فهرست مطالب

روشهای هوشمند در صنعت برق - پیاپی 45 (بهار 1400)

فصلنامه روشهای هوشمند در صنعت برق
پیاپی 45 (بهار 1400)

  • تاریخ انتشار: 1399/11/29
  • تعداد عناوین: 6
|
  • مسعود علیلو*، سجاد سعدی، سعید زمانیان، جواد غلامی، شهاب مشاری صفحات 1-15

    جایابی و ظرفیت یابی بهینه واحدهای تولید پراکنده و جبران سازهای مدرن تاثیر مستقیمی بر روی کارایی این ادوات در سیستم توزیع دارد. به همین دلیل، در این مقاله، بهینه سازی همزمان مکان و اندازه انواع منابع تولید پراکنده و جبران ساز استاتیک سنکرون در سیستم های توزیع مورد مطالعه قرار گرفته است. جهت نزدیک تر کردن نتایج به شرایط واقعی تر بهره برداری، از یک مدل بار غیرخطی که ترکیبی از الگوری مصرف روزانه و بار متغیر به ولتاژ و فرکانس است، استفاده می شود. میکروتوربین، توربین بادی، پنل فتوولتاییک و پیل سوختی به عنوان منابع تولید پراکنده در نظر گرفته می شوند. توابع هدف مسئله ترکیبی از شاخص های فنی و زیست محیطی هستند. از الگوریتم بهینه سازی چندهدفه وال برای بهینه سازی توابع هدف و تشکیل صفحه بهینه پارتو استفاده می شود. پس از اجرای الگوریتم چندهدفه، از روش تحلیل سلسله مراتبی برای انتخاب بهترین ذره از صفحه پارتو که معادل با بهینه ترین مکان و اندازه ادوات است، استفاده می شود. در نهایت، روش پیشنهادی در سیستم های توزیع استاندارد 69 شینه IEEE و واقعی 101 شینه خوی- ایران مورد ارزیابی قرار می گیرد. نتایج شبیه سازی نشان دهنده کارایی مناسب روش پیشنهادی در جایابی و ظرفیت یابی بهینه ادوات و بهبود شاخص های سیستم توزیع هستند.

    کلیدواژگان: الگوریتم بهینه سازی چندهدفه وال، جبران ساز، روش تحلیل سلسله مراتبی، شاخص زیست محیطی، مدل بار
  • فاطمه شیاسی، محمدرضا یوسفی* صفحات 17-33

    درد یک پدیده مهم فیزیولوژیک است که از بدو تولد تا آخرین مراحل زندگی وجود دارد و یکی از عوامل مراجعه بیمار به درمانگاه ها و مراکز درمانی است. کنترل درد یکی از چالش های عمده متخصصین جراحی و بیهوشی است. عدم کنترل مناسب درد باعث طولانی شدن زمان بستری بیماران و تحمیل هزینه های درمانی بیشتر به بیماران و بیمارستان ها و نارضایتی از نحوه درمان پزشک و مراجعات مکرر به پزشکان مختلف جهت کنترل درد می شود. تنها راه تسکین درد استفاده از دارو نیست؛ بلکه راه های دیگر با توجه به علل ایجادکننده و نوع درد وجود دارند. یک روش غیرتهاجی برای تسکین درد تحریک الکتریکی اعصاب مهاری درد از طریق پوست1 (TENS) است. در حین استفاده از TENS، جریان های الکتریکی پالسی، در سطح پوست سالم توزیع می شوند تا حس قوی و غیردردناک TENS ایجاد شده یا کشش عضله را در محل درد ملایم می کند. روش درمانی TENS از انتقال اطلاعات مربوط به درد به بالا در سیستم عصبی مرکزی ممانعت کرده و به نظر می رسد که برای دردهای حاد و مزمن مفید است. در مطالعه حاضر، تاثیر استفاده از TENS برروی انواع درد مورد بررسی قرار گرفته و به نتایج مثبت تسکین درد عضلانی-اسکلتی و درد پس از عمل جراحی اشاره می کند، اگرچه بیشتر مطالعات سیستماتیک، بی نتیجه بودند.

