فهرست مطالب

روشهای هوشمند در صنعت برق - پیاپی 54 (تابستان 1402)

فصلنامه روشهای هوشمند در صنعت برق
پیاپی 54 (تابستان 1402)

  • تاریخ انتشار: 1401/04/02
  • تعداد عناوین: 10
|
  • داود ابوترابی زارچی*، حسین ابوترابی زارچی، حمیدرضا مصدق حصار، محمدعلی صلاح منش صفحات 1-16
    ژنراتور القایی دوتحریکه بدون جاروبک یکی از عناصر مهم خانواده ژنراتورهای جریان متناوب با تغذیه دوگانه است که در سال های اخیر به مرزهای تجاری سازی نزدیک شده است. این ژنراتور، برخی از خصوصیات بارز ژنراتور القایی قفس سنجابی و ژنراتور سنکرون معمولی را به طور همزمان داراست و در عین حال، به یک مبدل با ظرفیتی کمتر از ظرفیت نامی ژنراتور نیاز دارد. یکی از چالش های مهم در مسیر تکامل این ژنراتور، مسیله کنترل آن و ضرورت حضور یک کنترل کننده مناسب و کارا برای پایدارسازی ژنراتور در محدوده سرعت کاری و نیز تامین سایر الزامات عملکرد دینامیکی و حالت ماندگار است. لذا، در این مقاله یک طرح کنترل برداری جامع مبتنی بر روش های کنترل غیرخطی ارایه می شود. بر این اساس وظیفه کنترل سرعت ژنراتور بر عهده کنترل مدل مرجع قرار می گیرد. همچنین برای کنترل همزمان توان راکتیو و گشتاور از روش کنترلی مبتنی بر ترکیب حالت لغزشی و متناسب-انتگرال گیر (PI) استفاده می شود. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که با استفاده از ساختار کنترلی مزبور، پاسخ دینامیکی سیستم در شرایط مختلف مانند تغییر توان مکانیکی ورودی و سرعت مرجع بسیار مناسب تر از زمانی است که از کنترل کننده خطی استفاده می شود.
    کلیدواژگان: ژنراتور القایی دوتحریکه بدون جاروبک، سیستم تطبیقی مدل مرجع، کنترل سرعت و توان راکتیو، کنترل کننده ترکیبی حالت لغزشی و PI
  • حسن فیاضی، مجید معظمی*، بهادر فانی، غضنفر شاهقلیان صفحات 17-30

    با اضافه ‏شدن منابع تولید پراکنده به ساختار شبکه‏های ‏توزیع، در زمان ‏وقوع ‏خطا، میزان و جهت جریان عبوری از حفاظت‏های اصلی و پشتیبان تغییر می‏کند و هماهنگی بین آنها را برهم می‏زند. در این ‏میان منابع مبتنی بر ژنراتور سنکرون، نسبت به زمان رفع خطا حساس‏ترند و ممکن است پایداری‏شان به خطر بیفتد. با توجه به اینکه زمان رفع خطا به عملکرد سیستم حفاظتی وابسته است، این مقاله با بررسی انواع ترکیب‏ها برای المان های حفاظتی (رله-رله، رله-ریکلوزر و ریکلوزر-فیوز)، مناسب‏ترین ترکیب حفاظتی برای سیستم های دارای ژنراتور سنکرون را پیشنهاد می‏کند. از سوی دیگر به ارایه راه کاری اشاره می شود که به وسیله آن می‏توان ضمن حفظ پایداری نوسان اول ژنراتورهای سنکرون موجود در شبکه توزیع، هماهنگی بین حفاظت اصلی و پشتیبان را در زمان وقوع خطا و در حضور این منابع حفظ نمود. در این راه کار نیازی به تغییر و یا طراحی مجدد سیستم حفاظتی وجود ندارد. روش پیشنهادی با فعال‏سازی مشخصه آنی در کنار منحنی مشخصه رله موجود در سیستم، قادر است هماهنگی بین حفاظت‏ها و پایداری‏گذرای ژنراتورهای سنکرون موجود در سیستم توزیع را به ازای ضریب نفوذ صفر تا 100 درصد برقرار نماید. نتایج پیاده‏سازی روش پیشنهادی بر روی سیستم تست استاندارد 33 باسه IEEE در محیط نرم افزار ایتپ (ETAP) توانایی آن‏ را تایید می‏نماید.

