فهرست مطالب

عصر برق - پیاپی 18 (زمستان 1401)

نشریه عصر برق
پیاپی 18 (زمستان 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/12/10
  • تعداد عناوین: 10
|
  • یادداشت مدیرمسئول
  • صفحات 3-5
  • سمیه تاران*، نسیبه علیپورراد، کورش رکنی، امید شکوفا، حسین صفری صفحات 6-15

    تداوم زندگی مدرن بشر امروزی به تامین مطمین انرژی الکتریکی وابسته است به طوری که هر وقفه در تامین آن به سبب ایجاد اختلالات مختلف از جمله اختلال در شبکه های برق می تواند چنین زندگی را به خطر انداخته و آسیب های فروان اقتصادی، اجتماعی و حتی جانی بر جای بگذارد. بررسی این پدیده های اختلالی الکتریکی پس از حادثه ای که در شمال کانادا در مارس 1989 رخ داد، مورد توجه ویژه قرار گرفت. بدین منظور تقاضا برای مطالعه دقیق آسیب پذیری شبکه قدرت و تجهیزات گران قیمت در برابر طوفان های مغناطیسی با آگاهی از اثرات منفی آن در سراسر دنیا گسترش یافته است. نتایج مطالعه های انجام گرفته در کشورهای مختلف حاکی از آن است که آسیب پذیری شبکه قدرت در برابر طوفان های ژیومغناطیسی (بیشتر با منشا خورشیدی) علاوه بر تغییرات زمانی مولفه افقی میدان ژیومغناطیسی به ساختار شبکه قدرت و مقاومت الکتریکی زمین نیز بستگی مستقیم دارد. قابل ذکر است، مطالعات کمی و کیفی در سال های اخیر نشان داد که عرض های جغرافیایی بالا (کانادا، روسیه، سوید و غیره) در نزدیکی قطبین زمین و عرض های میانی (ژاپن، چین، برزیل و غیره) تحت تاثیر طوفان های ژیومغناطیسی قرار دارند. در اینجا موارد مهم ثبت شده از اختلالات ژیومغناطیسی میدان مغناطیسی با منشا خورشیدی و تاثیر های آن بر زیرساخت شبکه های برق قدرت آورده شده است. همچنین به برخی از راهکارهای کاهش خسارت در زیرساخت شبکه قدرت پرداخته شده است.

    کلیدواژگان: اختلالات ژئومغناطیسی، جریان القایی ژئومغناطیسی، شبکه قدرت
  • جواد مدرسی*، عباداله کامیاب صفحات 16-21

    وقوع تشدید در خطوط انتقال می تواند باعث ایجاد اضافه ولتاژهای نامتعارف شده و تجهیزات را در معرض خطر قرار دهد. یکی از شرایطی که می تواند منجر به ایجاد تشدید در خطوط انتقال شود، وصل نامتقارن (تک فاز و دوفاز) در خطوط انتقال جبران سازی شده با راکتور موازی است. وصل نامتقارن خط می تواند ناشی از عدم عملکرد فازهای کلید، فعال بودن ریکلوزر تک فاز و یا وجود سوییچ سنکرون در خط باشد. در این مقاله، امکان سنجی وقوع تشدید در خط kV 400 ابوطالب- تربت جام با استفاده از نرم افزار EMTP-RV مورد بررسی قرار میگیرد. با توجه به نتایج بدست آمده در حالت وصل نامتقارن (تک فاز و دوفاز) خط ابوطالب-تربت جام، تشدید در فرکانس قدرت اتفاق نمی افتد. اما این خط دارای فرکانس تشدید در محدوده ی هارمونیک ها است. برای بررسی تاثیر هارمونیک ها، مطالعات هارمونیکی انجام گرفته و نشان داده می شود که هارمونیک ها نمی توانند اضافه ولتاژهای نامتعارف در این خط ایجاد نمایند.