    کلیدواژگان: تحریک الکتریکی عصب از طریق پوست، تسکین درد، درد حاد و مزمن، کنترل درد
  • سید محمدصادق هاشمی نسب، محسن ایمانیه*، عباس کمالی، سید علی امام قرشی، سعید حسن حسینی صفحات 35-49

    در سال های اخیر، مشکلات زیست محیطی در مقیاس جهانی به صورت جدی افزایش پیدا کرده است. برای غلبه بر این مشکلات سلول های خورشیدی به عنوان یک منبع انرژی پاک و عاری از آلودگی، اهمیت پیدا کرده اند. با توجه به استفاده روزافزون از انرژی های تجدیدپذیر، استفاده از سلول های خورشیدی جهت تامین انرژی رو به گسترش است. این سلول ها، نور خورشید را به طور مستقیم توسط اثر فتوولتاییک به الکتریسیته تبدیل می کنند. تحقیق و توسعه در مورد انرژی فتوولتایی، عموما در دو زمینه کاهش هزینه ها و افزایش بازده صورت می گیرد.  بازده سلول های خورشیدی لایه نازک را می توان با جفت کردن سلول های خورشیدی با نانوذرات پلاسمونیک1 به طور قابل توجهی افزایش داد. در این مقاله، از طریق شبیه سازی های دقیق، آثار مربوط به شکل و اندازه نانوذرات را در بهبود بازده سلول های خورشیدی مس_ایندیم_گالیم_سلنیوم2 (CIGS) مورد بررسی قرار گرفته و دو شکل متفاوت، شامل کره و استوانه مورد مطالعه قرار گرفته اند. نشان داده شد که نانوذرات استوانه ای نقره با قطر 50 نانومتر، ارتفاع 125 نانومتر و پریود آرایه 215 نانومتر بیشترین افزایش را در جذب اپتیکی و تولید جریان الکتریکی ایجاد نموده اند. نتیجه به دست آمده در این مقاله از طریق آنالیز اپتیکی و الکتریکی و همچنین مطالعه ی تصویر میدان نزدیک حاصل شده است.

    کلیدواژگان: پلاسمونیک، سلول خورشیدی CIGS، شکل نانوذرات، نانوذرات نقره، FDTD
  • کیمیا عطوفت شمسی، سها قانع، روژین قائم مقامی، هلیا هدایتی، اشکان عبدالی سوسن* صفحات 51-64

    شیوع ویروس کرونا علاوه بر تهدید سلامت جوامع، فعالیت های جمعی مانند فعالیت های اقتصادی و صنعتی را نیز متاثر ساخته به نحوی که ابعاد همه گیری این بیماری با بحران های پیشین قابل مقایسه نیست، لذا ضروری است آثار این موضوع بر حوزه های مختلفی مانند صنعت برق که زیرساخت شریان اقتصادی است، مورد بررسی قرار گیرد و در صورت مشاهده تغییرات پایدار، راه کارهایی برای مقابله با آثار آن ارایه شود. هدف این مقاله بررسی تاثیرات ویروس کرونا بر مصرف برق در برخی از کشورهای جهان و به طور ویژه در ایران است. در ادامه تاثیر ویروس کرونا در صنعت برق و میزان مصرف برق در ایران و در کشورهایی که بیشتر تحت تاثیر قرار گرفته اند بررسی گردیده است. بررسی تاثیر کرونا در جهان به طورکلی کاهش حدود 15درصدی تقاضای برق را در ایام شیوع کرونا در کوتاه مدت نشان می دهد. این مقدار در کشورهای مختلف متفاوت است. با بررسی های انجام شده می توان دریافت که کشورهای مورد بررسی در کوتاه مدت با کاهش نسبی تقاضای برق مواجه گردیده اند ولی با ادامه یافتن شیوع کرونا و حذف برخی محدودیت ها، وضعیت مصرف برق کمابیش به وضعیت قبل از کرونا بازگشته است. شایان ذکر است در زمان نوشتن این مقاله کماکان پاندمی کرونا ادامه دارد.