    کلیدواژگان: پایداری ژنراتور سنکرون، ریزشبکه، سیستم توزیع، هماهنگی تجهیزات حفاظتی
  • فردین نیازوند، سعید خراطی*، فرشاد خسروی، عبدالله راستگو صفحات 31-58

    این مقاله یک مدیریت انرژی و بار با استفاده از یک استراتژی سناریو محور را برای ارزیابی عملکرد و برنامه ریزی هاب و با در نظرگیری عوامل نامعینی (قیمت الکتریسیته و توان توربین بادی) ارایه نموده است. سیستم جذب و ذخیره سازی کربن و نیز برنامه پاسخ گویی بار، به طور ویژه برنامه زمان استفاده مورد بررسی قرار گرفته است. فناوری جذب کربن افزون بر حل مسیله آلودگی واحدهای تولیدی از یکسو، درآمد قابل توجه را نیز برای سیستم های قدرت از سویی دیگر به ارمغان می آورد. همچنین برنامه های پاسخ گویی بار به بهبود پروفیل بار و کاهش هزینه ها و آلودگی هاب، افزایش قابلیت اطمینان و کیفیت توان کمک شایانی می نمایند. هاب پیشنهادی در برگیرنده ادوات تولیدی تجدیدپذیر و تجدیدناپذیر، تبدیلی و ذخیره کننده های گوناگون است، همچنین برنامه ریزی هایی مانند نوع قطعی و مقاوم در نظر گرفته شده است. هاب مفروض در قسمت ورودی و خروجی از حامل های گوناگون انرژی شامل الکتریسیته، حرارت، سرما، گاز طبیعی و آب پشتیبانی می کند. مسیله به صورت یک برنامه ریزی خطی عدد صحیح مدل شده و به وسیله سالور سیپلکس در نرم افزار گمز حل گردیده است. در ادامه، از روش اپسیلون و تکنیک رضایت بخشی فازی جهت انتخاب راه حل بهینه استفاده شده است. نتایج نهایی نشان می دهد که هزینه و آلودگی کلی در نمونه مقاوم به ترتیب به اندازه 9/1 درصد و 3/12 درصد بیشتر از نمونه قطعی است، همچنین برنامه پاسخ گویی بار و فناوری جذب کربن تاثیر چشم گیری بر روی تابع های هدف دارند. همچنین منحنی بار مسطح گردیده و سود خوبی با استفاده از فناوری جذب کربن برای هاب پیشنهادی به دست آمده است.

    کلیدواژگان: برنامه ریزی چندهدفه، برنامه ریزی قطعی-مقاوم، سیستم های جذب و ذخیره سازی کربن، کنترل بار، مدیریت انرژی هاب، منابع تولید پراکنده، برنامه های پاسخ گویی بار
  • میثم سعیدی راد، اسمعیل رک رک*، محمود جورابیان صفحات 59-74
    مدیریت صحیح انرژی الکتریکی در شبکه توزیع برق از اصلی ترین موضوع های بهره برداری شبکه به شمار می آید که تاثیر بالای کاهش هزینه های بهره برداری، کاهش تلفات شبکه، افزایش کیفیت به روزرسانی، افزایش رضایت مشترکین و... می تواند داشته باشد. دسترسی به این اهداف زمانی امکان پذیر است که ارکان شبکه توزیع در هماهنگی و آگاهی از یکدیگر عمل نمایند. در این مقاله این آگاهی میان مشترکین خانگی، پارکینگ های شارژ خودرو و شرکت بهره برداری شبکه در نظر گرفته شده است و مزایای آن مورد بررسی قرار داده شده است. یک مدل دو مرحله ای از مدیریت انرژی در شبکه توزیع ارایه شده است که مرحله اول آن مربوط به مدیریت انرژی منازل در شرایط حضور یا غیاب برنامه پاسخ گویی بار با در نظرگیری سلیقه های شخصی مشترکین انجام می شود تا نتایج به دنیای واقعی نزدیک باشد. سپس بر اساس اطلاعات ارسالی از این مشترکین و تعیین پروفیل بار مسکونی شبکه، بهره برداران پارکینگ شارژ خودروی برقی با توجه به محدودیت خود اقدام به مدیریت خودروی برقی می کند تا هم هزینه های شارژ و هم پارامترهای بهره برداری شبکه بهبود یابد. برخلاف روش های سنتی شارژ، در این روش نیازی به شارژ کامل باتری خودروها نبوده و صرفا حد نهایی سطح شارژ باتری ها برحسب انرژی موردنیاز برای سفرهای آتی رانندگان تعیین خواهد شد و با استفاده از نرخ شارژ گسسته عملیات شارژ صورت خواهد گرفت. نتایج حاصل از بررسی موردهای مطالعاتی مختلف اعمال شده بر یک شبکه توزیع 37 باس نشان می دهد که روش پیشنهادی توانمندی بالایی در تامین رضایت مشترکین، بهبود پارامترهای بهره برداری شبکه و کاهش هزینه های شارژ و تامین نیاز رانندگان خودرو خواهد داشت. این روش می تواند زمینه ساز گسترش سطح نفوذ خودروهای در شبکه های توزیع شود و از مزایای برنامه پاسخ گویی بار و شارژ هوشمند نهایت بهره وری را ببرد.
    کلیدواژگان: : انرژی الکتریکی، بهره برداری شبکه توزیع، مدیریت انرژی منازل، مدیریت شارژ خودروی برقی
  • روح الله بلبل نیا*، کریم عباس زاده صفحات 75-90

