فهرست مطالب

روشهای هوشمند در صنعت برق - پیاپی 59 (پاییز 1403)

فصلنامه روشهای هوشمند در صنعت برق
پیاپی 59 (پاییز 1403)

  • تاریخ انتشار: 1402/08/06
  • تعداد عناوین: 10
|
  • روزبه تمیزکار، محمود سمیعی مقدم*، آزیتا آذرفر، محمد حسینی ابرده، مجتبی واحدی صفحات 1-20
    در این مقاله یک مدل بهینه سازی دو سطحی برای مدیریت هماهنگ شبکه های توزیع و انتقال یکپارچه پیشنهاد شده است. مسیله مشارکت واحدها با قید امنیت در شبکه انتقال به عنوان مسیله سطح بالایی با هدف کاهش هزینه های بهره برداری، روشن/خاموش سازی و بی باری به همراه قطع بار به صورت یک مدل برنامه ریزی خطی عدد صحیح مرکب و مسیله بهره برداری بهینه در شبکه های توزیع مستقل با در نظر گرفتن منابع تجدیدپذیر و غیرتجدیدپذیر به همراه ایستگاه های شارژ خودروهای برقی به عنوان مسیله پایینی با هدف کاهش هزینه های خرید توان از شبکه بالادست و کاهش هزینه های قطع توان منابع و توان شارژ ایستگاه های شارژ خودروهای برقی به صورت یک مدل خطی در نظر گرفته شده است. برای حل مسیله دو سطحی پیشنهادی مدل سطح پایینی به صورت شرایط بهینگی کروش-کان-تاکر مدل سازی می شود. چندین شبکه مختلف برای صحت سنجی مدل و روش پیشنهادی در نظر گرفته شده است که نتایج به دست آمده از شبیه سازی کارآمدی مدل و روش پیشنهادی را در در نظر گرفتن بهره برداری هماهنگ شبکه های انتقال و توزیع هوشمند اثبات می کند. در پایان برای نشان دادن برتری روش پیشنهادی نسبت به دیگر الگوریتم های حل مدل های چندسطحی، روش پیشنهادی با الگوریتم های تجزیه مقایسه شده است که نتایج نشان از برتری روش پیشنهادی در مدت زمان اجرا و همگرایی سریع تر است.
    کلیدواژگان: برنامه ریزی خطی، بهینه سازی، شبکه انتقال، شبکه توزیع، منابع تجدیدپذیر
  • فرزانه جهانشاهی جواران، سمیه جعفرعلی جاسبی، حسین خادم الحسینی*، راضیه فرازکیش صفحات 21-34
    آتوماتای سلولی کوانتومی (QCA) نوعی فن آوری محاسباتی است که جهت ساخت مدارهایی در ابعاد نانو به کار برده می شود. با کاهش ابعاد قطعات، حساسیت مدار بیشتر شده و مدارهای کوانتومی نسبت به وقوع عیوب و تشعشعات محیط آسیب پذیرتر هستند. دو دروازه پایه در این فن آوری دروازه معکوس کننده و دروازه اکثریت هستند که بیشتر مدارها بر پایه این دو ساخته می شوند. در این مقاله دروازه اکثریت هفت ورودی در QCA طراحی می شود، به گونه ای که حداقل سربار به مدار تحمیل شود. استفاده از دروازه اکثریت با ورودی های بیشتر باعث کاهش تعداد سلول ها، تاخیر و پیچیدگی در مدار QCA می شود. هرچند شاید ضرورت استفاده از دروازه هفت ورودی هنوز چندان احساس نمی شود. گیت پیشنهادی در این مقاله با 19سلول کوانتومی در فضای اشغالی 24564 نانومتر مربع در یک لایه و با یک فاز کلاک طراحی شده است. سپس تعدادی از دروازه های منطقی از جمله دروازه های منطقی "و" و"یا" چهار ورودی، دروازه "نقیض یای انحصاری" و "یای انحصاری" دو ورودی، دروازه"یای انحصاری" سه ورودی و تمام جمع کننده چند بیتی را با استفاده از دروازه هفت ورودی