 7 کاهش دهد.
    کلیدواژگان: سامانه چند ورودی- چند خروجی، مدولاسیون چند حاملی، نسبت توان اوج به متوسط، جایگشت
  • عزیزالله بهمنی، مهرزاد بیغش * صفحات 1011-1024
    کنترل بهینه و توامان توان منابع و رله، در شبکه هایی متشکل از چند فرستنده و چند گیرنده که هم زمان از یک رله برای انتقال سیگنال هایشان استفاده می کنند، وقتی هر فرستنده، با همه گیرنده ها دید مستقیم هم داشته باشد، مسئله ای کاربردی و درعین حال پیچیده است. در حالتی که می خواهیم، هر زوج فرستنده و گیرنده از یک کیفیت سرویس معینی ازنظر SINR برخوردار باشد، روش های موجود، بر دو قسم هستند. بعضی مبتنی بر جستجوی جامع هستند که با افزایش تعداد زوج های منبع-مقصد، غیرعملی می شوند و قسم دوم باوجوداینکه می توانند پیچیدگی راه حل را به خوبی کاهش دهند ولی برای ساده کردن حل مسئله، در آن ها از تقریب هایی استفاده شده که در همه شرایط، جواب بهینه را با دقت قابل قبول، به دست نمی دهند. بر همین اساس، در این مقاله سه روش ارائه شده که کیفیت عملکرد بهتری، نسبت به روش های قبلی، دارند. مبنای کار، بر استفاده از روابط دقیق و بدون تقریب، در معادلات کنترل توان است. با استفاده از شبیه سازی های کامپیوتری، نشان داده ایم، در شرایطی که کانال های منابع فرستنده، همبستگی کمی باهم داشته باشند، مقدار بهبود در حد چند درصد است اما وقتی همبستگی بین کانال های زوج های منبع-مقصد بالا می رود، بهبودی در حد پنجاه درصد یا چند دسی بل، در نتایج به دست می آوریم.
    کلیدواژگان: کنترل توان، شبکه های رله ای، مسیر مستقیم، نسبت سیگنال به نویز و تداخل
  • میلاد بی آزار قادیکلایی، مجید شهابی *، تقی بارفروشی صفحات 1025-1035
    در این مقاله، مدلی خطی جهت تعیین ظرفیت و مکان یابی بهینه هم زمان دو تکنولوژی مختلف از سیستم های ذخیره ساز انرژی الکتریکی با منظور نمودن عدم قطعیت های مرتبط با منابع انرژی تجدیدپذیر و بروز عیب در خط ارتباطی ریزشبکه و شبکه بالادست ارائه شده است. این درحالی است که اثر مشارکت بارهای پاسخگو در تعیین ظرفیت و مکان های بهینه جهت نصب سیستم های ذخیره ساز بررسی شده است. روش پیشنهادی به صورت یک مسئله برنامه ریزی تصادفی دومرحله ای مبتنی بر سناریوهای عدم قطعیت معرفی و در یک ریزشبکه 33 شینه پیاده شده است. برای مدل سازی سناریوهای عدم قطعیت تولید مولد بادی و بروز عیب در خط ارتباطی بین ریزشبکه و شبکه بالادست به ترتیب از تئوری سری های زمانی و شبیه سازی مونت کارلو استفاده شده است. مدل پیشنهادی در نرم افزار GAMS به صورت یک مسئله برنامه ریزی خطی آمیخته با اعداد صحیح پیاده سازی شده است. مطالعات موردی متعدد، کارایی مدل پیشنهادی را نشان داده و تایید می کنند.
    کلیدواژگان: مکان یابی، ذخیره ساز، تعیین ظرفیت، ریزشبکه
  • علی پارسا، علیرضا فرهادی * صفحات 1037-1046
    در این مقاله، با در نظرگرفتن دینامیک های غیرخطی و به طور ویژه دینامیک پهبادهای مینیاتوری یا اتومبیل های خودکار به صورت مدل تک سیکله و سپس اعمال روش خطی سازی مناسب، به طراحی کدگذار و کدگشای مناسب پرداخته می شود. ازآنجایی که در این سیستم ها ردیابی مسیر حالت سیستم غیرخطی در تخمین زننده راه دور، از طریق ارسال داده های اندازه گیری شده توسط کانال مخابراتی دیجیتال ظرفیت محدود صورت می گیرد، نیاز به کدگذار و کدگشای مناسب است تا نواقص مخابراتی را جبران کند. در روش ارائه شده در این مقاله، خطی سازی ها هنگامی که خطای تخمین متغیرهای حالت سیستم افزایش می یابد، صورت می گیرد و در صورت کاهش خطای تخمین از خطی سازی صورت گرفته در مرحله قبلی استفاده می گردد. شبیه سازی های کامپیوتری، عملکرد مطلوب روش ارائه شده در این مقاله را نشان می دهند.
    کلیدواژگان: سیستم کنترل شبکه ای، دینامیک غیرخطی، کانال مخابراتی دیجیتال بدون نویز، وسایل نقلیه خودکار
  • عادل پورمند، سیدعلی موسوی شائق، حبیب بدری، اسماعیل نجفی اقدم * صفحات 1047-1058
    در سال های اخیر توجه روز افزونی به توسعه ی روش های جدیدی برای ساخت تراشه های ریزسیالاتی با استفاده از مواد جدیدی از خانواده ی گرمانرم ها، شده است. علت اصلی آن ویژگی های بسیار خوب مواد گرمانرم است که می تواند معایبی که ماده ی پلی دی متیل سیلوکسان (PDMS) دارد را برطرف کند. در این مقاله، یک روش ساخت بهینه شده، ارزان و سریعی را برای ساخت تراشه های ریزسیالاتی با استفاده از مواد گرمانرم گزارش شده است که برای ساخت آن از روش ریزماشین کاری لیزری و پیوند حرارتی استفاده می شود. از روش ریزماشین کاری لیزری برای حکاکی و بریدن صفحات آکریلیک و فیلم نازک پلی اورتان گرمانرم (TPU) استفاده شده است. پس از قراردادن لایه ها بر روی یکدیگر با استفاده از پیوند حرارتی لایه ها به یکدیگر پیوند یافته و در نهایت یک ریزشیر کواک برای کاربردهای ریزسیالاتی ساخته شده است. آزمایش های تکرارپذیری، قابلیت اطمینان و نشتی برای فشارهای مایع و کنترلی مختلف مورد مطالعه قرار گرفته اند که مشخص شد شیرهای ساخته شده توانایی مسدودکردن کانال را بدون هیچگونه نشتی، دارا می باشند. در نهایت، اثر تداخل عملکرد شیرهای یک کانال روی کانال مجاور نیز، به هدف توسعه ی کار برای کاربردهای آزمایشگاه روی تراشه مورد مطالعه قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: ریزسیالات، ریزشیر کواک، ریزماشین کاری لیزری، مواد گرمانرم، آزمایشگاه روی تراشه
  • فاطمه جمشیدی *، محمدمهدی قنبریان، اسما تفکر صفحات 1059-1067
    با به کارگیری انرژی های تجدیدپذیر در ریزشبکه به عنوان یکی از منابع انرژی پراکنده، توان الکتریکی تولید می گردد. بارهای پراکنده در حالت های متصل به/ منفصل از شبکه سراسری قدرت از ریزشبکه ها خدمات دریافت می نمایند. نوسانات طبیعی میزان توان تولیدی با انرژی های تجدیدپذیر و نامعینی های سیستم قدرت، عملکرد کنترل گرهای کلاسیک را تضعیف می نمایند. در مقاله ی حاضر در پاسخ به این چالش، منطق فازی مقدار لحظه یی پارامترهای کنترل گر PI را محاسبه می کند. الگوریتم رقابت استعماری برای تعیین بهینه ی مقادیر نامی پارامترهای کنترل گر و محدوده توابع عضویت سیستم فازی پیشنهادی به کار می رود. محدوده پارامترهای پایدارساز کنترل گر پیشنهادی با قضیه خاریتانوف تعیین می شود. مقایسه ی معیارهای RMS، فراجهش و فروجهش، تعداد نوسانات و زمان نشست تغییرات فرکانس طرح کنترلی پیشنهادی با کنترل گر PI بازای تغییرات بار مختلف، عملکرد بهتر کنترل گر پیشنهادی را تایید می نماید. شبیه سازی ها با در نظر گرفتن عدم قطعیت های پارامترهای سیستم، مقاوم بودن کنترل گر پیشنهادی را نشان می دهد.
    کلیدواژگان: الگوریتم رقابت استعماری، ریزشبکه جزیره یی، ریشه میانگین مربعات تغییرات فرکانس، قضیه خاریتانوف، کنترلگر PI، منطق فازی
  • کیان جوان اجدادی، سیدجلال سیدشنوا* ، عبدالمجید دژم خوی صفحات 1069-1081
    با افزایش تقاضای مصرف انرژی الکتریکی، شناسایی روند تغییرات بار از مسائل حائز اهمیت در شبکه های برق می باشد. در این میان پیش بینی کوتاه مدت بار برای اطمینان از تامین تقاضا و امنیت شبکه یکی از حیاتی ترین مباحث در مدیریت فنی و اقتصادی صنعت برق به شمار می آید. تاکنون روش های متعددی با دقت های متفاوت به منظور مدل سازی و پیش بینی بار در کوتاه مدت ارائه شده است. اکثر این روش ها از تعداد داده های زیاد و پارامترهایی غیر از متغیر پیش بینی استفاده می کنند. در این مقاله، مدل خاکستری و مدل خاکستری غلتان که می تواند با استفاده از تعداد داده های کم و با دقت بالا برای مدل سازی و پیش بینی سری زمانی استفاده شود، بهبود داده شده است. برای افزایش دقت مدل های پیشنهادی، روش اصلاح باقی مانده به روش فوریه به کار گرفته شده است. علاوه بر این، عملکرد روش های پیشنهادی با چهار روش دیگر با اعمال آنها به شبکه های ایران و نیواینگلند مقایسه شده است. چندین تعریف خطا به عنوان معیارهای توانایی و دقت انتخاب شده و حساسیت روش های پیشنهادی به تعداد داده های مورد نیاز و اندازه گام پیش بینی بررسی شده است. نتایج شبیه سازی عملکرد و دقت بالای مدل های پیشنهادی در مدل سازی و پیش بینی بار را نشان می دهد.
    کلیدواژگان: پیش بینی کوتاه مدت بار، مدل خاکستری، مدل خاکستری غلتان، مدل خاکستری اصلاح باقی مانده به روش فوریه
  • سید نقی حسینی، عبدالرضا شیخ الاسلامی *، تقی بارفروشی، محمد امین لطیفی صفحات 1083-1094
    در برنامه ریزی میان مدت سیستم های چندحاملی انرژی، بهره بردار نیازمند برنامه ی خروج واحدها برای تعمیرات می باشد. چالش اساسی این برنامه ریزی، وجود منابع تولید هم زمان است. این منابع به سبب تولید چندحامل انرژی، نقشی کلیدی در برنامه ی تولید شبکه های انرژی ایفا می کنند. در این مقاله، مدلی به منظور زمان بندی تعمیرات منابع تولید در سیستم های چندحاملی انرژی با هدف حداقل سازی هزینه های میان مدت و تامین قابلیت اطمینان ارائه می شود. مدل پیشنهادی شامل یک مدل برنامه ریزی دوسطحی است که در سطح بالا، هدف حداقل سازی هزینه های بهره برداری در میان مدت و در سطح پایین، هدف بیشینه سازی شاخص قابلیت اطمینان به همراه قیود مربوطه می باشد. مدل پیشنهادی بر روی یک سیستم چندحاملی بومی (منطقه ویژه اقتصادی عسلویه) مورد آزمون قرار می گیرد. نتایج شبیه سازی نشان می دهند که پنجره ی زمانی خروج هماهنگ واحدهای تولید، دارای قابلیت اطمینان بهتری نسبت به برنامه های مستقل بوده و چالش های برنامه ریزی مستقل شبکه ها را مرتفع می سازد.