    با توجه به افزایش استفاده از انرژی باد و تاثیر قابل توجه آن بر شبکه قدرت، تحمل خطا در توربین بادی برای افزایش قابلیت اطمینان و سطح در دسترس بودن آن ضروری است. در این مقاله، یک روش جدید تحمل خطای کلید باز چندگانه برای مبدل AC-DC شش فاز، به عنوان آسیب پذیرترین قسمت سیستم توربین بادی ارایه شده است. روش پیشنهادی تحمل خطا از حالت افزونگی بردارهای فضایی مبدل شش فاز در مدولاسیون پهنای پالس بردار فضایی (SVPWM) استفاده نموده است و با تغییر سیگنال های کلیدزنی در ناحیه های خطادار، بردار فضایی دیگری را جایگزین بردار فضایی مطلوب نموده تا از ایجاد بردار فضایی نامطلوب براثر خطا کلید باز جلوگیری شود. مزیت اصلی روش پیشنهادی این است که بدون افزودن پایه، کلید یا تریاک (TRIAC)، به مدار مبدل و همچنین بدون نیاز به محاسبات پیچیده، خطاهای کلید باز مبدل را تحمل نموده و مقدار اضافه جریان و مقدار اعوجاج هارمونیک کل (THD) ناشی از این خطاها را در فازهای سالم و خطادار کاهش داده است. در نهایت روش پیشنهادی تحمل خطا با شبیه سازی در محیط سیمولینک نرم افزار متلب ارزیابی شده و نتایج حاصل از این شبیه سازی جهت تایید اثر بخشی آن ارایه شده است.