    کلیدواژگان: تشدید، خط انتقال، راکتور موازی، وصل نامتقارن
  • محمد حسن همت پور* صفحات 22-30

    باتوجه به رشد چشمگیر بار در صنعت برق و همچنین نفوذ بالای توربین های بادی (WTs) در سیستم های قدرت، مساله برنامه ریزی تولید واحدها (UC) به یک مساله حیاتی تبدیل شده است. UC مساله برنامه ریزی تولید واحدها، زمان روشن و خاموش شدن واحدها و نحوه ی توزیع بار بین واحدهای روشن را طوری تعیین می کند که هزینه کمینه شود؛ از این رو محور اصلی این مقاله، شامل دو سناریو که بررسی برنامه ریزی تولید واحدها با قیود مختلف از جمله نرخ شیب و ناحیه ممنوعه تولید در حضور و عدم حضور WTs است؛ بنابراین در ابتدا برنامه ریزی تولید واحدها را با در نظرگیری بار ساعت های آتی انجام می شود که این کار باعث افزایش قابلیت اطمینان برنامه ریزی و همچنین کمینه نمودن هزینه ها می شود. در قسمت دوم روشی برای برنامه ریزی تولید واحدها ارایه می شود که در این روش، کمترین زمان خاموشی واحدها نیز در تابع هدف گنجانده شده است، در واقع هزینه های راه اندازی به صورت ساعتی در نظر گرفته شده اند. این روش پیشنهادی الگوی برنامه ریزی تولید را طوری تغییر می دهد که هزینه ها، کاهش می یابند. در نهایت پیاده سازی مساله در دو سناریو با درنظرگرفتن توربین های بادی و عدم حضور توربین های بادی انجام می شود.

    کلیدواژگان: برنامه ریزی تولید، توربین بادی، زمان بندی واحدها، توزیع اقتصادی بار، نرخ شیب واحدها، قیود ناحیه ممنوعه
  • ناصر طاهری*، علی صفایی، صادق بهزادی، فرامرز ابراهیمی صفحات 31-37

    با افزایش نفوذ منابع DG در سیستم های توزیع، عملکرد این سیستم ها از حالت غیرفعال به حالت فعال تغییر کرده و امکان تبادل دو طرفه توان بین شبکه اصلی و شبکه توزیع فراهم شده است. بهره برداری از منابع DG در سیستم توزیع در صورتی دارای مزایای اقتصادی-تکنیکی است که موقعیت نصب و ظرفیت تولیدی آنها که تحت تاثیر حالت کاری (قابلیت DG در تبادل هر دو مولفه توان فعال و واکنشی) و استراتژی کنترلی به کار گرفته شده در مبدل ها است، به صورت بهینه انتخاب شود. در این مقاله روشی برای حل مساله جایابی و تعیین ظرفیت بهینه منابع DG (OPSDG) در شبکه های توزیع ارایه خواهد شد که در آن از مدل تزریق جریان بار برای مدل سازی DG ها استفاده شده و حالت کاری منابع نیز لحاظ می گردد. این مدل، تاثیر استراتژی کنترلی مبدل ها بر حل مساله را به کمترین مقدار ممکن می رساند. در روش مورد بحث این مقاله تابع هدف، ترکیبی وزن دار از شاخص های نمایه ولتاژ و کاهش تلفات توان است. برای بهینه سازی تابع هدف، الگوریتم ترکیبی حرکت ذرات تصحیح شده ارایه می شود. تصحیح الگوریتم از طریق بکارگیری عملگرهای ترکیب و جهش دینامیکی برای مجموعه ذرات انجام خواهد شد. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که تحت استراتژی ارایه شده این مقاله، نمایه ولتاژ و تلفات توان اکتیو در حالت بهینه قرار خواهند داشت.

    کلیدواژگان: جایابی و تعیین ظرفیت بهینه، تولید پراکنده، الگوریتم حرکت جمعی ذرات تصحیح شده
  • صفحات 38-39
  • وهاب امینی آذر*، رسول فرحی صفحات 40-53