    کلیدواژگان: سیستم های چندحاملی انرژی، منابع تولید هم زمان برق، گرما و سرما (CCHP)، زمان بندی نگهداشت، شاخص قابلیت اطمینان
  • مهیلا دادفرنیا، فضل الله ادیب نیا * صفحات 1095-1103
    در طی سال های گذشته حراجی های برخط مورد توجه زیادی قرار گرفته است که با توجه به بعد مالی حراجی، منجر به افزایش تقلب در حراجی های برخط نیز شده است. به عنوان مثال، تقلب در حراج های اینترنتی از جمله شرکت eBay که یک شرکت مشهور در حراج های برخط می باشد، افزایش یافته است. به همین دلیل، پژوهش های مختلفی با رویکرد تشخیص خریداران و فروشندگان متقلب در سراسر دنیا انجام شده است. در حال حاضر در ایران، حراجی ها بیشتر در سازمان های دولتی بزرگ انجام می شود که قطعا در صورت تقلب ضررهای مالی بزرگی را خواهد داشت. یکی از انواع تقلب، تقلب با روش همکاری و تبانی کاربران متقلب در حراجی می باشد که این نوع تقلب در صورت وقوع بسیار خطرناک می باشد و ضررهای مالی تاسف باری را خواهد داشت. در این مقاله الگوریتمی پیشنهاد می گردد که ابتدا ویژگی های موثر در یافتن افراد صادق را برای هر کاربر حراجی استخراج نماید و سپس با استفاده از طبقه بندی تک دسته بند OCSVM، برای هرکاربر یک نمره ناهنجاری را حساب نماید. در نهایت این الگوریتم، ارتباطات بین کاربران حراجی را با روش مارکف تصادفی مدل سازی می نماید تا باورهای کاربران را در مورد کاربران همسایه در گراف انتشار دهد و با این روش نمرات ناهنجاری را بازنگری نماید. نتایج این الگوریتم نشان می دهد که این تکنیک در هر سه نوع مختلف تقلب های اینترنتی می تواند کاربران متقلب همکار را با کارآیی بالا تشخیص دهد و در زمان سریع تر نسبت به الگوریتم های قبلی همگرا شده و پاسخ می دهد.
    کلیدواژگان: تشخیص تقلب همکارانه، پیشنهاد در حراجی، مدل مارکف تصادفی، انتشار باور، طبقه بندی تک دسته بند
  • سامان درویش کرمانی، محمود جورابیان *، گئورک قره پتیان صفحات 1105-1115
    امروزه با توجه به پیشرفت شبکه های هوشمند و الکتریکی، ریزشبکه هایی که به شبکه ها متصل هستند انعطاف پذیرتر، قابل دسترس تر، مطمئن تر و اقتصادی تر هستند. برای رسیدن به این اهداف، مطالعه در زمینه معماری انواع ریزشبکه ها بسیار مهم است. ریزشبکه می تواند به دیگر شبکه ها متصل باشد و یا در حالت جزیره ای کار کند. نصب ریزشبکه در برخی نواحی می تواند قابلیت اطمینان را بیش تر نماید و اتصال ریزشبکه های حساس همانند بیمارستان ها و فرودگاه ها که باید قابلیت اطمینان و پایداری مناسبی داشته باشند، به چندین شبکه می تواند راه حل مناسبی باشد. در این مقاله معماری جدیدی از این نوع ریزشبکه ها که از دیگر ریزشبکه ها پیچیده تر هستند معرفی شده است. ریزشبکه های مزبور از چندین زیر-ریزشبکه تشکیل شده اند که دارای اتصال چندگانه به چندین شبکه و یا ریزشبکه های دیگر هستند. معماری و فرمول بندی ماتریسی این نوع ریزشبکه ها در این جا تشریح شده است و مباحث مهم مشاهده پذیری، مشاهده ناپذیر بودن حالت ها، مشاهده ناپذیر بودن شاخه ها، مشاهده پذیر بودن جزیره ها، ارتباط تجهیزات اندازه گیری و روش های تشخیص جزیره ای گراف جبری در این نوع ریزشبکه ها بر اساس فرمول بندی های معرفی شده در این مقاله در مطالعات دیگر تشریح می گردد. فرمول بندی ماتریسی که در اینجا معرفی شده جهت تشکیل ماتریس تخمین حالت ریزشبکه و تشخیص جزیره ای و تشکیل زیر-ریزشبکه های داخل ریزشبکه به کار برده خواهد شد.
    کلیدواژگان: تشخیص جزیره ای، ریزشبکه، زیر-ریزشبکه، فرمول بندی ماتریسی ریزشبکه، نقاط اتصال چندگانه
  • مهدی درویشی بهلولی، سید اسماعیل حسینی* ، وحیدرضا باقری، حبیب الله عبیری صفحات 1117-1129
    در این مقاله، یک پلارایزر-دیپلکسر موج بری از نوع پلارایزر تیغه در باند Ka برای تولید/تفکیک پلاریزاسیون های دایروی راست گرد و چپ گرد در دو باند فرکانسی برای کاربردهایی مانند سیستم های فضایی، اندازه گیری و. . . معرفی، طراحی و شبیه سازی می شود. ویژگی منحصربه فرد ساختار طراحی شده امکان ارسال توان های بالا به دلیل استفاده از ساختار موج بری با دو پلاریزاسیون در دو باند فرکانسی است. این ساختار دارای یک ساختار پله ای است که موج بر را به دو قسمت تقسیم می کند و هر قسمت جداگانه تغذیه می شود که یک قسمت پلاریزاسیون دایروی راست گرد در یک باند فرکانسی و قسمت دیگر پلاریزاسیون دایروی چپ گرد در باند فرکانسی دیگری را تامین می کنند. نخست ساختار تیغه در دو محدوده فرکانسی GHz 21-20 و GHz 31-30 به عنوان دو لینک ارسال و دریافت با ارضای شرایط ایجاد و دریافت پلاریزاسیون دایروی قابل قبول طراحی و شبیه سازی می شود. سپس ساختار دیپلکسری که شامل قسمت جداکننده و فیلترها در دو باند مذکور می باشند، با بررسی انواع فیلترهای موج بری و انتخاب فیلتر مناسب میان گذر طراحی می شود. نتایج شبیه سازی پلارایزر-دیپلکسر، افت بازگشتی و تلف عبوری بسیار خوب برای هر دو نوع پلاریزاسیون در دو باند مذکور را نشان می دهد. با این طراحی S11کمتر از dB -15 در هر دو باند فرکانسی به دست آمده است. مقدار ایزولاسیون میان همه دهانه های ورودی کمتر از dB -40 است.
    کلیدواژگان: پلارایزر، پلاریزاسیون دایروی راست گرد و چپ گرد، پلارایزر تیغه ای، دیپلکسر
  • محمدباقر دولتشاهی، ولی درهمی *، حسین نظام آبادی پور صفحات 1131-1140
    الگوریتم جمعیت ذرات اطلاع دهنده ی محلی، یک روش ساده و موثر است که اخیرا برای حل مسائل بهینه سازی چندمدی ارائه شده است. این الگوریتم دارای یک ضعف اساسی است: برای محاسبه سرعت یک ذره، "شایستگی" و " فاصله ی" ذرات همسایه ی آن ذره را در نظر نمی گیرد، درصورتیکه در نظر گرفتن این دو پارامتر در محاسبه سرعت می تواند به الگوریتم برای ایجاد یک تعادل مناسب بین همگرایی و تنوع راه حل ها کمک زیادی کند. در این مقاله، یک نسخه جدید از این الگوریتم با نام "الگوریتم جمعیت ذرات اطلاع دهنده ی محلی گرانشی" ارائه شده است، که در آن هر ذره موقعیت خود را با استفاده از قوانین گرانش و حرکت به سمت بهترین موقعیت همسایگان محلی اش تنظیم می کند. در الگوریتم پیشنهادی، هر چه همسایه ی محلی یک ذره دارای کیفیت بیشتری باشد یا دارای فاصله ی کمتری با ذره باشد، جرم گرانشی بیشتری به آن همسایه تعلق می گیرد و در نتیجه آن همسایه مجاز به اعمال نیروی گرانشی بیشتری به آن ذره می شود. برای بررسی کارایی الگوریتم پیشنهادی، یک ارزیابی تجربی روی چندین تابع محک استاندارد صورت گرفته است. نتایج این آزمایشات نشان می دهد که الگوریتم پیشنهادی می تواند نتایج بهتری نسبت به الگوریتم جمعیت ذرات اطلاع دهنده ی محلی و سایر الگوریتم های بهینه ساز چندمدی به دست آورد.
    کلیدواژگان: بهینه سازی جمعیت ذرات، الگوریتم جستجوی گرانشی، قاعده به روزرسانی سرعت، بهینه سازی چندمدی
  • حمیدرضا رشیدی کنعان *، مرجان روزبهانی صفحات 1141-1151
    پژوهشگران اخیرا دریافته اند الگوی چین و چروک پوست در بخش خارجی بند انگشت که به اصطلاح اثر بند انگشت نامیده می شود، در افراد مختلف منحصربه فرد بوده و می تواند به عنوان یک مشخصه بیومتریک به کار گرفته شود. بر این اساس در این مقاله، الگوریتمی معرفی می شود که به تشخیص هویت انسان با استفاده از تصاویر بند انگشت می پردازد. در الگوریتم پیشنهادی، با استفاده از گشتاورهای متعامد شبه زرنیک به عنوان یک توصیفگر قدرتمند ویژگی های سراسری و محلی تصویر بند انگشت ورودی استخراج شده و سپس با ترکیب آن ها بردار ویژگی تصویر تشکیل شده است. در نهایت با استفاده از یک شبکه عصبی پرسپترون با یک لایه مخفی هویت تصویر ورودی مشخص می گردد. به منظور ارزیابی الگوریتم پیشنهادی، از پایگاه داده تصاویر بند انگشت دانشگاه پلی تکنیک هنگ کنگ استفاده شده است. با شبیه سازی الگوریتم پیشنهادی و انجام آزمایش های گوناگون، بهترین حالت به ازای مقادیر مختلف پارامترهای عملی به دست آمده است. نتایج آزمایش ها نشان می دهد که نرخ بازشناسی و نرخ خطای برابر به دست آمده از سیستم پیشنهادی در حالت تک انگشتی و چند انگشتی، در مقایسه با تحقیقات پیشین، بهبود قابل قبولی به دست آورده است.
    کلیدواژگان: بیومتریک، اثر بند انگشت، تشخیص هویت، تصدیق هویت، گشتاورهای متعامد شبه زرنیک، شبکه عصبی مصنوعی
  • فرهاد رهبران، سجاد نجفی روادانق* ، گئورگ قره پتیان صفحات 1153-1166
    با ایجاد و گسترش ریزشبکه ها در شبکه های توزیع، تعداد آنها همواره روبه افزایش است. با این فرض، مساله طراحی بهینه شبکه های توزیع نوین با چالش های جدیدی روبرو گردیده است. در این مقاله، به طراحی بهنیه یک شبکه توزیع هوشمند بر اساس ریزشبکه های چندگانه و به هم پیوسته پرداخته شده است. ذخیره سازهای انرژی نقش مهمی در ریزشبکه ها و کاهش اثر عدم قطعیت در تولید برخی از منابع دارند و از طرفی با توجه به نقش خودروهای الکتریکی به عنوان ذخیره کننده انرژی، در این طراحی نقش پارکینگ های الکتریکی مورد بررسی قرار گرفته است. در این مقاله یک شبکه توزیع هوشمند طوری طراحی می گردد که قابلیت مرزبندی به مجموعه ای از ریزشبکه ها وجود داشته باشد و مرزهای بهینه آنها با حفظ معیارهای فنی و اقتصادی، نظیر کاهش هزینه های احداث و بهره برداری، افزایش قابلیت اطمینان، بهبود پروفیل ولتاژ با درنظرگیری پارکینگ خودروهای الکتریکی به عنوان منابع ذخیره ساز می باشد، تعیین گردد. برای هر کدام از توابع هدف مرزهای ریزشبکه ها، نوع و ظرفیت منابع هر ریزشبکه و آرایش کلی شبکه توزیع به صورت بهینه مشخص می گردد. نتایج مطالعه به صورت گرافیگی و جدولی ارایه شده است.
    کلیدواژگان: شبکه های توزیع هوشمند، ریزشبکه، ریزشبکه های به هم پیوسته، ذخیره سازهای انرژی، خودروهای الکتریکی، پارکینگ خودروهای الکتریکی
  • مهسا زمانی، تقی بارفروشی * صفحات 1167-1177
    در این مقاله چهارچوبی جدید به منظور برنامه ریزی توسعه نیروگاه های بادی در بازارهای برق رقابتی ناکامل و در حضور شرکت های راهبردی با درنظرگرفتن تقاضای کشش پذیر ارائه می شود. در چهارچوب پیشنهادی، هدف اصلی بررسی قابلیت سودآوری نیروگاه های بادی در بازارهایی با ویژگی انحصاری چندجانبه می باشد که در آن مصرف کنندگان نیز دارای کشش پذیری مناسبی در برابر قیمت می باشند. مسئله برنامه ریزی توسعه منابع بادی در قالب یک مدل دوسطحی ارائه می شود که در سطح بالا تصمیمات سرمایه گذاری با هدف بیشینه سازی سود سرمایه گذار اتخاذ شده و سطح پایین شامل مسئله تسویه بازار است که با توجه به ویژگی انحصار چندجانبه بازار برق به کمک مدل تعادل کورنات (Cournot) و با هدف بیشینه سازی سود هم زمان شرکت های راهبردی مقید به تعادل عرضه و تقاضا حل می شود. عدم قطعیت در تولید منابع بادی توسط مجموعه ای از سناریوها مدل می شود. مسئله بهینه سازی دوسطحی در سطح بالا به کمک الگوریتم ژنتیک و در سطح پایین و به ازای تحقق های مختلف سناریوهای توان بادی با استفاده از الگوریتم ریاضی حل می شود. کارایی چهارچوب پیشنهادی برروی یک شبکه قدرت 3شینه نمونه و شبکه IEEE سی شینه با انجام شبیه سازی ها و تحلیل های لازم نشان داده می شود.