    کلیدواژگان: تحمل خطا، توربین بادی، خطای کلید باز چندگانه، مبدل شش فاز، مدولاسیون پهنای پالس بردار فضایی
  • محمدهادی کریمی، مهدی احسان*، فرامرز فقیهی صفحات 91-108
    قابلیت اطمینان سیستم انتقال یک موضوع مهم در مسیله برنامه ریزی توسعه شبکه انتقال(TNEP) است. اکثر مقالات و تحقیقات در مورد TNEP از معیار امنیت N-1 برای فرمول بندی قابلیت اطمینان سیستم انتقال استفاده می کنند، در حالی که تعداد کمی از آنها شاخص بارزدایی (LS) برای برآورده کردن قابلیت اطمینان مورد نیاز مصرف کنندگان را در نظر گرفته اند. بنابراین، یک ارزیابی اقتصادی برای روشن شدن اینکه کدام یک از این معیارهای قابلیت اطمینان برای مطالعات برنامه ریزی توسعه انتقال مناسب تر است، ضروری است. در این مقاله سعی شده است این شاخص های قابلیت اطمینان با یکدیگر مقایسه شده و نشان داده شود که کدام یک از آنها برای برنامه ریزی توسعه یک سیستم انتقال اقتصادی تر هستند. هدف این است که بین هزینه های توسعه خطوط انتقال و پست ها، تلفات شبکه و قابلیت اطمینان سیستم با در نظر گرفتن هزینه های نگهداری و تعمیر و همچنین هزینه جایگزینی خطوط فرسوده، مصالحه ایجاد شود. برای فرمول بندی قابلیت اطمینان شبکه، ابتدا معیار امنیت قطعی N-1 به کار گرفته شده و نتایج مورد بحث قرار گرفته است، سپس معیار N-1 با شاخص قابلیت اطمینان احتمالی بارزدایی در فرمول TNEP جایگزین شد و نتایج با نتایج مدل اول مقایسه شده است. هر دو مدل TNEP روی شبکه 6 باس معروف Garver و سیستم تست 24 باس IEEE RTS تست شده اند.
    کلیدواژگان: الگوریتم ژنتیک، برنامه ریزی توسعه شبکه انتقال، قابلیت اطمینان، معیار n-k
  • مسعود خزاعی فدافن*، ناصر مهرشاد، سید محمد رضوی صفحات 109-120
    در این مطالعه، الگوریتمی موثر و کارآمد برای تشخیص نقشه برجستگی تصویر بر اساس مدل سازی پاسخ سریع سیستم بینایی انسان به تغییرات شدت روشنایی، بافت و رنگ ارایه شده است. برخی موارد مانند الهام گرفتن از عملکرد سیستم بینایی انسان، عدم نیاز به آموزش، کاهش تعداد رنگ، کاهش کانال های رنگی و استفاده صحیح از حداقل اطلاعات بافت در االگوریتم باعث افزایش کارایی آن شده است. در روش پیشنهادی در مرحله اول، با توجه به حساسیت سیستم بینایی انسان به سیگنال های با کنتراست بالاتر، فقط کانال با کنتراست بالاتر برای استخراج نقشه برجستگی رنگ استفاده و سپس با استفاده از مولفه شدت روشنایی در فضای رنگ Lab و با استفاده از مدل محاسباتی سلول ساده کورتکس بینایی نقشه برجستگی شدت روشنایی و نقشه برجستگی بافت استخراج می شوند. در نهایت، با ترکیب نقشه های برجستگی رنگ، شدت روشنایی و بافت، نقشه برجستگی به دست می آید. روش پیشنهادی و روش های موجود برروی پایگاه داده های MSRA10K و ECSSD آزمایش شده است. نتایج پیاده سازی ها نشان می دهد که الگوریتم ترکیبی پیشنهادی برای تشخیص نقشه برجستگی با استفاده از ویژگی های رنگ و بافت غالب، در پایگاه داده ECSSD به ترتیب دارای میانگین خطای مطلق، امتیاز معیار F و سطح زیر منحنی ROC ، 173/0 ، 789/0 و 891/0 و در پایگاه داده MSRA10K به ترتیب 178/0، 790/0 و 919/0 است که در مقایسه با سایر مدل ها بیانگر عملکرد بهتر روش پیشنهادی نسبت  به سایر روش ها است.
    کلیدواژگان: استخراج ویژگی، سیستم بینایی انسان، مدل محاسباتی سلول ساده نقشه برجستگی
  • هومن مریدویسی، فربد رزازی*، محمدعلی پورمینا، مسعود دوستی صفحات 121-134
    الگوریتم ردیابی یادگیری تشخیص (TLD) سنتی، نسبت به چالش هایی همچون تغییرات روشنایی، کلاترها و نرخ قاب پایین بسیار حساس بوده و باعث خطا در ردیابی هدف می گردد. در راستای غلبه بر این مشکلات و بهبود مقاومت الگوریتم، معماری الگوریتم ردیابی یادگیری تشخیص با ترکیب الگوریتم انتقال متوسط و الگوریتم یادگیری نیمه نظارتی هم یادگیری، بهبود داده شده است. این ساختار در شرایط نرخ قاب پایین نتایج بهتری را نتیجه می دهد و مقاومت و دقت الگوریتم را نسبت به الگوریتم سنتی ردیابی یادگیری تشخیص افزایش می دهد. زیرا الگوریتم ردیابی انتقال متوسط نسبت به چرخش، موانع جزیی، تغییرات اندازه مقاوم بوده و به سادگی اجرا شده و به محاسبات کمی نیاز دارد. از طرف دیگر الگوریتم یادگیری نیمه نظارتی هم یادگیری با دو طبقه بند مستقل می تواند تغییرات ویژگی های هدف را به خوبی آموزش ببیند. بنابراین، ساختار توسعه داده شده می تواند مشکل گم کردن هدف را در شرایط وجود همزمان نرخ قاب پایین و چالش های دیگر حل نماید. نهایتا، ارزیابی مقایسه ای روش پیشنهادی با الگوریتم های معروف ردیابی بر روی سناریوهای مختلف از پایگاه داده مشهور TB-100، حاکی از عملکرد برتر روش پیشنهادی در مقایسه با سایر روش ها از لحاظ مقاومت و پایداری است. نهایتا ساختار پیشنهادی بر اساس معماری ردیابی یادگیری تشخیص در ویدیوهایی با چالش های مختلف ذکر شده به طور متوسط حدود 33 درصد نتایج را نسبت به الگوریتم سنتی ردیابی یادگیری تشخیص بهبود خواهد بخشید.