    رشد چشم گیر بیماری کلیوی، اثرات و عوارض آنها و هزینه هایی که بر جامعه وارد می شود، باعث شده است که جامعه پزشکی به دنبال برنامه هایی برای پیش بینی و تشخیص زودهنگام این بیماری باشند. در سال های اخیر استفاده از تکنیک های داده کاوی در حوزه پزشکی از اهمیت بالایی برخوردار شده است. هدف از این مقاله مروری بر روش های  مبتنی بر تکنیک های داده کاوی به منظور پیش بینی بیماری های  مزمن کلیوی می باشد. در این مقاله قصد بر آن بوده تا جامعی از بیمارهای مزمن کلیوی، روش های تشخیص در حوزه پزشکی را گردآوری و بررسی نمود. بدین جهت در ابتدا بیمارهای مزمن کلیوی بررسی شده و پیرو این بررسی به بحث و تحلیل حوزه تشخیص زود هنگام این بیماری ها خواهیم پرداخت. در ادامه انواع الگوریتم های داده کاوی در تشخیص بیماری های مزمن کلیوی را معرفی خواهیم کرد. پس از آن به بحث در ارتباط با روش های تشخیص و پیش بینی بیمارهای مزمن کلیوی خواهیم پرداخت و این روش ها را از نظر اهداف، محدودیت ها و قابلیت ها نقد و بررسی خواهیم کرد. در این مقاله برای پیش بینی بیماری نارسایی کلیه دیدگاه های مختلف که عبارتند از: انتخاب ویژگی، روش طبقه بندی، ابزارهای استفاده شده، مورد بررسی قرار می گیرند، که با تحلیل الگوریتم های طبقه بندی نشان می دهیم استفاده از الگوریتم جنگل تصادفی، الگوریتم k-  نزدیک ترین همسایه  و الگوریتم بردار پشتیبان  به همراه روش های انتخاب ویژگی می توانند نقش موثری در پیش بینی بیماری نارسایی کلیه داشته باشند. همچنین  نتایج گویای این است که که پایگاه داده UCI و ابزار  MATLAB بیشترین کاربرد را در تشخیص و پیش بینی بیماری های مزمن کلیوی دارند.

    کلیدواژگان: نارسایی های مزمن کلیوی، تشخیص و پیش بینی بیماری، داده کاوی
  • امین رحمانی*، محمد حسین حسینی صفحات 54-61

    یکی از روش های پرکاربرد جهت بهره برداری از انرژی باد استفاده از توربین های بادی می باشد، این توربین ها برای تولید برق از ماشین های الکتریکی مختلفی استفاده می کنند که در میان این ماشین ها، ژنراتور القایی دو سو تغذیه به دلیل مزایایی که دارد سهم بیشتری را به خود اختصاص داده است. در این مقاله یک روش کنترل مستقیم توان مبتنی بر کنترل کننده فازی برای توربین های بادی مجهز به ژنراتور DFIG  ارایه شده است. در این روش ولتاژهای مورد نیاز مبدل سمت روتور به طور مستقیم براساس کنترل کننده فازی، ولتاژ استاتور، سرعت روتور و برخی پارامترهای ماشین محاسبه می شود. از طرفی مدولاتور PWM جایگزین مقایسه کننده های هیسترزیس شده است. در این روش ارایه شده فرکانس سوییچینگ ثابت است. شبیه سازی های صورت گرفته برای روش ارایه شده در شرایط ثابت و گذار انجام گرفته است.

    کلیدواژگان: انرژی باد، توربین بادی، ژنراتور القایی دوسو تغذیه، کنترل مستقیم گشتاور، کنترل مستقیم توان
  • بهنام قندی*، وحید محتشمی، محمد سعید ماجدی، رضا عطاری صفحات 62-72

    امروزه تصویربرداری مایکروویو به عنوان فناوری نوظهور در تشخیص و مشخصه یابی اهداف در زمینه های زیادی از جمله عمرانی، صنعتی، زمین شناسی و پزشکی نقش مهمی را ایفا می کند. در این گزارش با تاکید بر تصویربرداری پزشکی مایکروویو به بررسی و معرفی سیستم های دانشگاهی و تجاری شاخص در زمینه تشخیص سرطان سینه و عارضه های مغزی خواهیم پرداخت. اساس تصویربرداری پزشکی مایکروویو تفاوت در خصوصیات دی الکتریک بافت های مختلف بدن در باند مایکروویو می باشد. در این گزارش 9 گروه پژوهشی شاخص و 5 شرکت تجاری فعال در زمینه تصویربرداری پزشکی مایکروویو را معرفی و مورد بررسی قرار خواهیم داد. نتایج مطالعات بالینی سیستم های یاد شده حاکی از حساسیت و قابلیت اطمینان مطلوب تصویربرداری مایکروویو در تشخیص توده های ناسالم، چه در بافت سینه و چه در سر می باشد.