    کلیدواژگان: انرژی بادی، تقاضای کشش پذیر، تسویه بازار، مدل کورنات، نظریه بازی ها
  • سارا سجادنیا، محمد سروش *، کریم انصاری اصل صفحات 1179-1185
    بازتاب داخلی کلی نور یکی از پدیده هایی است که باعث کاهش بازده دیود گسیل نور می شود. در این مقاله، با به کارگیری بلورهای فوتونی مبتنی بر حفره و کاهش بازتاب داخلی کلی نشان داده شد که بازده یک دیود گسیل نور GaN را می توان بیش از دو برابر افزایش داد. با بهره گیری از روش تفاضل محدود حوزه زمان و استفاده از 15 دوره تناوب با ثابت شبکه nm 680، ارتفاع حفره nm 210 و نسبت طول حفره به ثابت شبکه 0. 5 به ازای طول موج nm 400، بازده افزاره تا 2. 1 برابر افزایش یافت. شبیه سازی و مقایسه نتایج به دست آمده از آن به ازای طول موج های 400 و 465 نانومتر با پژوهش های دیگر نشان داد که به کارگیری افزاره پیشنهادی، امکان دست یابی به بازده بیش تری را فراهم می سازد.
    کلیدواژگان: بلور فوتونی، تفاضل محدود حوزه زمان، دیود گسیل نور، گالیم نیتراید
  • امیرمسعود سفیدیان، نگین دانشپور * صفحات 1187-1200
    حضور مقادیر جاافتاده در داده های دنیای واقعی مشکلی بسیار رایج و غیرقابل اجتناب است. بنابراین لازم است تا پیش از عملیات اکتشاف دانش، این مقادیر جاافتاده به طور دقیق پر شوند. در این مقاله، سه رویکرد جدید برای تخمین مقادیر جاافتاده عددی پیشنهاد می شود. در تمامی روش های پیشنهادی، مدل های رگرسیون بر زیرمجموعه هایی با همبستگی بالا اعمال می شوند. در انتخاب زیرمجموعه های مطلوب سعی می شود تا همبستگی بین صفت جاافتاده و دیگر صفات حداکثر شود. انتخاب این زیرمجموعه ها با استفاده از رویکردهایی مبتنی بر انتخاب روبه جلو انجام می شود. از معیار ضریب همبستگی برای اندازه گیری میزان ارتباط بین صفات استفاده شده است. همچنین در روش های پیشنهادی، ترتیب صفات جاافتاده برای انجام عمل جایگذاری اولویت دهی می شوند. عملکرد رویکردهای پیشنهادشده بر روی پنج مجموعه داده از دنیای واقعی با مقادیر مختلف جاافتادگی ارزیابی شده است. عملکرد رویکردهای ارائه شده با پنج رویکرد جایگذاری با مقدار میانگین، جایگذاری با استفاده از نزدیک ترین همسایگان، روش جایگذاری با خوشه بندی c-means فازی، روش جایگذاری با درخت تصمیم و روشی مبتنی بر رگرسیون به نام «الگوریتم جایگذاری با رگرسیون افزایشی صفات» (IARI) مقایسه شده است. از دو معیار شناخته شده ی ریشه میانگین مربعات خطا و ضریب تعیین برای مقایسه عملکرد رویکردهای پیشنهادی با دیگر روش های جایگذاری استفاده شده است. نتایج آزمایش ها نشان می دهد که رویکردهای ارائه شده، حتی زمانی که درصد جاافتادگی بالا است، بهتر از دیگر روش های مقایسه شده عمل می کنند.
    کلیدواژگان: جایگذاری مقادیر جاافتاده، همبستگی، رگرسیون
  • مرتضی شفیع خانی، علی بدری * صفحات 1201-1213
    تجمیع تعداد زیادی از واحدهای تولیدی با ظرفیت های کوچک با یکدیگر و تبدیل آن ها به نهادی بزرگ تر سبب دیده شدن آن ها در بازار برق و افزایش بهره وری اقتصادی آن ها می شود. نیروگاه مجازی سیستم گسترده مدیریت انرژی برای جمع آوری ظرفیت بارهای قابل قطع، ذخیره سازها و تولیدات پراکنده به منظور ایجاد خدمات پشتیبانی از سیستم و بازاریابی انرژی می باشد. یکی از اهداف اصلی این مقاله ارائه روشی برای پیشنهاددهی بهینه نیروگاه مجازی در کنار رقبا در بازار روز بعد می باشد. برای دست یابی به این هدف یک مدل بهینه سازی دوسطحه ریاضی با محدودیت های تعادلی ارائه شده است. سطح اول این مدل، بیشینه سازی سود نیروگاه مجازی و سطح دوم بیشینه سازی سطح رفاه اجتماعی را دربر می گیرد، مدل دوسطحه با استفاده از تئوری دوگانگی و شرایط بهینگی کروش-کاهن-تاکر به یک مدل برنامه ریزی خطی مختلط عدد صحیح تبدیل شده است. هدف دیگر این است که مسئله دوسطحه حاضر، به صورت دوهدفه با استفاده از روش محدودیت اپسیلون در جهت بیشینه سازی سود مدل خطی شده و کاهش آلایندگی واحدهای نیروگاه مجازی نیز حل گردد. نهایتا با استفاده از روش تصمیم گیری فازی بهترین پاسخ انتخاب گردیده است که مقدار سود در حالت دوهدفه 41429. 7 دلار و آلایندگی نیز 1969. 9 پوند گردید که نسبت به حالت تک هدفه اعداد معقول تری می باشند. مدل عنوان شده بر روی شبکه 24 شینه استاندارد IEEE مورد آزمون واقع شده و نتایج نشان از کارآیی آن می باشد.
    کلیدواژگان: نیروگاه مجازی، مدل دوسطحه، مدل دوهدفه، روش محدودیت اپسیلون، فاکتور توزیع انتقال توان، تصمیم گیری فازی، پیشنهاددهی راهبردی
  • نجمه شهیدی راد، مهدی نیرومند *، رحمت الله هوشمند صفحات 1215-1225
    در این مقاله، با توجه به رشد فزاینده استفاده از سیستم های فتوولتائیک در شبکه قدرت و اهمیت آنها، قابلیت اطمینان یک سیستم فتوولتائیک محاسبه شده است. در این راستا ابتدا نرخ خرابی عناصر سیستم با استفاده از استاندارد Fides Guide و با درنظرگرفتن شرایط محیطی، شامل منحنی های تابش، دما و رطوبت محاسبه شده است. سپس عملکرد زیرسیستمهای یک سیستم فتوولتائیک از نگاه قابلیت اطمینان ارزیابی شده و قابلیت اطمینان کل سیستم با استفاده از شبیه سازی مونت کارلو، ارزیابی شده است. نتایج نشان می دهد، دما بیشترین تاثیر را بر نرخ خرابی عناصر دارد. همچنین، نرخ خرابی کلید و خازن مبدل از دیگر عناصر بیشتر است. الگوریتم پیشنهادی برای نیروگاه فتوولتائیک 20 کیلووات در دانشگاه اصفهان اجرا شده است. نتایج شبیه سازی، توانایی الگوریتم پیشنهادی در تعیین دقیق قابلیت اطمینان سیستم را مشخص می کند.
    کلیدواژگان: سیستم های فتوولتائیک، نرخ خرابی، نرخ تعمیر، استاندارد Fides Guide، قابلیت اطمینان، مونت کارلو
  • پوریا شیخ احمدی، صلاح بهرام آرا، جمال مشتاق * صفحات 1227-1239
    در این مقاله، مساله بهره برداری یک ریزشبکه در حالت جزیره ای و با درنظرگرفتن عدم قطعیت مدل سازی شده است. به همین منظور، مساله به صورت یک مساله ریاضی اتفاقی (Stochastic) که مبتنی بر یک مجموعه سناریو احتمالی بوده، برای درنظرگرفتن عدم قطعیت بار مصرفی و منابع تولید توان تجدیدپذیر، مدل شده است. برای مدل کردن عدم قطعیت و کاهش اختلاف هزینه بهره برداری در بهترین و بدترین سناریو از روش ارزش در معرض خطر مشروط (CVaR) استفاده شده که ابزاری مناسب برای مدیریت ریسک مساله است. بخشی از ظرفیت تولید ریزشبکه به عنوان رزرو در مدل ریاضی مساله جهت پوشش کمبود تولید ریزشبکه به دلیل عدم قطعیت، خروج تجهیزات و جزیره ای بودن ریزشبکه، لحاظ شده است. درنهایت، نتایج بهره برداری ریزشبکه بررسی شده و یک تحلیل حساسیت برای مشاهده ارتباط هزینه ریزشبکه با برخی از پارامترهای مدل، انجام شده است.
    کلیدواژگان: منابع تجدیدپذیر، ریزشبکه، عدم قطعیت، مدیریت سمت تقاضا، مدیریت ریسک، مدل سازی اتفاقی
  • حمیدرضا صمدی، محمود عبادیان *، سعید رضا گلدانی صفحات 1241-1251
    کنترل سلسله مراتبی، با تلفیقی از سیستم کنترل متمرکز و غیرمتمرکز، روش مناسبی برای کنترل ریزشبکه است. بهره برداری بهینه از ریزشبکه به لحاظ اقتصادی وظیفه سطح سوم کنترل سلسله مراتبی است. در مدل بازار با روش پرداخت یکنواخت، پخش بهینه اقتصادی توان، بر پایه تساوی منفعت حدی منابع کنترل پذیر ریزشبکه استوار است. برای پیاده سازی این تساوی در بازار لحظه ای پیش رو، از پخش پویای جمعیت استفاده شده است. سهم هر منبع از تقاضا، متناسب با میزان شایستگی آن منبع است. شایستگی هر منبع، به توان نامی، ضریب هزینه و ضریب جریمه تلفات ناشی از سهم منبع در تلفات ریزشبکه بستگی دارد. برای محاسبه ضریب جریمه، دو روش تحلیلی ژاکوبین و عددی مقایسه شده است. با محاسبه منفعت حدی توسط روش پویای پخش توان و اطلاع از قیمت بازار لحظه ای خرید و فروش شبکه توزیع، مسیر مبادله انرژی بین ریزشبکه و شبکه توزیع مشخص می شود. در این مقاله یک شبکه شعاعی 14 شینه با خطوط مقاومتی و پنج منبع کنترل پذیر متفاوت انتخاب شده است. مطابق فلوچارت، روشی موثر و بلادرنگ برای کنترل بهینه اقتصادی ریزشبکه در بازار لحظه ای پیش رو، با هدف بیشینه سازی منفعت ریزشبکه مطرح شده است.
    کلیدواژگان: ریزشبکه، کنترل بهینه سلسله مراتبی، پخش بار اقتصادی، پخش پویای جمعیت با تلفات
  • آمنه صید، سید حمیدهاشمی پور *، سعید دانیالی صفحات 1253-1261
    در این مقاله، مسئله کنترل تطبیقی غیرمتمرکز مدل مرجع برای کلاسی از سیستم های مقیاس بزرگ با تاخیر متغیر بازمان در عبارت به هم پیوستگی و حالت بررسی می شود. برای کاربردهای عملی، عبارت به هم پیوستگی در سیستم مقیاس بزرگ، با یک تابع که حد بالای آن نامعلوم فرض شده، محدود می گردد که نیازی به معلوم بودن آن در طراحی کنترل کننده نیست. تاخیر متغیر بازمان در عبارت به هم پیوستگی پیوسته، محدود و غیرمنفی بوده و شرط کمتر از یک بودن مشتق آن در اینجا برداشته شده است. با استفاده از تئوری لیاپانوف اثبات می گردد که سیستم مقیاس بزرگ تاخیری نامعین با یک خطای محدود و کوچک، مدل مرجع خطی را دنبال می کند. مزیت و کارایی روش پیشنهادی با یک مثال عددی نشان داده می شود.