    کلیدواژگان: ردیابی هدف، الگوریتم انتقال متوسط، الگوریتم ردیابی یادگیری تشخیص، الگوریتم یادگیری ماشین، نرخ قاب پایین
  • محمدرضا سپهری، محمدامین هنرور* صفحات 135-146
    در این مقاله بهبود الگوی تشعشعی و خواص چند بانده آنتن فراکتال ذوزنقه ای با لایه های خود مکمل، مورد بررسی قرار گرفته است. تغذیه آنتن توسط خط مایکرواستریپ و با دو زیر لایه، برای افزایش پهنای باند و بهبود پترن تشعشعی ایجاد شده است. طبقه بندی دو لایه مکمل باعث اثرات مثبت در فرکانس تشدید و بهبود پترن تشعشعی شده است. این آنتن بازدهی، پهنای باند و الگوی تشعشی مناسبی، در فرکانسهای تشدید طراحی شده ایجاد کرده است. شش فرکانس تشدید با افت برگشتی کمتر از 15 دسیبل (S11 کمتر از 15- دسیبل) در محدوده فرکانسی 5/0 تا 4 گیگاهرتز به دست آمده است. نتایج حاصل از اندازه گیری صحت نتایج به دست آمده از شبیه سازی را به وضوح تایید می کند.
    کلیدواژگان: آنتن، تکنولوژی میکرواستریپ، فراکتال ذوزنقه ای، لایه مکمل
  • سید حسین کیهمایون، مهدی آمون* صفحات 147-157
    برای پیاده سازی شمارنده های فرکانس بالا از روش های مبتنی بر تراشه های ASIC و یا مبتنی بر پردازنده ها استفاده می شود. هر کدام از این روش ها در قالب یک معماری پیاده سازی می شوند. با توجه به مزایا و معایب هر کدام از این روش ها و معماری-ها و همچنین نوع کاربرد شمارنده، روش و معماری مناسب انتخاب می شود. در این مقاله، با استفاده از معماری کلاک های دارای اختلاف فاز، شمارنده ای با فرکانس GHz 2 (تفکیک پذیری ps 500) بر روی تراشه ی ارزان قیمت XC6SLX9-2FTG256C از خانواده ی Spartan6 پیاده سازی شده است. از آنجا که منابع سخت افزاری موجود در تراشه ی یادشده برای پیاده سازی این طرح کافی نیست و همچنین تاخیرهای ذاتی منابع سخت افزاری داخل تراشه در حد چند نانوثانیه است. دستیابی به دقت یادشده اهمیت زیادی دارد و معماری استفاده شده نیز باید بهینه سازی شود. برای دستیابی به دقت یاد شده، لازم است شمارنده هایی با فرکانس کلاک بالا، لرزش و کجی کم و بدون وابستگی به زمان های نگهداشت و تنظیم، طراحی و پیاده سازی شوند. همچنین برای جبران کمبود منابع سخت افزاری مورد نیاز جهت پیاده سازی مسیرهای روتینگ کلاک، از منابع سخت افزاری جایگزین استفاده شده است.
    کلیدواژگان: آرایه-دریچه برنامه پذیر میدانی ارزان قیمت، پالس های ساعت دارای اختلاف فاز، دقت اندازه گیری، مبدل زمان به دیجیتال
|
  • Davoud Abootorabi Zarchi *, Hossein Abootorabi Zarchi, Hamidreza Mosaddegh Hesar, Mohammad Ali Salahmanesh Pages 1-16
    The brushless doubly fed induction generator (BDFIG) is one of the main members of doubly fed electrical generators which has come close to commercialization in recent years. This generator has some of outstanding features of squirrel cage induction generator and conventional synchronous generator, and at the same time, it requires a partially rated converter. One of the major challenges in the evolution of this generator is the problem of controlling it and the necessity of having a suitable and efficient controller to stabilize the generator in the operating speed range. Therefore, in this paper, a comprehensive vector control scheme based on nonlinear control methods is proposed. Accordingly, a reference model controller fulfills the control of rotor speed. In addition, for simultaneous control of reactive power and torque, a combined approach based on sliding mode and PI controllers are used. The simulation results show in presence of the mentioned control structure, the dynamic response of system in different conditions such as change of mechanical input power and reference speed variation is much more appropriate than when a linear controller is used.
    Keywords: brushless doubly fed induction generator, Model Reference Adaptive System, sliding mode, PI combined controller, speed, reactive power control
  • Hassan Fayazi, Majid Moazzami *, Bahador Fani, Ghazanfar Shahgholian Pages 17-30