    کلیدواژگان: تصویربرداری مایکروویو، تشخیص سرطان سینه، تشخیص سکته مغزی
|
  • Somayeh Taran*, Nasibe Alipourrad, Kourosh Rokni, Omid Shekoofa Pages 6-15

    The survival of modern human life today depends on energy security, any interruption, e.g., by solar sources that cause various disruptions in the power grids. Special attention has been widely paid to studying the electrical disturbances following the March 1989 event in northern Canada. For this purpose, various countries started several studies to take the necessary measures to reduce the damage caused by geomagnetic storms in the power network. We carefully know that solar activity was considered the principal source of geomagnetic storms. Coronal mass ejections- the huge bubbles of hot plasma and magnetic fields with a speed of about 200 to 1000 kilometers per hour and solar flares are the most important causes of a geomagnetic storm. If they occur toward the Earth simultaneously, they can affect Earth’s magnetic field and cause significant disturbances in the power grids. The solar activity has 11-year periods, but it is not entirely possible to predict the occurring time of solar events. Temporal variations of these currents cause a geoelectric field and low-frequency quasi-static geomagnetically induced currents (GIC) in power grid equipment. Studies in different geographical locations show that the magnitude of geomagnetic induction current (GIC) is directly related to the temporal changes of the disturbing magnetic field and especially to its horizontal component.
    Transformers are one of the most effective equipment in a geomagnetic disturbance. In high latitudes, damages to power transformers have been reported in which geomagnetic changes during hurricane times have been very rapid and large (greater than 1000 nT), and hence GICs as large as or greater than 100 amps flow at the end of the storm in the winding. Usually, the geomagnetic disturbances are not strong at low latitudes, so much smaller GICs are reported there. However, the flow of GICs and their effects on power transformers are complex processes, and careful evaluation is required even in such low latitude regions. The strategies used against geomagnetic disturbances highly depend on geographical areas.
    Countries that have already experienced the harmful effects of geomagnetic disturbances perform better in an event. Researchers in Russia, Japan, and Brazil proposed algorithms usable in all power grids and any geographical location. Testing the algorithms on the power grids in the mentioned countries confirmed that the magnitude of GICs and their possible harmful effects also depend on the power network topology, resistors, and other engineering details of the power system.
    This article reviewed the impressive factors causing geomagnetic disturbances via solar activity and their effects on the power grids. In the logical next step, we will focus on finding the possible hazards in the Iranian bulk power network as linked with several neighboring countries by analyzing the related data.

    Keywords: Geomagnetic disturbances, Geomagnetic induced current, Power grid
  • Javad Modarresi*, Ebadollah Kamyab Pages 16-21

    Resonance in transmission lines can cause unusual over-voltages and put the equipment at risk. One of conditions that can lead to resonance in transmission lines is the asymmetrical connection (single-phase and two-phase) of transmission lines compensated by shunt reactor. The asymmetrical connection of the line can be caused by the failure of the circuit breaker, activation of the single-phase recloser, or the presence of switchsync relay. In this paper, the feasibility of resonance in the 400 kV Abu Talib-Torbat Jam transmission line is investigated using EMTP-RV software. According to the results, in the case of asymmetrical connection (single-phase and two-phase) of the Abu Talib-Torbat Jam transmission line, resonance does not occur in the power frequency. But this line has a resonant frequency in the range of harmonics. In order to investigate the effect of harmonics, harmonic studies have been conducted and it is shown that harmonics cannot cause unusual over-voltages in this line.

    Keywords: Resonance, Transmission line, Shunt reactor, Asymmetrical connection
  • Mohammad Hassan Hemmatpour* Pages 22-30

    Due to the significant growth of load in the power industry as well as the high penetration of wind turbines (WTs) in power systems, the issue of unit generation (UC) planning has become a critical issue. UC determines the problem of planning the production of units, the time when units are turned on and off, and how to distribute the load between the units that are turned on so that the cost is minimized; Therefore, the main focus of this article includes two scenarios that examine the production planning of units with different constraints, including the slope rate and the production prohibited area in the presence and absence of WTs; Therefore, at first, the production planning of the units is done by considering the load of future hours, which increases the reliability of the planning and also minimizes the costs. In the second part, a method for planning the production of units is presented, in this method, the minimum shutdown time of the units is also included in the objective function, in fact, the start-up costs are considered hourly. This proposed method changes the production planning pattern so that the costs are reduced. Finally, the implementation of the problem is done in two scenarios considering wind turbines and the absence of wind turbines.