    کلیدواژگان: سیستم مقیاس بزرگ، تاخیر زمانی، کنترل تطبیقی
  • محمد عظیمی دستگردی، مهدی حبیبی *، مهدی دولتشاهی صفحات 1263-1271
    در این مقاله روشی نوین به منظور ارتقاء حساسیت خط ولتاژ مرجع خروجی در مراجع ولتاژ کم توان با ولتاژ تغذیه ی پایین ارائه شده است. در توپولوژی جدید پیشنهادی یک مرجع ولتاژ شکاف انرژی در طبقه ی اول قرارگرفته و با تغذیه ی یک مرجع ولتاژ حرارتی در طبقه ی دوم از ولتاژ خروجی طبقه ی اول سبب می گردد، حساسیت خط به طور چشمگیری بهبود یابد. ساختار ارائه شده نسبت به مدارهای مشابه از حساسیت خط بهتر و در حدود 0. 079 برخوردار می باشد. به کارگیری مدار در ناحیه ی زیر آستانه، طراحی بهینه و حداقل منبع تغذیه ی mV 250 منجر به اتلاف توان pW 36. 2 می گردد که آن را در رده ی مراجع بسیار کم مصرف قرار می دهد. مدار پیشنهادی در تکنولوژی um CMOS 0. 18 شبیه سازی شده و همچنین به منظور ارزیابی در شرایطی نزدیک به واقعیت، اثرات عدم تطابق المان ها و تغییر فرآیند نیز در عملکرد ساختار مورد مطالعه قرارگرفته است.
    کلیدواژگان: مرجع ولتاژ، جبران سازی دمایی، حساسیت خط، کم مصرف، مدار زیر آستانه، ولتاژ پایین
  • نورالله فرداد، سودابه سلیمانی* ، فرامرز فقیهی صفحات 1273-1285
    استفاده از پست های هوشمند مبتنی بر فناوری دیجیتال در شبکه قدرت در حال افزایش است. در این پست ها انتقال اطلاعات از تجهیزات هوشمند سطح پردازش با سطوح مختلف، آن ها را مستعد حملات سایبری نموده است. در این مقاله حملات سایبری به حسگرهای سطح پردازش پست های دیجیتال در سه تجهیز سخت افزاری سوئیچ، واحد جمع کننده و واحد کنترل هوشمند بررسی می شود. تجزیه و تحلیل میزان حملات مهاجمین و دفاع صورت گرفته توسط مدافعین با روش نظریه بازی ها انجام می شود. بر اساس تعیین نقطه تعادل نش در درخت بازی معرفی شده، استراتژی بهینه حمله و دفاع تعیین می شود. روش پیشنهادی، میزان خسارت به حسگرهای سطح پردازش پست دیجیتال را مشخص می کند. با ارزیابی استراتژی دفاع سایبری، بودجه دفاعی بهینه جهت تامین امنیت سایبری برآورد می شود.
    کلیدواژگان: شبکه هوشمند، حملات سایبری، نظریه بازی، پست دیجیتال، سطح پردازش، حسگر
  • مژگان قصابی، محمود دی پیر * صفحات 1287-1300
    شبکه های نرم افزار محور اخیرا کاربردهای گسترده ای در اینترنت به منظور استفاده بهینه از پهنای باند و مدیریت ترافیک پیدا کرده اند. در معماری این نوع شبکه ها، بخش کنترل از بخش داده جدا شده و به صورت متمرکز تحت عنوان خدمت دهنده کنترلر، سوئیچ های داده را مدیریت می کند. در این نوع شبکه ها، بخش کنترل نسبت به حملات منع خدمت آسیب پذیر بوده و مهاجم با تزریق مداوم بسته های درخواست جعلی، پردازش های سنگین را برای کنترلر تحمیل می کند که درنهایت به غیرقابل دسترس شدن کنترلر و عدم خدمت دهی شبکه به کاربران عادی منجر می گردد. به دلیل اثرگذاری بیشتر این حملات در شبکه های نرم افزار محور نسبت به شبکه های سنتی، حفاظت از این معماری در مقابل حملات منع خدمت بسیار حائز اهمیت است. ما در این مقاله به بررسی و شبیه سازی این حملات در معماری شبکه های نرم افزار محور پرداخته و با بهره گیری از امکانات منحصربه فرد این معماری، الگوریتم جدیدی برای تشخیص و کاهش اثر حملات منع خدمت توزیع شده ارائه داده ایم. در الگوریتم پیشنهادی از فرمول آماری فاصله جفری به منظور شناسایی حملات منع خدمت توزیع شده در شبکه های نرم افزار محور، استفاده شده است. ما برای ایجاد زیرساخت لازم برای شبکه نرم افزار محور آزمایشی و ارزیابی الگوریتم پیشنهادی از شبیه ساز مینی نت در محیط سیستم عامل لینوکس استفاده کرده ایم. آزمایش های انجام شده در این شبیه ساز، کارآیی روش پیشنهادی و برتری آن نسبت به روش های قبلی را نشان می دهند.
    کلیدواژگان: شبکه های نرم افزار محور، حملات منع خدمت توزیع شده، فاصله جفری، کاهش اثر حملات
  • امیررضا قلی زاده، عباس ربیعی *، روح الله فدایی نژاد صفحات 1301-1313
    امروزه به کارگیری انرژی های تجدید پذیر نه تنها به یک موضوع بدیهی تبدیل شده است بلکه بعضا به کارگیری بیش از پیش آن ها، خود موجب بروز چالش های بهره برداری جدیدی در شبکه شده است. در حقیقت افزایش ضریب نفوذ این قبیل منابع تولید توان متغیر و نوسانی، در کنار مزایای متعدد آن ها، همواره با نگرانی های مختلفی همچون حفظ حاشیه امنیت و پایداری ولتاژ شبکه همراه بوده است. در این مقاله یک روش جدید سناریوبنیان برای برنامه ریزی چندمعیاره طرح های توسعه مزارع بادی بزرگ با رویکرد مدیریت پروژه و به منظور کمینه سازی هزینه تراز شده انرژی و حفظ حاشیه امنیت پایداری ولتاژ شبکه به صورت بهینه، ارائه شده است. شبکه مورد مطالعه شبکه انتقال جنوب شرق ایران بوده و در طی یک برنامه ریزی ده ساله به تدریج ضریب نفوذ منابع بادی در آن تا میزان قابل توجهی افزایش می یابد. لازم به ذکر است که این بخش از شبکه انتقال ایران از ضعف ذاتی پایداری ولتاژ رنج می برد، و لذا درنظرگرفتن ملاحظات پایداری ولتاژ ضروری می نماید. شبکه مورد نظر در محیط نرم افزار MATPOWER مدل شده است و نتایج به دست آمده توسط روش بهینه سازی اجتماع ذرات (PSO) ، نشان از کارآمدی روش پیشنهادی دارد.
    کلیدواژگان: انرژی بادی، حاشیه پایداری ولتاژ، هزینه تراز شده انرژی، روش سناریو بنیان، مدیریت پروژه و PSO
  • محمدهادی قومنجانی، جواد حمیدزاده * صفحات 1315-1325
    هدف دسته بندی تک کلاسه، تشخیص و جداسازی داده های اصلی از داده های پرت است. دسته بند توصیف داده ها مبتنی بر بردار پشتیبان، یکی از روش های دسته بندی تک کلاسه است. این روش با تعریف ابرکره ای در فضای ویژگی ها، سعی بر پوشش داده های اصلی در فضای ابرکره دارد. سطح ابرکره، مرز جداساز داده های اصلی از داده های پرت است. تعیین شعاع و مرکز مناسب برای ابرکره در فضای ویژگی ها، یک مسئله بهینه سازی است. وجود داده های نویزی در مجموعه داده های اصلی و عدم توجه به تراکم داده ها در انتخاب مرکز، از چالش های روش فوق است که باعث ایجاد خطا در تعیین مرز ابرکره خواهند شد. یکی از هدف های دسته بند پیشنهادی (KH-SVDD) ، جستجوی مرکز مناسب برای ابرکره، با استفاده از الگوریتم بهینه سازی گروه میگوی آشوبی است. همچنین با استفاده از تراکم محلی نقاط داده ها، اهمیت و تاثیر نقاط بر مرز دسته بند، به صورت یک وزن محاسبه می شود. این وزن، پارامتری کمکی برای تشخیص داده های اصلی و نویزی است. برای ارزیابی روش پیشنهادی، آزمایش های متعددی بر روی مجموعه داده های واقعی انجام شده است. نتایج حاصل از آزمایش ها نشان دهنده عملکرد بهتر روش پیشنهادی از نظر تشخیص داده های نویزی در مقایسه با الگوریتم های مرز دانش است.
    کلیدواژگان: دسته بند تک کلاسه، تشخیص داده های پرت و نویزی، گروه میگوی آشوبی، وزن دهی تراکمی
  • شیما کاشف، حسین نظام آبادی پور * صفحات 1327-1338
    داده های چند برچسبی به داده هایی گفته می شود که در آن بر خلاف داده های تک برچسبی، هر نمونه می تواند متعلق به چند کلاس باشد. در سال های اخیر، به دلیل رشد روز افزون کاربردهای این داده ها، طبقه بندی داده های چند برچسبی توجه بسیاری از محققان را به خود جلب کرده است. مشابه طبقه بندی داده های تک برچسبی، در داده های چند برچسبی نیز حذف ویژگی های زائد و تکراری می تواند تاثیر زیادی در بهبود عملکرد طبقه بند داشته باشد. در این مقاله، یک روش ترکیبی برای انتخاب ویژگی در داده های چند برچسبی ارائه شده است. روش پیشنهادی بر پایه ترکیب یک روش فیلتری و یک روش پیچشی است که در روش پیچشی از الگوریتم های فرا ابتکاری استفاده شده است. از آنجا که معمولا تعداد ویژگی های داده های چند برچسبی زیاد است، استفاده مستقیم از روش های جستجو، برای کشف زیرمجموعه ویژگی بهینه، هزینه محاسباتی بالایی دارد و ممکن است با شکست روبه رو شود. از این رو، ابتدا با استفاده از یک روش فیلتری، ویژگی های نامرتبط با کلاس ها حذف می شوند. سپس، از الگوریتم های تکاملی برای انتخاب برجسته ترین ویژگی ها استفاده می شود. در بخش آزمایش ها، تعداد قابل توجهی از الگوریتم های فرا ابتکاری مشهور بکار گرفته شده و جایگزین روش پیچشی در سامانه پیشنهادی شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهند که روش پیشنهادی در برابر سایر روش های مورد مقایسه، دقت بالاتری دارند و در مواردی که دست یابی به دقت بالاتر، اهمیت بیشتری نسبت به زمان داشته باشد، استفاده از این روش مناسب تر است.
    کلیدواژگان: داده های چند بر چسبی، انتخاب ویژگی، روش های ترکیبی، روش های فیلتری، روش های پیچشی، الگوریتم های تکاملی
  • فرید کربلایی *، محمد طاهرخانی صفحات 1339-1347
    یکی از روش های میرا کردن نوسانات فرکانس پایین، به کارگیری پایدارساز سیستم قدرت (PSS) می باشد. معمولا تنظیم پارامترهای PSS با روش معین انجام می شود. در این روش تعداد محدودی از نقاط کار مختلف درنظر گرفته می شود. ازاین رو، کارایی PSS تنها محدود به همان نقاط کار می شود. در این مقاله طراحی PSS به ازای رنج وسیعی از تغییرات بار انجام می گردد. به این منظور، چند سطح بار مختلف درنظر گرفته می شود و به هر سطح بار یک احتمال اختصاص داده می شود. سپس برای درنظرگرفتن تغییرات بار در اطراف هر سطح، متناظر با هر سطح بار، یک توزیع احتمال نرمال برای تغییرات بار لحاظ می گردد. میانگین هر توزیع نرمال، برابر با مقدار سطح بار متناظر درنظر گرفته می شود. واریانس توزیع نیز برابر با درصدی از مقدار میانگین انتخاب می گردد. برای بار، دو مدل توان ثابت و امپدانس ثابت لحاظ می شود. برای تنظیم پارامترهای PSS، یک مسئله بهینه سازی تعریف می شود که تابع هدف آن، حداقل کردن احتمال قرار گرفتن مقادیر ویژه در نواحی نامطلوب است. مقایسه نتایج به کارگیری PSSهای معین و احتمالاتی در سیستم 39 شینه IEEE نشان می دهد که PSS احتمالاتی در برابر تغییرات بار مقاوم تر است.