    کلیدواژگان: اثر کرونا، الگوی مصرف برق، پیک مصرف برق، صنعت برق، میزان مصرف برق
  • سید محمدعلی زنجانی*، مصطفی پرویزی صفحات 65-76

    در این مقاله، یک مدار تقویت کننده ترارسانایی عملیاتی جدید دو طبقه پیشنهاد می شود که نیاز های بهره بالا، توان مصرفی پایین و نویز کم را برآورده می کند و بر اساس روشgm/ID  و راه اندازی از طریق بدنه طراحی شده است. قابل ذکر است که طراحی های صورت گرفته مداری با توجه به محدودیت های فناوری CMOS، در فناوری CNTFET انجام شده است. همچنین به منظور بهبود خطینگی مدار، ترانزیستورهای تریودی در هر دوطبقه به کار برده شده است. شبیه سازی های مدار تقویت کننده ترارسانایی عملیاتی پیشنهادی در نرم افزار HSPICE و با ولتاژ تغذیه یک ولت و خازن های بار یک پیکوفاراد انجام پذیرفته است. بر اساس نتایج به دست آمده، مدار پیشنهادی کمتر از 27 میکرووات توان مصرف می کند و بهره بالای 98 دسی بل را ارایه می دهد. مقدار CMRR و PSRR مدار پیشنهاد شده به ترتیب برابر با 121 دسی بل و 152 دسی بل است. نویز ارجاع شده به ورودی مدار برابر با  92/0 نانو ولت بر رادیکال هرتز بوده و سرعت چرخش مدار برابر با 111 ولت بر میکروثانیه است که نشان از بهتربودن مقدار ضریب شایستگی مدار پیشنهادی در مقایسه با کارهای قبلی است.

    کلیدواژگان: تقویت کننده ترارسانای عملیاتی، ترانزیستور اثر میان نانولوله کربنی، بهره بالا، توان پایین، تکنیک gm، ID
  • الهه فقیه نیا، سید رضا کامل طباخ فریضنی*، مریم خیرآبادی صفحات 77-93

    نفوذ به سیستم ها از طریق زیرساخت شبکه و اینترنت یکی از چالش های امنیتی است که دنیای فناوری اطلاعات و ارتباطات را با آن روبرو کرده است و می تواند منجر به تخریب سیستم ها و دسترسی به داده ها و اطلاعات گردد. در این مقاله یک مدل ماشین بردار پشتیبان که هسته های آن وزن دار شده به همراه پارامترهای هسته های ماشین بردار پشتیبان برای سیستم تشخیص نفوذ ارایه شده است. با توجه به پیچیدگی محاسباتی این مدل، روش الگوریتم ژنتیک جزیره ای پویای خود تطبیقی پیشنهاد شده تا پیچیدگی محاسبات را کم نماید. در این روش از اتوانکودر نیز برای کاهش حجم داده ها استفاده شده است. روش پیشنهادی یک روش ترکیبی پیشنهادی مبتنی بر اتوانکودر و ماشین بردار پشتیبان بهبودیافته با الگوریتم ژنتیک جزیره ای پویای خود تطبیق است که دقت بهتری در مسایل تشخیص نفوذ را نشان می دهد. نتایج شبیه سازی بر روی مجموعه داده DARPA برای تست عملکرد مورد استفاده قرار گرفته است.