    With the addition of distributed generation resources to the structure of distribution networks, at the time of the fault, the amount and direction of flow through the main and backup protections changes and disrupts the coordination between them. Synchronous generator-based sources, meanwhile, are more sensitive to error fixing times and their stability may be compromised. Since the troubleshooting time depends on the performance of the protection system, this paper proposes the most suitable protection combination for systems with synchronous generators by examining the types of combinations for protection elements (relay-relay, relay-recloser and recloser-fuse). Slowly On the other hand, this paper presents a solution by which, while maintaining the stability of the first oscillation of synchronous generators in the distribution network, the coordination between the main protection and the backup in the event of an error and in the presence of these sources can be maintained. There is no need to change or redesign the protection system in this solution. The proposed method, by activating the instantaneous characteristic along with the characteristic curve of the relay in the system, was able to establish coordination between the protections and transient stability of the synchronous generators in the distribution system for a penetration coefficient of 0 to 100%. The results of the implementation of the proposed method on the standard 33-bus IEEE test system in the ETAP software environment confirm its capability.

    Keywords: Coordination of protection equipment, Distribution system, Microgrid, stability of synchronous generator
  • Fardin Niazvand, Saeed Kharrati *, Farshad Khosravi, Abdollah Rastgou Pages 31-58

    This paper presents energy and load management by using a scenario-based assessment strategy for the optimal scheduling of a proposed hub by considering uncertain parameters (electricity price and wind turbine output power). Carbon capture utilization and storage (CCUS) technology and demand response programs (DRP), especially the time of use (TOU) program are investigated. Carbon technology helps to overcome pollution issues, on the one hand, and earn revenue for the power system, on the other hand. Also, the demand response programs help to reduce costs and pollution, make the load curve flatter, increase the reliability and power quality of the network. The proposed energy hub consists of various renewable and non-renewable distributed energy resources, as well different planning horizons, include deterministic and robust ones. The presented hub consists of diverse energy sectors like electricity, heat, cooling, gas, and water at the input and output sections. The problem is then modeled as a MILP and solved using the CPLEX solver in GAMS software. Epsilon constraint method with the fuzzy satisfying approach is used to obtain and select the best solution. The final results show that the cost and the pollution in the robust planning experience the increment by about 12.3% and 1.9% respectively in comparison to deterministic, as well, demand response programs and CCUS technology are had a significant impact on the objective functions. In addition, the load curve has become flatter and the reward by using a carbon system is obtained for the hub.