    کلیدواژگان: پایداری سیگنال کوچک، پایدارساز سیستم قدرت، نوسانات فرکانس پایین، معادلات فضای حالت، مونت کارلو، الگوریتم ژنتیک
  • فرشاد گوزل پور، امیر حبیب زاده شریف *، اسماعیل نجفی اقدم صفحات 1349-1363
    بسیاری از فرستنده های رادیویی UWB برای نرخ تکرار پالس خاصی طراحی شده اند. به این معنی که چگالی طیفی توان در این فرستنده ها، به طور کامل با ماسک توان FCC منطبق نبوده و به ازای برخی از نرخ های تکرار پالس، از محدوده توانی آن تجاوز می کند. این مسئله در کاربردهای بی سیم برد کوتاه که به نرخ تکرار پالس متغیر نیاز دارند اهمیت به سزایی دارد. در این مقاله، یک فرستنده IR-UWB با چگالی طیفی توان تطبیق پذیر مبتنی بر مدولاسیون OOK در تکنولوژی 180 نانومتر CMOS شرکت TSMC طراحی شده است. تطبیق پذیری چگالی طیفی توان پالس UWB فرستنده با نرخ تکرار پالس، با استفاده از تکنیک پیش شارژ تک سیکل محدود محقق شده و از آشکارساز فاز/فرکانس به منظور گسترش محدوده آن استفاده شده است. پالس UWB نیز توسط فیلتر شکل دهنده تولید شده است. نتایج شبیه سازی پساجانمایی نشان می دهند که قله چگالی طیفی توان، به ازای نرخ تکرار پالس در بازه Gpps 0. 02-1. 4، در محدوده توان تشعشعی همسانگرد معادل، یعنی dBm/MHz -41. 3 بوده و دارای تغییراتی برابر با dBm/MHz 3. 38 است. با در نظر گرفتن تمامی مدارات به کار رفته، توان مصرفی کلی فرستنده در نرخ های تکرار پالس 10، 100، 500 و Mpps 1400 به ترتیب برابر با 0. 293، 0. 6235، 0. 792 و mW 2. 022 است. مساحت ناحیه فعال تراشه بدون در نظر گرفتن بالشتک های STG و اتصال mm2 0. 38 است.
    کلیدواژگان: فرستنده UWB، رادیوی ایمپالس (IR)، مولد پالس، چگالی طیفی توان (PSD)
  • محمد مجیدی، علیرضا عرفانیان*، حمید خالوزاده صفحات 1365-1377
    امروزه قابلیت اطمینان سامانه ها در طراحی سامانه های جدید ناوبری در هواپیماهای بدون سرنشین از اهمیت ویژه ای برخوردار است. یکی از موارد افزایش قابلیت اطمینان سامانه ها استفاده هم زمان از چند سیستم برای برآورده کردن یک هدف خاص است. یکی از تهدیدات اصلی در زمان جنگ در ناوبری هواپیماهای بدون سرنشین، حمله فریب GPS است. در این مقاله برای مقاوم سازی موقعیت یابی در برابر فریب GPS با استفاده از سیستم های INS و Loran-C معماری تلفیقی پیشنهاد شده است که از الگوریتم های مبتنی بر ذره بهره می برد. ایده اصلی این معماری شامل دو بخش اصلی شناسایی فریب با استفاده از روش آزمون فرض و جبران سازی آن با استفاده از الگوریتم های داده کاوی در تلفیق سیستم های INS/Loran-C است. در این معماری علاوه بر افزایش قابلیت اطمینان سامانه در صورت خرابی یکی از سیستم ها، صحت خروجی داده های موقعیت در زمان حمله فریب نیز افزایش می یابد. بنابراین با قابلیت اطمینان بیشتری می توان از هواپیماهای بدون سرنشین در شرایط خطرناک با احتمال خطرپذیری زیاد از فریب گرهای GPS، استفاده نمود. با استفاده از معیار ریشه میانگین مربعات خطا، عملکرد معماری پیشنهادی مورد ارزیابی قرار می گیرد. نتایج شبیه سازی، عملکرد معماری پیشنهادی را در دو سناریوی مختلف فریب GPS و همچنین در حالت در دسترس نبودن داده های GPS و Loran-C به صورت هم زمان، تایید می کند.
    کلیدواژگان: مقاوم سازی موقعیت یابی، تلفیق سیستم های ناوبری، داده کاوی، فریب گیرنده GPS، هواپیمای بدون سرنشین
  • زهرا مروج* ، زهرا تبک صفحات 1379-1388
    هدف این مقاله ارائه روش جدیدی درجهت بهبود حفاظت دیفرانسیل ترانسفورماتورهای قدرت است. تبدیل فوریه کسری روشی است که در این مقاله و درراستای تشخیص و تمایز جریان هجومی از جریان خطای داخلی استفاده شده است. تبدیل فوریه کسری یک روش زمان - فرکانسی است که برخلاف تبدیل فوریه معمولی قادر است، ویژگی های زمانی و فرکانسی یک سیگنال را به طور هم زمان نشان دهد و بنابراین در شناخت ویژگی های سیگنال های ناایستا قدرتمند است. این روش نیازی به تعریف پنجره اطلاعات همانند تبدیل موجک ندارد و در محیط نویزی پایدارباقی می ماند. روش معرفی شده هم چنین دارای الگوریتم ساده و بار محاسباتی کم می باشد. دقت و صحت عملکرد این روش با شبیه سازی سیگنال های جریان هجومی و جریان خطای داخلی در نرم افزار PSCAD/EMTDC مورد ارزیابی قرار گرفته است. این روش توانایی خود را در تشخیص و تمایز این جریان ها در شرایط بدون نویز و در حضور نویز به خوبی نشان داده است.
    کلیدواژگان: تبديل فوريه کسري، جريان هجومي، جريان خطاي داخلي، حفاظت ديفرانسيل، ترانسفورماتور قدرت
  • سیدسعید موسوی* ، اسدالله کاظمی، حسام اکبری کشتلی صفحات 1389-1397
    امروزه مبدل های الکترونیک قدرت نقش بسیار مهم و غیرقابل انکاری در سیستم پیش رانش خودروهای الکتریکی ایفا می کنند. یکی از انواع مبدل ها، اینورتر منبع ولتاژ می باشد که کاربرد بسیار زیادی در درایو موتور الکتریکی دارد. در خودروهای برقی، به دلیل محیط پرتنش که با اغتشاش نیز همراه است، اینورترها همواره در معرض خرابی قرار دارند که گاهی اوقات باعث بروز خسارات جبران ناپذیری می شود. ازاین رو شناسایی و تشخیص خطا در اینورترها از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است و سبب افزایش ایمنی سیستم خواهد شد. این مقاله، به آشکارسازی خطای اتصال باز در اینورتر منبع ولتاژ مبتنی بر IGBT پرداخته است. نوع خطاهایی که مورد بررسی قرار خواهندگرفت از نوع خطای تک و چندگانه IGBT می باشد. به منظور استخراج شاخص خطا، یک الگوی شناسایی خطای اتصال باز در این کار معرفی شده است و نتایج به دست آمده، رضایت بخش بوده است. در ادامه برای آشکارسازی و کلاسه بندی خطا، از الگوریتم شبکه عصبی پرسپترون چندلایه استفاده شده است. سیستم موردمطالعه در حالت استاتیک با 5 سطح گشتاور و 5 سطح سرعت مختلف در حالت ایستا موردبررسی قرار گرفته است که تمامی حالات خطا، به کمک الگوریتم شبکه عصبی، با موفقیت مورد شناسایی قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: مبدل الکترونیک قدرت، اینورتر منبع ولتاژ، آشکارسازی و تشخیص خطا، خودروی هیبریدی- الکتریکی، خطای اتصال باز، شبکه عصبی پرسپترون چندلایه
  • مهسا مهراد، میثم زارعی * صفحات 1399-1404
    ترانزیستورهای ماسفت با تکنولوژی سیلیسیم روی عایق کاربرد وسیعی در صنعت الکترونیک دارند. اما وجود لایه عایق در این ساختارها باعث مشکلاتی مانند اثر بدنه شناور و اثر خودگرمایی می گردند. به منظور بالابردن عملکرد الکتریکی، در این مقاله یک ترانزیستور ماسفت سیلیسیم روی عایق در مقیاس نانو ارائه می گردد. ساختار پیشنهادی با نام QSZ-MOSFET ارائه می گردد که در آن چهار ناحیه سیلیسیمی در کانال و در اکسید مدفون در نظر گرفته می شوند. نواحی نوع N در کانال یک ناحیه تخلیه ایجاد می کنند که قابلیت جریان دهی ترانزیستور را افزایش می دهند. علاوه بر این، اکثر حفره های ایجادشده توسط اثر بدنه شناور، توسط این نواحی تخلیه می گردند. نواحی نوع P در اکسید مدفون کمک به کاهش دمای شبکه می کنند و راهی برای عبور گرما از قسمت فعال ترانزیستور به زیرلایه ایجاد می کنند. عملکرد ساختار پیشنهادی و ساختار ماسفت مرسوم توسط نرم افزار ATLAS شبیه سازی می شوند و نشان داده می شود که ترانزیستور پیشنهادی دارای عملکرد بهتری نسبت به ساختار متداول از نظر قابلیت جریان دهی، ماکزیمم دمای الکترون در کانال، میدان الکتریکی، جریان حالت خاموش، دمای شبکه و قابلیت تحرک الکترون می باشد. در کنار مزایای ذکرشده، جایگزینی بخشی از اکسید مدفون با سیلیسیم موجب افزایش خازن پارازیتی می گردد.
    کلیدواژگان: ترانزیستورهای اثرمیدان فلز-اکسید- نیمه هادی (ماسفت)، تکنولوژی سیلیسیم روی عایق، اثر بدنه شناور، دمای شبکه، میدان الکتریکی
  • صمد نجاتیان، وحیده رضایی *، حمید پروین صفحات 1405-1423
    بسیاری از مسائل بهینه سازی در دنیای واقعی پویا می باشند. در این مسائل بهینه سراسری و بهینه های محلی در طول زمان تغییر می کنند. نشان داده شده که استفاده از الگوریتم های یادگیر تقلید از طبیعت برای مواجهه با این مسائل مناسب هستند. در میان الگوریتم های مختلف بهینه سازی برای محیط های پویا در سال های اخیر الگوریتم بهینه سازی گروه ذرات توجه زیادی را به خود جلب کرده است. در این مقاله یک الگوریتم مبتنی بر الگوریتم بهینه سازی گروه ذرات برای محیط های پویا ارائه شده است. این الگوریتم یک روش چندجمعیتی است که ذرات به دو دسته خنثی و کوانتومی تقسیم می شوند. تولید اولیه جمعیت در این روش بر اساس نظریه آشوب صورت می گیرد. نشان داده شده که روش های چندجمعیتی برای حفظ تنوع ذرات در محیط مناسب هستند. در این روش تولید زیرجمعیت ها به صورت تطبیقی صورت می گیرد. در این روش از عملگر کنترل ذرات خنثی استفاده شده است. این عملگر نواحی متروکه و بد را برای ذرات خنثی شناسایی می نماید. هم چنین در این روش به جای عملگر ضدهمگرایی که در روش مشابه معرفی شده است؛ از یک عملگر دیگر استفاده شده که کارآیی مناسب تری را از خود نشان داده است. در این روش برای بهبود جستجوی محلی در هر زیرجمعیت از یک روش تپه نوردی بهبودیافته استفاده شده است. آزمایش ها مختلفی بر روی روش پیشنهادی انجام گرفته است.
    کلیدواژگان: بهینه سازی ازدحام ذرات، مسائل بهینه سازی پویا، محک قله های متحرک، خطای برون خطی، چندجمعیتی
|
  • M. Ahmadiyan , A. R. Jalilian * Pages 951-962
    In this paper, a synchronous reference frame control scheme is presented to control a Dual unified power quality conditioner (UPQC) using Proportional-Resonant Controllers.in Dual control strategy, the series active filter is controlled as a sinusoidal Current source and shunt active filter is controlled as a sinusoidal voltage source. The main focus of this paper is to present the optimal design procedure of output passive filters of the converters. This results in decrease of cost and bulkiness of the overall system. On the other hand, by using a LCL filer at the Series active filter output, better attenuation of high order harmonics as well as increased dynamic is achieved. In order to accede system required stability and reduce the system losses, the oscillations in both active filters are actively damped. In this case, the series damping resistors are eliminated and the capacitor current is used as feedback to the control system. The UPQC with the proposed scheme not only is capable of reducing unbalances, harmonics and voltage sag in grid voltage, but also compensates the harmonic currents of nonlinear load. Simulations in MATLAB software environment demonstrates the effective performance of the system under different conditions.
    Keywords: Active power filter, unified power quality conditioner, dual unified power quality conditioner, active damping, LCL filter
  • M. R. Asban, J. Aghaei *, T. Niknam, S. N. Hashemipour Pages 963-971
    Electrical systems operators implement compensating equipment like SVC to compensate reactive power, enhance power quality, reduce voltage fluctuations and flicker. The effectiveness of utilizing these devices to compensate reactive power and decrease voltage fluctuations and flicker depends increasing their response speed. In the designing of these equipment, their response speed can be enhanced in different parts of these devices including control circuit, active and reactive power measurement circuits and switching devices. In this paper, it is tried to achieve a desired response speed by the aid of calculating the active and reactive power in the time less than a half-cycle and removing disturbing harmonics. Accordingly, the active and reactive power equations are derived in such a way that they are calculated within one-eighth cycle. Also, to exclude the harmonics, a simple and fast comparing filter based on the notch circuit in the main frequency is used. The proposed methodology has been designed and manufactured using EWB512 software. Finally, to evaluate the quality of the proposed method, an electric arc furnace in a steal company has been simulated and studied in the EMTP simulation package.