    کلیدواژگان: سیستم های تشخیص نفوذ، ماشین بردار پشتیبان، کلان داده ها، الگوریتم ژنتیک جزیره ای و الگوریتم ژنتیک خود تطبیق
|
  • Masoud Alilou *, Sajad Sadi, Saeed Zamanian, Javad Gholami, Shahab Moshari Pages 1-15

    Optimal allocation of distributed generation units and DFACTS affects the efficiency of these devices; for this reason, in this article, the simultaneous placement of distributed generation and Distributed-STATic-COMpensator (DSTATCOM) are done in the distribution system. The load model is considered as a combination of various customers’ daily load patterns and sensitive to voltage-frequency. The micro turbine, wind turbine, photovoltaic and fuel cell are considered as DG units. The objective functions of the problem consist of the technical index (the voltage stability and the active and reactive power loss) and environmental index (the amount of pollutant DG unit’s gas emissions). The whale optimisation algorithm (WOA) is used to multi-objective optimize the location and capacity of devices. After applying the multi-objective WOA, the analytical hierarchy process is utilized to select one of the Pareto optimal solutions as the best location and size of devices. The proposed algorithm is implemented on the 69-bus distribution system and actual 101-bus distribution system in Khoy–Iran. The results indicate the significant effect of load models and various DG units on the efficiency of the distribution system in the presence of DSTATCOM. Moreover, the indices of the distribution system are improved considerably after applying the proposed method.

    Keywords: analytical hierarchy process, DSTATCOM, Environmental Index, Multi-Objective Whale Optimisation Algorithm, Nonlinear Load Model
  • Fateme Shyasi, Mohammad Reza Yousefi * Pages 17-33

    Pain is an important physiological phenomenon that occurs from birth to the last stages of life. Pain is one of the causes of the patient's referral to clinics and treatment centers. Pain control is one of the major challenges for surgeons and anesthesiologists. Lack of proper pain control lead to hospital ization and imposes higher treatment costs for patients and hospitals. It causes dissatisfaction with the medical treatment and frequent visits to medicians to control the pain. Medication is not only way for pain reduction; depending on the cause and type of pain, other ways can employ. Electrical stimulation of nerve pain inhibitors through the skin (TENS) is a noninvasive technique to relieve pain. During TENS, pulsed electrical currents are administered across the intact surface of the skin to generate strong nonpainful TENS sensations or mild muscle twitching at the site of pain. This technique inhibits onward transmission of nociceptive (pain-related) information in the central nervous system and appears to be beneficial for acute and chronic pain. In the present study, the effect of TENS on different types of pain investigated and positive outcomes in muscu los keletal relief and post-operative pain suggested, although many systematic reviews were inconclusive.

    Keywords: Transcutaneous Electrical Nerve Stimulation (TENS), Pain Relieve, Acute, Chronic Pain, Pain Control
  • Seyed Mohammad Sadegh Hsheminassab, Mohsen Imanieh *, Abbas Kamali, Seyyed Ali Emamghorashi, Saeed Hassanhasseini Pages 35-49

    Recently, environmental problems on a global scale has been increased seriously. To overcome these problems, Solar cells is important as an energy source and free from contamination. Due to the increasing use of renewables, the use of solar cells for obtaining energy is growing. The cells convert directly sunlight into electricity by the photovoltaic. Photovoltaic energy research and development is generally done in two areas: cost reduction and increasing efficiency. The efficiency of thin film solar cells canbe increased considerably by coupling the solarcells with plasmonic nanoparticles (NPs). this study investigates, through meticuloussimulations, the effects of plasmonic nanoparticle shapes and size on theimprovement of the energy conversion efficiency of CIGS solar cells. Two different shapes including spheres and cylinders were analyzed in this study.It was revealed that the cylindrical Agnanoparticles, of diameter 50 nm, height 125 nm place on an array with period 215 nm exhibited the most substantialenhancement in the optical absorption and electrical currentgeneration. The conclusion attained in this paper has been made throughoptical and electricalanalysis as well as near field imaging studies.