    Keywords: Carbon capture storage systems, Distributed Energy Resources, Demand Response Programs, Hub energy management, Load control, Multi-objective planning, Deterministic-robust planning
  • Meysam Saeedirad, Esmaeel Rokrok *, Mahmoud Joorabian Pages 59-74
    Proper management of electrical energy in the electricity distribution network is one of the main issues of network operation that high impact of reducing operating costs, reducing network losses, increasing the quality of updates, increasing customer satisfaction and etc. can have achieving these goals is possible when the elements of the distribution network act in coordination and awareness of each other. This paper considers this awareness among home subscribers, car charging parking lots and the network operating company has been taken and its benefits have been explored. A two-stage model of energy management in the distribution network is presented. The first stage is related to home energy management in the presence or absence of a load response program, taking into account tastes. Subscribers' personalization is done to bring the results closer to the real world then based on the information sent from these subscribers and determining the residential load profile of the network, electric car charging parking operators to manage according to their limitations electric vehicle to improve both charging costs and network operation parameters. Unlike traditional charging methods, in this method does not require a full charge of car batteries and only the final limit of the battery charge level in terms of energy required for drivers' future trips will be determined, and charging operations will be performed using the discrete charge rate. The results of a review of various case studies applied to a 37-bus distribution network shows that the proposed method has a high capability. In providing customer satisfaction, improving network operation parameters and reducing charging costs and meeting the needs of car drivers will had. This method can pave the way for expanding the level of vehicle penetration in distribution networks and the benefits of the load response program and smart charging maximizes productivity.
    Keywords: distribution network operation, electric car charge management, energy electrical, home energy management
  • Rouhollah Bolbolnia *, Karim Abbaszadeh Pages 75-90

    Due to the rapid growth of wind energy and its significant effect on the power grid, fault-tolerant in wind turbines is considered crucial to increase their reliability and availability levels. This paper presents a fault-tolerant technique for multiple open-switch faults in a six-phase AC-DC converter as the most vulnerable components of the wind turbine system. The proposed fault-tolerant technique uses the redundancy mode of six-phase space vectors in space vector pulse width modulation (SVPWM) and changes the switching signals in fault sectors, replacing the desired space vector with another space vector to avoid creating an undesired space vector. The main advantage of this technique is that, without adding any legs, switches, or triode for alternating currents (TRIAC) to the converter circuit, and without the need for complex calculations, the open switch faults are tolerated and the value of overcurrent and total harmonic distortion (THD) caused by the open switch faults on the healthy and faulty phases are reduced. Finally, the proposed fault-tolerant technique is evaluated by MATLAB simulation and the results of this simulation show its effectiveness.