    Keywords: Switching, harmonic, flicker, power quality, filter, electric arc furnace
  • M. Esmaeeli *, S. Golshannavaz Pages 973-984
    This paper establishes a two-stage approach for optimal scheduling of distribution networks considering cost minimization and reliability enhancement. In here-and-now stage, the day-ahead energy and reserve scheduling is performed considering the uncertainties in load demand and renewable energy resources. This approach is a scenario-based one. In energy and reserve provisions, optimal interactions of distribution network with wholesale market, optimal commitment of distributed generation (DG) units and responsive loads (RL), and also optimal reconfiguration of the network are determined. These optimally determined set-points are treated as operation limitations and boundaries in wait-and-see stage. This stage deals with real-time operations. In this stage, two operation modes are explored as normal and faulty conditions. In real-time normal operations, the errors in forecasted load and renewable energy generation are taken into account. Based on the allocated reserve quantities and redispatching of committed DGs and RLs, the deviations are properly accommodated with a least operation cost. In faulty condition, outage of power system components such as distribution feeders is further considered. In this case, the proposed model not only makes benefit of reserve quantities but also proceeds with recommitment of DG units and RLs. Besides these corrective actions, it determines an optimal configuration of the network and ends in the least amount of shed loads, as the last remedy. Based on the numeric results, 7.3% reduction is achieved in total operation cost. Also, the fluctuation in real-time wind power generation is properly managed.
    Keywords: Two-stage operation approach, uncertainty, scenario-tree approach, cost minimization, reliability enhancement
  • S. S. Afzali, A. A. Orouji *, Z. Ramezani Pages 985-990
    This paper proposes a new structure of triple-gate transistors (SG-TD). By using the silicon-germanium in the source region and creating a diode tunneling inside the source, the characteristic of the proposed triple-gate MOSFET is improved in comparison with a conventional triple-gate MOSFET (C-TG). In the proposed structure , not only insulation under of the transistor channel is maintained, but also it reduces the negative effects. In the structure to prevent the accumulation of holes in the channel region, the silicon-germanium have used. This can reduce the floating body effect (FBE), the self-heating effect (SHE), and the current density of holes in the proposed triple-gate MOSFET . The proposed structure is simulated with 3D-Silvaco software.
    Keywords: Multi gate MOSFETs, short channel effect, SiGe
  • M. K. Anvarifard * Pages 991-998
    This paper has presented a new method for the improvement of short channel effects with no complexity in the fabrication flow of Nanoscale silicon-on-insulator (SOI) devices. The basic idea in this paper is realization of a U-shaped oxide using Si3N4 material inside the buried oxide and channel region. The lateral electric field lines path from source/drain deviates after meeting with the embedded oxide. As a result, less electric field lines will get the ability to go through the oxide and to reach the channel region. A double ability is caused by increase in effective thermal conduction of the proposed structure in high temperature applications. A comparison between the proposed structure and conventional structure shows that the important parameters such as short channel effects, lattice temperature, electric field, electron mobility and drain conductance have been effectively improved promising the superiority of the proposed device. The structures under study in this paper have been simulated by ATLAS simulator which is one of the commercial products of SILVACO family.
    Keywords: Nanoscale, Si3N4, short channel effects, electric field
  • M. Beheshti * Pages 999-1010
    High peak-to-average power ratio (PAPR) is known as a major drawback of the MIMO-OFDM system. The high PAPR at the transmitter may force its amplifier into saturation and cause non-linear distortion due to non-linear devices. Also, it can increase the complexity of digital-to-analog converters. This paper proposes a PAPR reduction method for MIMO-OFDM system. The main idea is based on generating multiple candidate signals that carry the same information and transmitting the one with minimum PAPR. In the proposed method, the OFDM data blocks are partitioned into a number of disjoint sub-blocks. Then, the sub-blocks are appropriately permuted to generate different candidates for transmission. The advantage of the proposed method is joint PAPR reduction at all transmit antennas. The simulation results of the proposed method shows a performance improvement of 1.91 dB over PTS-based approaches for . In this paper, a version of the proposed method which has lower computational complexity compared to that of the PTS-based approaches is also proposed. This version can reduce the computational complexity up to 99.7 %.
    Keywords: Multiple-input multiple-output (MIMO) system, Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM), Peak-to-average power ratio (PAPR), Permutation
  • A. Bahmani, M. Biguesh * Pages 1011-1024
    Joint sources and relay power optimization in relay network with multiple source-destination pairs, which simultaneously using the same relays for communications, when also every source has a direct links with all the destinations, is a practical and complicated problem. When every pair of SD pair need a required quality based on SINR, the current methods, are based on exhaustive search, which become impractical in situations like increasing the numbers of users, or are based on using approximations that become inexact in some conditions. In this situation, three modified methods are proposed, increasing the older methods performance. The new methods are based on exact power equations and based on computer simulations, we showed that in High SINR and low correlation channels, the benefits are low and about few percent, but by increasing the channel/code correlations, the gain become noticeable and become multiple dB.
    Keywords: Power Control, Network Relays, Direct Link, SINR (Signal to Noise, Interference Ratio)
  • M. Biazar, M. Shahabi *, T. Barforoshi Pages 1025-1035
    In this paper, a linear model for optimal sizing and allocating two types of energy storage systems in a microgrid is presented. Uncertainties such as, renewable resources generation and microgrid islanding capability are carried out in a stochastic framework. Also, the effects of considering responsive demands on optimum size and allocation of storages in a 33-bus network are investigated. The proposed method is modeled based on two stage stochastic programming problem. To handle uncertainties of renewable resource generation and upstream line failures, time series model and Monte Carlo simulation are used, respectively. The proposed model is implemented as a mixed integer linear programming (MILP) in GAMS software and is solved with CPLEX solver. Effectiveness of the proposed model is examined by various case studies.
    Keywords: Allocation, storage, sizing, microgrid
  • A. Parsa, A. R. Farhadi * Pages 1037-1046
    In this paper, the nonlinear dynamics and especially the dynamics of the miniature drones or autonomous road vehicles is considered as the unicycle model; and then, by implementing a suitable linearization method, a proper encoder and decoder are designed. Since tracking the state trajectory of these nonlinear systems by remote estimator is achieved by sending measurements through the limited capacity digital noiseless channel, proper encoder and decoder are needed to compensate the effects of communication imperfections. In the method presented in this paper, linearization occurs when the state estimation error increases; and when the estimation error decreases, the previous linearized zone is used. Computer simulations illustrate the satisfactory performance of the proposed method in this paper.
    Keywords: Networked control system, nonlinear dynamics, the digital noiseless channel, autonomous vehicles
  • A. Pourmand, S. A. Mousavi Shaegh, H. Badri, E. Najafi Aghdam * Pages 1047-1058
    In recent years, there has been an increasing attention in developing inexpensive and easy microfluidic chips fabrication techniques using new materials from thermoplastic group. This is because of excellent properties of thermoplastics which can overcome the issues associated to poly(dimethylsiloxane). In the current investigation, an inexpensive, easy and rapid fabrication method was introduced and optimized to develop microfluidic chips using thermoplastic materials in which laser micromachining and thermal fusion bonding were used. Laser micromachining was used for cutting and engraving of poly(methyl methacrylate) sheets and thermoplastic polyurethane film. After alignment of layers, thermal fusion bonding was used to bond the layers and a Quack microvalve was successfully implemented for microfluidic applications. Repeatability, reliability and leakage free tests were done for various liquid and control pressures in which, results show that fabricated microvalve can block liquid channel without any leakage. Finally, interference effect of a channel’s valves on the neighboring channel was also studied to extend this work for lab on a chip design and applications.
    Keywords: Microfluidics, quake microvalve, laser micromachining, thermoplastic materials, lab on a chip
  • F. Jamshidi *, M. M. Ghanbarian, A. Tafakkor Pages 1059-1067
    Renewable energies are used by micro grid (MG) to produce electrical power. Scatered loads receive service from MG in both Island and Grid connected operation modes. Uncertainties of power system and natural deviations of power produced by renewable energies attenuate the performance of classic controllers. In this paper, fuzzy system determines the parameters of PI controller in response to this challenge. The Imperialist competitive algorithm (ICA) optimizes the nominal values of controller parameters and the membership functions of the proposed fuzzy system. The interval of the proposed controller parameters are determined by Kharitonov's theorem to ensure the stability of the closed loop system. Comparison of RMS, overshoot and undershoot, number of oscillations, and settling time of the frequency deviations of the proposed control scheme with two other controllers in several load changes demonstrates the better performance of the proposed controller. Considering the uncertainties of system parameters proves that the proposed controller is robust.
    Keywords: Fuzzy Logic, imperialist competitive algorithm (ICA), Kharitonov's theorem, microgrid, PI controller, root mean square (RMS) of frequency deviation
  • K. Javanajdadi, S. J. Seyed Shenava *, A. Dejamkhooy Pages 1069-1081
    Regarding to increase electric power demand consumption, identification of its change circumstances is an important issue in electric networks. From this point of view, short-term load forecasting is vital problem in technical and economic management of the power industry to ensure supply demand and network security. So far numerous methods with different accuracy have been proposed to model and forecast electric load in short-term. Most of them utilize large amounts of data and other parameters of the predictor variable. In this paper, grey model )GM(1,1)) and rolling grey model (RGM) can model and forecast time series by using low number of data and high accuracy improved. Fourier residual correction grey model (FGM) has been employed to increase the accuracy of proposed methods. In addition, the proposed methods performances have been compared with four other methods by applying them on Iran and New England networks. Several error definitions have been adopted as ability and accuracy criteria. Also, the sensitivity of the proposed methods to the number of required data and prediction step size has been investigated. Simulation results show high performance and accuracy of the proposed methods in the modeling and load forecasting.
    Keywords: Short-term load forecasting, grey model, rolling grey model, Fourier residual correction grey model
  • S. N. Hosseini, A. R. Sheikholeslami *, T. Barforoushi, M. A. Latify Pages 1083-1094
    In medium-term planning of mult-carrier energy systems, the operator is required to schedule the outage of units for maintenance. The Main challenging is that there are concurrent resources in the system. These concurrent resources play key role in energy generation networks. In this paper, the scheduled maintenance is done in order to minimize the costs in the medium term while the reliability of multi-carrier systems and supply reliability is preserved. The proposed framework includes a bi-level programming model. The objective of the proposed model in the higher level is to minimize operating costs in the medium term and at the lower level, the objective is to maximize the reliability indices with corresponding constraints. The proposed model is tested on a local Multi-carrier System (Special Economic Zone in Assaluyeh), and the simulation results indicate that coordinated outage window unit, is more reliable than the separated scheduling models and therefore highlights the need to fix the models conventionally utilized by independent programming networks.
    Keywords: Multi-carrier energy system (MCES), CCHP & CHP, maintenance scheduling, reliability index
  • M. Dadfarnia, F. Adibnia * Pages 1095-1103
    During last years, online auction has attracted many researchers. However, growing popularity in online auctions result in increasing fraud in online auctions. For instance, fraud increased in eBay, as a popular company in online auction. Therefore, many researches have done for detecting fraudulent buyers and sellers. One of the fraud type in online auctions is collusive auction fraud, in which multiple seller and bidders collude with each other. This kind of fraud is dangerous and caused catastrophic financial losses. Therefore, many techniques proposed to deal with this kind of fraud in online auctions. In this paper, we propose a novel detection technique in online auctions that use one-class to calculate an anomaly score for each unlabeled user. Then it models the users’ interactions in the auctions as a pairwise markov random field (MRF). Next, our technique applies belief propagation to the MRF to revise anomaly scores. The results of our experiments show that our proposed technique is able to detect different types of collusive auction frauds within a reasonable detection time.
    Keywords: Detecting collusive fraud, bidding, Markov random field, belief propagation, one class classification
  • S. Darvish Kermany, M. Joorabian*, G. B. Gharehpetian Pages 1105-1115
    Nowadays based on new improvement in smartgrid initiative and grid electricity networks, microgrids (MGs) connected to grids are more flexible, accessible, reliable, and economic. In order to attain these aims, research on various architectures of MG systems is very important. MG can be either connected to the grids or can work in islanding mode. Installing MGs in some areas improve reliability and one solution for sensitive MGs with high priority consumers such as hospitals and airports requiring more reliable and stable electricity are to provide more connections points to the grids. This paper presents a new architecture of MGs which are more complicated than other MGs. MGs considered here consist of some sub-MGs with multiple connection points to grids and/or other MGs. Architecture and matrix formulation of these kinds of MGs are defined and a number of basic facts relating to network observability, unobservable states, unobservable branches, observable islands, relevancy of measurements and algebraic-graph method for identification of islanding in power system grids would be derived in other papers based on this study. Matrix formulation which is defined is used for state estimation matrix of MG for identification of islanding and making sub-MGs inside the MG.