    Keywords: plasmonics, CIGS solar cells, Ag Nanoparticles, nanoparticle shapes, FDTD
  • Kimia Otoufat Shamsi, Soha Ghane, Rojin Ghaemmaghami, Helia Hedayati, Ashkan Abdalisousan * Pages 51-64

    Coronavirus outbreak, in addition to threatening the health of communities, has also affected on economic and industrial activities in such a way that the epidemic dimensions of the disease are not comparable to previous crises, so it is necessary to address the effects of this issue on various areas such as electricity, which is the infrastructure of the economic artery. If sustainable changes are observed, solutions should be provided to deal with its effects. The purpose of this article is to investigate the effects of Corona on electricity consumption in some countries of the world especially in Iran.In the following, the impact of Corona on the electricity industry and specifically on the electricity consumption in Iran and the other affected countries has been studied. The study of the impact of corona on the world as a whole shows a decrease of about 15% in electricity demand during the short-term corona outbreak, and this value varies from country to country. The relative decrease in electricity demand of the under studied countries has occurred in short term, but with the continued prevalence of the corona and the removal of some restrictions, electricity consumption has almost returned to pre-corona levels. It is worth to mention that at the time of writing this article, the corona pandemic still continues.

    Keywords: Corona effect, electricity consumption pattern, electricity consumption peak, Electricity industry, Electricity consumption
  • Sayed Mohammad Ali Zanjani *, Mostafa Parvizi Pages 65-76

    In this paper, a new two-stage OTA is proposed which meeting the needs of high gain, low power and low noise, and designed based on the gm/ID technique with bulk driven method. It is noteworthy that due to the limitations of CMOS technology, CNTFET technology used for the circuit designs. Moreover, to improve the linearity of the circuit, triode transistors used in both stages of amplifiers. The simulation results of the proposed OTA are performed under 1V of supply voltage and 1pF of load capacitors in the HSPICE tool. According to the simulation results, the proposed circuit consumes less than 27 µW of power and offers a high gain of 98 dB. The CMRR and PSRR values of the proposed circuit are 121 dB and 152 dB, respectively. The input referred noise is 0.92 nV/√Hz and the slew rate of the proposed circuit is 111 V/µs, which shown the better figure of merit (FOM) in compression with the previous works.

    Keywords: Operational Transconductane Amplifier, Carbon Nanotube Field Effect Transistor, High gain, Low power, gm, ID Technique
  • Elaheh Faghihnia, Seyed Reza Kamel Tabakh Farizni *, Maryam Kheirabadi Pages 77-93

    Today easy data access through the network has made it possible to steal them. Therefore, the security of computer systems has become increasingly important. Intrusion Detection Systems . as the last line of computer defense, can play an important role in attack resistance and their efficiencies has direct impact on network security. The Intrusion Detection Systems must extract the necessary strategies based on the connections and use them to detect new connections. Support Vector Machine is a Machine Learning method that it is popular to extract intrusion strategies in past decade. Although simplification of SVM returned it to popular method but it has constraints such as senility to kernel selection and it has not any optimization mechanism to determine the best of them. We model it as using of several kernels simultaneously and different weighting to them and dynamic SVM parameters. Due to the high complexity of this problem, conventional optimization methods are not able to solve it. Therefore, we propose a Distributed Self Adaptive Genetic Algorithm with Migration. On the other hand, due to the high volume of data in such issues, Autoencoder has been used to reduce data. The proposed approach is a hybrid method based on Autoencoder and improved Support Vector Machine with Distributed Self Adaptive Genetic Algorithm with Migration that it is evaluated by its execution on data set. The experimental results have demonstrated that the proposed system exhibits a high performance for attack detection based on precision and recall and it low time for intrusion.

    Keywords: Intrusion Detection Systems (IDS), Support vector machine (SVM), Big data, island genetic algorithm (IGA). self-adaptive genetic algorithm (SAGA), distributed self-adaptive genetic algorithm (DSAGA)