    Keywords: Unit commitment, wind turbine, unit scheduling, economic dispatch, unit slope rate, prohibited zones
  • Naser Taheri*, Ali Safaee, Sadegh Behzadi, Faramarz Ebrahimi Pages 31-37

    With the increasing penetration of DG resources in distribution systems, the performance of these systems has changed from passive to active mode and the possibility of two-way power exchange between the main network and the distribution network has been provided. The use of DG resources in the distribution system has economic-technical advantages if their installation location and production capacity, which are influenced by the working mode (the ability of DG to exchange both active and reactive power components) and the control strategy used in the converters, be optimaly selected. In this article, a method will be presented to solve the placement problem and determine the optimal capacity of DG resources (OPSDG) in distribution networks, in which the load flow injection model is used to model DGs and the working state of the resources is also considered. This model minimizes the influence of the control strategy of converters on solving the problem. In the method discussed in this article, the objective function is a weighted combination of voltage profile indicators and power loss reduction. To optimize the objective function, the enhanced algorithm of particel swarm optimization algorithm is presented. The enhancement of the algorithm will be done through the use of crossover and dynamic mutation operators for the set of particles. The simulation results show that under the strategy presented in this article, the voltage profile and active power losses will be in the optimal state.

    Keywords: DG optimal allocation, sizing, Distributed generation, Enhanced particle swarm optimizations
  • Wahab Aminiazar*, Rasoul Farahi Pages 40-53

    The significant growth of kidney disease, its effects and complications, and the costs that are imposed on the society, have caused the medical community to look for programs to predict and diagnose this disease early. In recent years, the use of data mining techniques in the field of medicine has gained great importance. The purpose of this article is to review methods based on data mining techniques in order to predict chronic kidney diseases. In this article, it is intended to collect and review a comprehensive review of chronic kidney disease, diagnosis methods in the field of medicine.  In this paper, chronic kidney diseases were examined first, and following this examination, we will discuss and analyze the field of early diagnosis of these diseases. In the following, we will introduce various data-mining algorithms in the diagnosis of chronic kidney diseases. After that, we will discuss the methods of diagnosing and predicting chronic kidney diseases, and we will review these methods in terms of their goals, limitations, and capabilities. In this article, in order to predict the failure disease, all the different points of view, which are: feature selection, classification method, used tools, are examined, which we show by analyzing the classification algorithms. The use of random forest algorithm, k-nearest neighbor algorithm and support vector algorithm along with feature selection methods can play an effective role in predicting kidney failure disease. Also, the results show that the UCI database and MATLAB tool are the most useful in diagnosing and predicting chronic kidney diseases.

    Keywords: Chronic kidney failure, disease diagnosis, prediction, data mining
  • Amin Rahmani*, Mohammad Hossein Hosseini Pages 54-61

    One of the most used methods for exploiting wind energy is the use of wind turbines, these turbines are used to generate electricity. They use different electric machines, and among these machines, the two-way induction generator has a greater share due to its advantages.In this article, a direct power control method based on fuzzy controller for wind turbines equipped with DFIG generators is presented.In this method, the required voltages of the converter on the rotor side are calculated directly based on the phase controller, stator voltage, rotor speed and some machine parameters.
    On the other hand, PWM modulator has replaced hysteresis comparators. In this presented method, the switching frequency is fixed. The simulations for the presented method have been done in steady and transient conditions

    Keywords: Wind energy, wind turbine, Bi-fed induction generator, direct torque control, Direct power control
  • Behnam Gandi*, Vahid Mohtashami, Mohammad Saeed Majedi, Reza Attari Pages 62-72

    Nowadays, microwave imaging, as an emerging technology, plays an important role in the detection and characterization of targets in many fields, including civil engineering, industry, geology, and medicine. In this paper, with an emphasis on microwave medical imaging, we will review and introduce leading academic and commercial systems in the field of breast cancer diagnosis and brain complications. The basis of microwave medical imaging is the difference in the dielectric properties of different body tissues in the microwave band. In this paper, we will introduce and examine 9 prominent research groups and 5 commercial companies active in the field of microwave medical imaging. The results of clinical studies of the mentioned systems indicate the optimal sensitivity and reliability of microwave imaging in detecting unhealthy masses, both in the breast tissue and in the head.

    Keywords: Microwave imaging, breast cancer detection, stroke diagnosis