    Keywords: Islanding detection, microgrid, microgrid matrix formulation, multiple connection points, sub-microgrid
  • M. Darvishi Bahloli, S. E. Hosseini *, V. R. Bagheri, H. Abiri Pages 1117-1129
    In this paper, a Ka dual-band dual-circular polarization septum polarizer-diplexer is proposed, designed and simulated for spatial systems and other applications. This waveguide-based structure is designed for 20-21 GHz and 30-31 GHz frequency ranges to generate/separate right and left hand circular polarizations. The polarizer has a septum structure that divides the waveguide in to two sections, one provides right hand circular polarization (RHCP) and the other provides left hand circular polarization (LHCP). Each section is connected directly to a waveguide-based diplexer, so the entire structure can transmit/receive both circular polarizations in dual-band. The septum polarizer, T-section, filters, etc., are designed and simulated. The designed septum-based waveguide polarizer-diplexer shows good return loss, insertion loss and isolation in the 20-21 GHz and 30-31 GHz frequency ranges.
    Keywords: Polarizer, RHCP, LHCP, septum polarizer, diplexer
  • M. B. Dowlatshahi, V. Derhami *, H. Nezamabadi, pour Pages 1131-1140
    Locally Informed Particle Swarm (LIPS) is a simple and effective method for solving multimodal optimization problems. Despite the good performance of LIPS’s velocity updating rule, the quality (fitness) of this local neighbors is not considered in calculating the velocity. Considering the quality of neighbors to update the particle velocity can reinforce the search power of LIPS. In this paper, a new version of LIPS with Gravitational velocity updating rule (GLIPS) is proposed. In GLIPS each particle successively adjusts its position towards the best positions of its local neighbors using laws of gravity and motion. In proposed GLIPS, local neighbors with a higher quality get a greater gravitational mass and therefore are allowed to apply the higher gravity force to other particles to attract them. In this case, the particles near good solutions try to attract the other particles which are exploring the search space. We perform a detailed empirical evaluation on the several commonly used multimodal benchmark functions. Our results demonstrate that the new velocity updating rule for LIPS can obtain better results for multimodal function optimization.
    Keywords: particle swarm optimization, Gravitational Search Algorithm, Velocity updating rule, Multimodal optimization
  • H. R. Rashidy Kanan *, M. Roozbahani Pages 1141-1151
    Researchers have recently found that skin pattern of the outer surface around the phalange which is called Finger Knuckle Print (FKP), is unique in different people and can be used as a distinct biometric characteristic. In this paper, a new identification system is proposed based on FKP images. In this system, Pseudo Zernike Moments (PZMs) which have the best overall performance in terms of robustness to noise, information redundancy and capability for image representation among the commonly used moments, are utilized for feature extraction. By using PZMs for the whole and partitioned FKP images, the global and local features which are concatenated to create the final feature vector are extracted. In the classification stage, a MLP neural network is utilized. Through considering recognition rate and equal error rate obtained for the proposed method in single instance (finger) and multi instance (finger) scenarios using PolyU FKP database, an acceptable improvement can be observed compared with the previous algorithms.
    Keywords: Biometric, Finger Knuckle Print (FKP), Personal Identification, Pseudo Zernike Moments (PZMs), PolyU FKP
  • F. Rahbaran, S. Najafi Ravadanegh*, G. B. Gharhepetian Pages 1153-1166
    With appearance and development of Microgrids (MGs), the number of MGs is continuously increased in smart distribution networks. Hence the future distribution network operation and planning is encountered with new challenges. In this paper, the problem of networked-microgrids based distribution network planning is considered. The parking lot for electric vehicles as storage resources to reduce the impacts of uncertainties on networked-MGs design is investigated. The boundary of MGs is determined and segmented considering techno-economical constraints such as total network planning and operation costs, reliability improvement of MGs, optimal sizing and locating of energy resources within each MGs and the voltage profile improvement in the presence of EV’s parking lot as storages. For each objective function, optimal border of each MG, its relevant energy resources and EV parking lot capacity and location as well as optimal layout of smart distribution network is obtained. The results are represented both tabular form and graphically.
    Keywords: Smart Distribution Grid, Networked-microgrids, Energy storage, electric vehicle, Parking lot
  • M. Zamani, T. Barforoushi * Pages 1167-1177
    In this paper, a novel framework is proposed to solve wind power investment in incomplete electricity markets in the presence of strategic companies and considering elastic demand. In the proposed framework, the main objective is to investigate the profitability of wind units in oligopolistic power markets where consumers has good elasticity versus electricity price. The considered investment problem is represented as a bilevel model where investment decisions are taken at upper level with the aim of maximizing investment profit, and market clearing problem in the lower level. According to oligopolistic feature of market, Cournot game is applied for modeling strategic interactions among market players. Thus, market equilibrium is determined by maximizing generation companies’ (GENCOs) profit considering balance of supply and demand. Uncertainty of wind power production is modeled with a set of scenarios. Upper problem are solved using genetic algorithm, while the lower level problem is solved by mathematical algorithm for various scenarios of wind power. The proposed model is examined on a three-bus network and on IEEE 30 bus network.
    Keywords: Wind energy, elastic demand, market clearing, Cournot model, game theory
  • S. Sajjadnia, M. Soroosh *, K. Ansari Asl Pages 1179-1185
    Total internal reflection of light is a phenomena which reduces the efficiency of a light emitting diode. In this paper, by using hole type photonic crystals and reducing total internal reflection, it was shown that one can increase the efficiency of a GaN light emitting diode by 2 fold. With help of finite difference time domain method and using 15 periods of air holes with lattice constant, height, length to lattice constant ratio equal to 680 nm, 210 nm and 0.5 respectively, at wavelength of 400 nm the efficiency was increased by 2.1 factor. The simulation and comparing the obtained results for wavelength of 400 and 465 nm, with previous works showed that by using the proposed device it is possible to obtain better efficiencies.
    Keywords: Photonic crystal, finite difference time domain, light emitting diode, GaN
  • A. M. Sefidian, N. Daneshpour * Pages 1187-1200
    The presence of missing values in the real world data is a very prevalent and inevitable problem. So, it’s necessary to fill up these missing values accurately, before they are used for knowledge discovery process. This paper proposes three novel methods to fill numeric missing values. All of the proposed methods apply regression models on subsets of data which there are strong correlations among them. These subsets are selected using forward selection based approaches. In the selection of the desired subsets, it is tried to maximize the correlation between missing attribute and other attributes. The correlation coefficient is used to measure the relationships between attributes. The priority of each missing attribute for imputation purpose is also considered in the proposed methods. The performance of proposed methods is evaluated on five real world datasets with different missing ratios. The efficiency of the proposed methods is compared with five different estimation methods, namely, the mean imputation, the k nearest neighbours imputation, a fuzzy c-means based imputation, a decision tree based imputation, and a regression based imputation algorithm, called “Incremental Attribute Regression Imputation” (IARI) method. Two well-known evaluation criteria, namely, Root Mean Squared Error (RMSE) and Coefficient of Determination (CoD) are used to compare the performance of proposed methods with other imputation methods. Experimental results show that the proposed methods perform better than other compared methods, even when the missing ratio is high.
    Keywords: Missing values imputation, Correlation, Regression
  • M. Shafiekhani, A. Badri * Pages 1201-1213
    The accumulation of a large number of production units with small capacities and transforming them into a larger entity will make them visible in electricity market and increase their economic efficiency. Virtual power plant is a Wide energy management system that incorporates interruptible loads, storage and distributed generation in order to create support services of system and restoring energy. The main objective of this paper is to provide a method for optimizing virtual power plant bid along with other competitors in a day-ahead market. To achieve this goal a bi-level mathematical optimization model is presented in which equilibrium constraints are also taken into account. The first level of this model maximizes profit of virtual power plant and the second level maximizes social welfare problem. Bi-level model with the use of the theory of duality and optimality conditions of Karush-Kuhn-Tucker converts to a linear programming model of mixed-integer. This two level problem is also solved in a two-objective method using Epsilon constraint in order to maximize profits and minimize emission of units in virtual power plants. Finally, using fuzzy decision making the best answer is chosen and profit in two-objective mode is 41429.7d and pollution is 1969.9 pound, which compare with single-objective mode is more reasonable number. Proposed model is tested on IEEE 24-bus system and the results show the effectiveness of proposed method.
    Keywords: Virtual power plant, two stage model, two objective model, epsilon constraint method, power transfer distribution factor, fuzzy decision making, strategic offering
  • N. Shahidi Rad, M. Niroomand *, R. Hooshmand Pages 1215-1225
    In this paper, regarding to the growing utilization of photovoltaic (PV) systems in power grid, reliability of a PV system is calculated. In this regard, using FIDES Guide and considering environmental conditions, i.e., irradiation, temperature and humidity, failure rate of each component is calculated. According to the failure/repair rates and also sub-system operations, the reliability of PV system is evaluated based on Monte-carlo simulation. The results show that the temperature has the greatest effect on failure rate of each component. The most failures are related to the IGBT and capacitor. The proposed algorithm is implemented on a 20-KW PV power plant of university of Isfahan. The results show the ability of suggested algorithm to determine the reliability of PV power plant with high accuracy.
    Keywords: Photovoltaic, failure rate, repair rate, Fides guide standard, reliability, Monte Carlo
  • P. Sheikhahmadi, S. Bahramara, J. Moshtagh * Pages 1227-1239
    In this paper, the operation problem of a micro-grid in standalone mode considering uncertainty is modeled. For this purpose, the problem is modeled as a stochastic mathematical problem based on a set of probabilistic scenarios for the consideration of the uncertainties of load and renewable power sources. To model uncertainties and reducing difference between the operation cost in the best and worst scenario, the value at risk (CVaR) as an appropriate tool for risk management is used. Some of the production capacity of micro-grid is considered in the mathematical model as a reserve in order to cover the shortage of micro-grid production due to uncertainty, equipment failure and no distribution network connection. Finally, the results of micro-grid operation have been analyzed and a sensitivity analysis is presented to observe the relationship between costs of the micro-grid with some parameters of the mathematical model.
    Keywords: Renewable resources, micro-grid, uncertainty, demand side management, risk management, stochastic modeling
  • H. R. Samadi, M. Ebadian *, S. R. Goldani Pages 1241-1251
    Hierarchical control, with compilation of centralized and decentralized control system, is a suitable to control a microgrid. Economically optimal operation is the main task of tertiary hierarchical control of microgrid. In the uniform-price auction model, the economic power dispatch is based on the same marginal utility of distributed energy resources (DER) of microgrid. To implement this condition in a day-ahead real-time market, dynamic population dispatch are used. The share of demand for each source is according to its fitness. The fitness function of each source depends on nominal power, cost factor and penalty factor duo to the role of each source in increasing/decreasing power losses of the microgrid. To calculate the penalty factor, jacobian analytical method and a numerical one are compared. By calculating the marginal utility (minimum bid price of microgrid) through the dynamic power distribution method, and knowing the real-time market purchase and sell price of the distribution network, the energy exchange path between the microgrid and the distribution network is determined. In this paper, a 14-bus radial network with resistive lines and five controllable sources has been simulated. According to the results, an effective and real-time approach to optimally control a microgrid in a day-ahead market with the aim of maximizing the benefits of the microgrid has been proposed.
    Keywords: microgrid, hierarchical optimum control, economic dispatch, population dynamic dispatch with losses
  • A. Seid, S. H. Hashemipour *, S. Danyali Pages 1253-1261
    In this paper, the problem of decentralized model reference adaptive control (MRAC) for a class of large scale systems with time varying delay in states and interconnected term are studies. For practical application, upper bounds of the interconnection terms are considered to be unknown and need not to be known for the designing. Time varying delays in the nonlinear interconnection terms are bounded and nonnegative Continuous functions and their derivatives are not necessaries be less than one. Using lyapunov theory proves that the uncertain large-scale time-delay systems track reference model with a bounded and small error. The effectiveness of the proposed approaches is illustrated by a numerical example.