    Keywords: Fault-tolerant, multiple open-switch fault, six-phase converter, space vector pulse width modulation, Wind turbine
  • Mohammadhadi Karimi, Mehdi Ehsan *, Faramarz Faghihi Pages 91-108
    Transmission system reliability is an important issue in transmission network expansion planning (TNEP). Most of papers and research about TNEP employed N–1 safe criterion to formulate the transmission reliability, while a few of them have considered load shedding (LS) index to meet the required reliability of consumers for electric demand. Thus, an economic evaluation is necessary to clear which of these reliability criteria is more appropriate for transmission expansion planning studies. This paper tries to compare these reliability indices to each other and show that which of them are more economic and better for expansion planning of a transmission system. The aim is to compromise between transmission lines and substations expansion cost, network losses, and system reliability considering maintenance and repair expenses as well as replacement cost of timeworn lines. To formulate the network reliability, first deterministic reliability criterion of N–1 was employed and embedded in the problem formulation and results were discussed, then N–1 criterion was replaced by probabilistic reliability index of load shedding in TNEP formulation and the results were compared with results of first model. Both of TNEP models are tested on well known as Garver’s 6-bus network and IEEE reliability 24-bus test system (IEEE RTS).
    Keywords: load shedding, N&ndash, 1 safe criterion, TNEP, transmission system reliability
  • Masoud Khazaee Fadafen *, Naser Mehrshad, Seyyed Mohammad Razavi Pages 109-120
    In this study, an effective and efficient algorithm for detection a saliency map is presented based on the modeling of the rapid response of the human visual system to changes in the intensity, texture and color. Some cases such as inspiration from performance of human visual system, requiring no training, reduce number of image colors, reduce color channels and Proper use of the least texture information in this algorithm have increased its efficiency. In the proposed method in the first step , Due to sensitivity of the human visual system to higher contrast signals, only higher contrast channel has been used to extract the color saliency map, Then the intensity saliency map as well as the texture saliency map are extracted using the intensity component in lab color space using Simple cell computational model of the visual cortex and finally, with the perfect combination of the saliency maps of the color, the intensity, and the texture, object saliency map is obtained. The proposed method and existing methods have been tested on MSRA10K and ECSSD databases. The results of the implementations show that the proposed hybrid algorithm for the detection saliency map using the dominant color and texture features, On the ECSSD database, the mean absolute error, F-measure score and the area under the ROC curve are 0.173, 0.789 and 0.891, respectively, and on the MSRA10K database are 0.178, 0.790 and 0.919, respectively, compared to other models, it indicates better performance of the proposed method than other methods.
    Keywords: computational model of simple cell, Feature extraction, Human visual system, Saliency Map
  • Hooman Moridvaisi, Farbod Razzazi *, Mohammad Ali Pourmina, Massoud Dousti Pages 121-134
    The conventional Tracking-Learning-Detection (TLD) algorithm is sensitive to illumination change and clutter and low frame rate and results in drift even missing. To overcome these shortcomings and increase robustness, by improving the TLD structure via integrating mean-shift and co-training learning can be achieved better results undergo low frame rate (LFR) condition and the robustness and accuracy tracking of the TLD structure increases. Because of, the Mean-Shift tracking algorithm is robust to rotation, partial occlusion and scale changing and it is simple to implement and takes less computational time. On the other, the co-training learning algorithm with two independent classifiers can learn changes of the target features in during the online tracking process. Therefore, the extended structure can solve the problem of lost object tracking in LFR videos and other challenges simultaneously. Finally, comparative evaluations of the proposed method to other top state-of-the-art tracking algorithms under the various scenarios from the TB-100 known dataset, demonstrate the superior performance of the proposed algorithm compared to other tracking algorithms in terms of tracking robustness and stability performance. Finally, the proposed structure based on the TLD architecture, in scenarios with the various challenges mentioned, will improve on average about 33% of the results, compared to the traditional TLD algorithm.
    Keywords: Low frame rate, Machine learning algorithm, Mean-Shift algorithm, target tracking, Tracking learning detection
  • Mohammadreza Sepehri, Mohammad Amin Honarvar * Pages 135-146
    In this paper, the improvement of the radiation pattern and the properties of multi-band trapezoidal fractal antenna with self-complementary layers have been investigated. The antenna is excited by a microstrip feed-line with two sub-layers to increase bandwidth and improve the radiation pattern. The dual-layered complementary arrangement has had positive effects on the resonance frequencies and improved the properties of the radiation patterns. This antenna offers a good efficiency, suitable bandwidth, and radiated pattern in a designed resonance frequency. Six bands (S11<-15 dB), with center frequencies of f1=0.9 GHz, f2=1.57 GHz, f3=1.85 GHz, f4=2.15 GHz, f5=2.5 GHz and f6=3.5 GHz are obtained within the band of (0.5-4) GHz. This antenna offers good efficiency which changes from 70% to 95%. The measurement results clearly confirm the simulation results
    Keywords: antenna, microstrip technology, trapezoidal fractal, complementary layer
  • Sayyed Hossein Keyhomayoon, Mehdi Amoon * Pages 147-157
    In this paper, a 2 GHz counter is implemented on a low-cost XC6SLX9-2FTG256C field-programmable gate array (FPGA) chip from the Spartan6 family with a 500 ps resolution. Since the hardware resources contained in this chip are not sufficient to implement this design, and also the inherent delays of the hardware resources inside the chip are about few nanoseconds, achieving this accuracy is very important. The architecture used in this research is based on the phase difference clocks that has been implemented after optimization. To achieve this accuracy, it is necessary to design and implement counters with high clock frequency, low jitter and low skew, without dependence on hold time and setup time. Alternative hardware resources have also been used to compensate for the lack of hardware resources required to implement routing clocks.
    Keywords: field-programmable gate array based time-to-digital convertor, Low cost FPGA, Measurement accuracy, Phased Clocks