    Keywords: Large scale system, time delay, adaptive control
  • M. Azimi Dastgerdi, M. Habibi *, M. Dolatshahi Pages 1263-1271
    In this paper, a new method for improving line sensitivity of a low voltage and low power voltage reference is presented. In this new proposed topology, a bandgap voltage reference is used in the first stage and significantly improved line sensitivity through feeding supply voltage of a thermal voltage reference in the second stage. In comparision to similar counterparts, this structure has better line sensitivity and in the order of 0.079 %/V. Due to the use of subthreshold regime MOSFETs, optimized design and also low supply voltage of 250 mV, the obtained power dissipation is about 32.6 pW which is categorized in low power voltage references. The proposed circuit is simulated in a 0.18um CMOS process and for evaluation in near to reality conditions, effects of process and mismatch on the circuit’s performance are also investigated in this work.
    Keywords: Voltage reference, temperature compensation, line sensitivity, low power, subthreshold circuit, low voltage
  • N. Fardad, S. Soleymani *, F. Faghihi Pages 1273-1285
    The use of smart substations based on digital technology is increasing in the power system. In these substations, according to the data transmission from different levels to intelligent devices of process bus, makes them susceptible to the cyber-attacks. In this paper, cyber attacks are made to the sensors of process bus in three hardware equipment including switches, merging units and intelligent control units. Analysis of the attacks by attackers and created defense through defenders has been assessed with game theory. Regarding to the Nash Equilibrium point for the suggested game, the best attack and defense strategy is determined. According to the proposed method, the damage to the process bus sensors of digital substation can be specified. Optimal defense budget is estimated for cyber security through assessment of cyber defense strategy.
    Keywords: Smart Grid, Cyber Attack, game theory, Digital Substation, Process Bus, Sensor
  • M. Ghasabi, M. Deypir * Pages 1287-1300
    Recently, software defined networks have wide applications on the Internet in order to optimize the use of bandwidth and better traffic management. In Software Defined Network (SDN), the control plane and data plane of the networks are decoupled. In this architecture, the control plane, centrally manages switches by an special server named controller. In SDN, the controller is so vulnerable to DDOS attacks. By injecting spoofed request packets continuously, attackers make a burdensome process which cause the controller to be unreachable and thus denial of services for legitimate users. Due to the augmented impact of these attacks on the software defiend networks rather than traditional networks, need for protection of such network against the attack is very much important. In this paper we will review and simulate DDOS attacks on SDN. We afterward propose a novel detection and mitigation algorithm which takes advantage of unique features of the SDN architecture. In this algorithm, for detecting DDOS attacks in SDN a statistical method based on Jeffrey distance is used. We created the necessary infrastructure for software-driven network and evaluated the proposed method using Mininet simiulator on the Linux operating system. Our experiments performed in the simulator, showed the efficiency of the proposed method and its superiority compared to previous approaches.
    Keywords: Software defined networks, distributed denial of service, Jeffrey distance, attack mitigation
  • A. R. Gholizadeh, A. Rabiee *, R. Fadaeinedjad Pages 1301-1313
    Recently, the penetration of intermittent power sources has increased in power systems due to the international drive for clean and sustainable energy sources; but these alternative energies could encounter the power systems with some problems which should be planned and prevented. In this paper, based on project management consideration, a novel scenario-basis multi-objective planning method for large wind farm development plans is proposed in order to optimally minimize the wind farms’ Levelized Cost of Energy (LCOE) and total cost of power flow while maintaining the desired security margin of the grid in any state of operation. The studies are conducted on actual power system of Iran’s southeast grid using MATPOWER software and the obtained results show the effectiveness of the proposed method.
    Keywords: Wind energy, voltage stability margin (VSM), levelized cost of energy (LCOE), scenario based method, project management, Particle swarm optimization (PSO)
  • M. H. Ghomanjani, J. Hamidzadeh * Pages 1315-1325
    The purpose of one-class classification is to detect and separate target data from outlier. Support vector data description classifier is one of the one-class data classification methods. This method creates a hyper-sphere in feature space and tries to cover target data in the hyper-sphere. The hyper-sphere surface is the discernment boundary between target and outlier data. Determining appropriate radius and center for the sphere is an optimization problem. Existence of the noise in the data set and lack of attention to data density for choosing the center is the challenge of this method that triggered the mistake in determining of detection boundary. In the proposed classifier (KH-SVDD) we tried to search appropriate center of sphere with the use of chaotic krill herd optimization algorithm. Also, a weight is calculated for the effectiveness of the points on the classifier boundary with the use of local density of data points. This weight is an auxiliary parameter to detect target data from noise. The results of the experiments have been compared with state-of-the-art methods, which show superiority of the proposed method in noise detection.
    Keywords: One-class classifier, outlier, noise detection, chaotic krill herd, weighted density
  • S. Kashef, H. Nezamabadi, pour * Pages 1327-1338
    In multi-label data, each instance is associated with a set of labels, instead of one label. Due to the increasing number of modern applications associated with multi-label data, multi-label classification has gained significant attention during recent years. As in single-label data, eliminating redundant and/or irrelevant features plays an important role in improving classification performance. In this paper, a hybrid method for multi-label feature selection problem based on combing filter and wrapper methods is proposed, where meta-heuristic algorithms are employed as the wrapper method. Since, the number of features in multi-label data is usually high, solely employing search algorithms for finding the optimal feature subsets has high computational burden, and is very possible to fail. Hence, irrelevant features are first detected and removed by a filter method. Then, salient features are found among the remained features by the help of meta-heuristic algorithms. A significant number of well-known meta-heuristic algorithms are employed as the wrapper method, in the proposed system. Experiments show that the proposed method obtains better classification results, compared to other algorithms.
    Keywords: Multi-label dataset, feature selection, hybrid methods, filter methods, wrapper methods, meta-heuristic algorithms
  • F. Karbalaei *, M. Taherkhani Pages 1339-1347
    One of the low-frequency oscillation damping methods is to use power system stabilizer (PSS). Setting of PSS parameters is typically performed via certain (deterministic) methods, in which a limited number of different operating points are taken into account. Therefore, PSS performance is limited to the same operating points. In this paper, the design of PSS is performed for a wide range of load changes. In this regard, several different load levels are considered and one possibility is assigned to each load level. Then to consider load variation around each load level, corresponding to each level, a normal probability distribution function is considered for load changes. Mean value of each normal distribution is assumed to be equal to the corresponding value of the load level. Distribution variance is also chosen equal to the percentage of the mean value. Two models of constant power and constant impedance models are used for the loads. To set the parameters of PSS, an optimization problem is defined with the objective function of minimizing of the presence probability of eigenvalues in the unsuitable areas. Comparing the results obtained by using certain and probabilistic PSS in the IEEE 39- bus test system shows that the proposed method is more robust to load variations.
    Keywords: Small signal stability, power system stabilizer, low frequency oscillations, state space equations, Monte Carlo, Genetic Algorithm
  • F. Gozalpour, A. Habibzadeh, Sharif *, E. Najafi Aghdam Pages 1349-1363
    Most of the ultra wideband (UWB) transmitters are designed for a specific pulse repeating rate (PRR). This means that the power spectral density (PSD) in these transmitters is not completely adaptable to the FCC power mask and for some PRRs, it exceeds the mask power limits. This is an important issue in short-range applications requiring a variable PRRs. In this paper, an on-off keying (OOK) impulse radio ultra wideband (IR-UWB) transmitter with adaptive PSD is proposed in 180 nm TSMC CMOS technology. The adaptivity of the PSD with PRR has been obtained using a limited monocycle precharge (LMPC) technique and phase/frequency detector (PFD) has been used in order to expand its range. The UWB pulse has been generated based on shaping filter. The results of post layout simulation show that the PSD peak value is kept closely below the equivalent isotropically radiated power (EIRP) limit, i.e., -41.3 dBm/MHz in 0.02-1.4 Gpps with only the variation of 3.38 dBm/MHz. The overall power consumption of transmitter including all of the circuits at PRRs of 10, 100, 500, and 1400 Mpps is only 0.293, 0.6235, 0.792, and 2.022 mW, respectively. The active circuit area excluding bonding pads and STG pads is only 0.38 mm2.
    Keywords: UWB transmitter, impulse radio (IR), pulse generator, power spectral density (PSD)
  • M. Majidi, A. R. Erfanian *, H. Khaloozadeh Pages 1365-1377
    Nowadays, reliability of systems in designing new navigation systems for Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) has significant importance. One way to increase the reliability of systems is simultaneous use of multiple systems to reach a particular purpose. The GPS spoofing attack is one of the most important threats for UAV navigation systems in war conditions. In this article, by using INS and Loran-C systems, an integrated architecture is proposed for positioning robustness against GPS spoofing attack which benefits from particle based algorithms. The major concept of the proposed architecture consists of two basic parts; the detection part which is done by hypothesis test and the compensation part which is done by applying data fusion algorithms in the integrated INS/Loran-C systems. In this architecture in addition to the system reliability improvement in the event of a failure of one of the systems, the positioning accuracy in the presence of GPS spoofing attack is increased. So the UAVs can be used with more reliability in hazardous condition with high risk of GPS spoofers. The proposed method validation is proved by Root Mean Square Error (RMSE) metric. The simulation results validate the functionality of the proposed architecture for two GPS spoofing attack scenarios, and also in the case that the GPS and Loran-C are in outage mode, simultaneously.
    Keywords: Robust positioning, integration of navigation systems, data fusion, GPS spoofing, unmanned aerial vehicle
  • Z. Moravej *, Z. Tabak Pages 1379-1388
    This paper proposes a new method to improve power transformer differential protection. Fractional Fourier transform is implemented in order to discriminate inrush current from internal fault current. Fractional Fourier transform is a time-frequency method and unlike conventional Fourier transform, it is able to represent the time and frequency characteristics of signals. Thus, the proposed method is powerful to recognize non-stationary signal features. In addition, there is no need to define the data window such as wavelet transform and is stable in the noisy environment. A simple algorithm and a low computational burden are the advantages of this method. The accuracy of this method is evaluated by simulated inrush current and internal fault current signals in PSCAD/EMTDC software. This method is demonstrating its ability to distinguish these currents in the presence of noise and without it.
    Keywords: Fractional Fourier transform, inrush current, internal fault current, differential protection, power transformer
  • S. S. Moosavi *, A. Kazemi, H. Akbari Pages 1389-1397
    Nowadays, the power electronic converters play a crucial and undeniable role on electric vehicles propulsion system. One type of this converters are voltage source inverter (VSI) that use a lot in electric motor drives. In electric vehicles, due to the tense environment that is also associated with turbulence, Inverters are always at risk of failure that occasionally caused to irreparable damages. This paper focuses on diagnosis and detection of open phases fault on IGBT based VSI inverter. In order to extract the fault index, an open-circuit fault detection model presented in this work and the results obtained have been satisfactory. In continue, for fault diagnosis and classification, it is used a multilayer perceptron artificial neural network (MPANN) algorithm. The system is investigated under 5 different torque and speed level in static state, that all fault conditions have been identified successfully with the help of MPANN.
    Keywords: Power electronic converter, voltage source inverter, fault diagnosis, detection, hybrid-electric vehicle, open phase fault, multilayer perceptron artificial neural network
  • M. Mehrad, M. Zareiee * Pages 1399-1404
    In this paper, a novel nano MOSFET is presented to enhance the electrical performance of the device. The name of the new structure is QSZ-MOSFET which includes 4 silicon zones in the channel and buried oxide. The N type silicon zones in the channel create the depletion regions that increase the current capability of the device. Moreover, the majority of the created holes by the floating body effect are absorbed by these zones. The P silicon zones in the buried oxide have more conductivity than oxide and help to reduce the lattice temperature and make a path for passing the heat from the active region of the transistor to the substrate. The proposed and conventional structures performances are simulated by ATLAS simulator which shows the advantages of the proposes structure.
    Keywords: Metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET), silicon on insulator technology (SOI), floating body effect, lattice temperature, electric field
  • S. Nejatian, V. Rezaie *, H. Parvin Pages 1405-1423
    Many real-world problems are dynamic, requiring an optimization algorithm which is able to continuously track the changing optima over time. Typical examples include recognition of the moving objects in changing background; constructing financial trading models in various changing market conditions; data mining in continuously updating databases; scheduling problems with dynamic available resources; vehicle routing in traffic networks of dynamic traffic flow, etc. which requires the optimization algorithms to be able to find and track the changing optima efficiently over time. Among various algorithms for dynamic optimization, particle swarm optimization algorithms (PSOs) are attracting more and more attentions in recent years. We have proposed three algorithms based on PSO for dynamic environments. The proposed algorithms are the multi-swarm algorithms. In the traditional research it is shown that the multi swarm algorithms are suitable for creating diversity in the environments. In this paper, we propose an adaptive strategy for dynamic envirounments. The adaptive strategy increases convergence speed of the algorithm. The proposed algorithm uses several suitable operators for increasing the efficiency of the algorithm. One of the operators in the proposed algorithm is the trajectory control operator. The proposed algorithm has the best results rather than the state-of-the-art.
    Keywords: particle swarm optimization, dynamic optimization problems, moving peaks benchmark, offline error, multi swarm