پیشنهادی طراحی و پیاده سازی می شود. جمع کننده پیشنهادی با دروازه اکثریت هفت ورودی و یک دروازه اکثریت سه ورودی تحمل پذیر اشکال، طراحی شده است. پس می توان گفت که جمع کننده طراحی شده تا حدودی تحمل پذیر اشکال است یعنی در برابر خطاهایی که در این فن آوری رخ می دهد تا حدودی تحمل پذیر است. سپس از نرم افزار QCAPro برای تجزیه و تحلیل توان مصرفی دروازه پیشنهادی استفاده شده و در ادامه عملکرد مدار با استفاده از نرم افزار شبیه ساز آتوماتای سلولی کوانتومی QCADesigner 2.0.3 مورد ارزیابی قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: آتوماتای سلولی کوانتومی، تحمل پذیری اشکال، دروازه اکثریت هفت ورودی، نانو الکترونیک، نرم افزار شبیه ساز
  • حامد فتحی، علیرضا احمدی فرد*، حسین خسروی صفحات 35-52
    پرو مجازی یک گزینه مناسب برای صنعت پوشاک آنلاین است. در این مقاله روشی برای ترسیم مدل سه بعدی لباس انتخابی بر روی مدل سه بعدی مشتری پیشنهاد می گردد. برای وصول به این هدف ابر نقاط مشتری و مانکن توسط دوربین کینکت ثبت می شود. برای سهولت تطابق، این مدل ها با استفاده از توصیف گرهای رویه، به بخش های متناظر تقسیم می شوند. سپس بخش های متناظر از مانکن به مشتری به طور جداگانه نگاشت داده می شود. درنهایت، اطلاعات رنگ از ابر نقاط لباس به روی ابر نقاط مشتری  انتقال می یابد. روش پیشنهادی دو مزیت اصلی نسبت به روش های موجود دارد. اول اینکه برای طراحی مدل های سه بعدی در نرم افزارهای گرافیکی نیازی به متخصص نیست. دوم اینکه هر بافت لباسی می تواند توسط مشتری انتخاب شود. نتایج آزمایش ها نشان دهنده توانایی روش پیشنهادی این مقاله در مقایسه با روش های موجود است.
    کلیدواژگان: پرو مجازی، توصیف گر انحنا، لاپلاس بلترامی، نگاشت سه بعدی
  • یاسر تاج، بهادر بخشی سراسکانرود*، حسام زندحسامی صفحات 53-80
    یکی از اهداف سیستم های حمل و نقل هوشمند، بهبود ایمنی و افزایش کیفیت سرویس در سفرهای جاده ای است. انتقال پیام در شرایط بحرانی، با حداقل تاخیر و به صورت بلادرنگ از ضروریات تامین سلامت و امنیت شهروندان در سفرهای جاده ای است. تغییرات مکرر توپولوژی، کارکرد برنامه های ایمنی را با چالش های اساسی روبرو می کند و احتمال ارسال پیام های بحرانی را در زمان واقعی کاهش می دهد. در این پژوهش، الگوریتم مسیریابی انتخاب گره رله قابل اعتماد برای پیام رسانی بلادرنگ (RRRM)، با هدف افزایش قابلیت اطمینان برای ارسال پیام های بلادرنگ در شبکه های خودرویی پیشنهاد شده است و برای تسریع ارسال اطلاعات، با معرفی سه شاخص برای انتخاب خودروهای میانی با عنوان «سابقه تکرار حضور در مسیر»، «مطابقت با میانگین هارمونیک سرعت همسایگان» و «بیشترین همسایگان قابل اعتماد»، خودروهای مسیر امتیازدهی می شوند و شایسته ترین خودروها، به عنوان اعضای مسیر انتخاب می شوند. در RRRM با سنجش تطابق زمانی حضور قبلی خودروها در مسیر کنونی و پایداری ارتباط آنها با خودروهای همسایه، بر افزایش پایداری مسیر تاکید می شود و با جلوگیری از انتخاب وسایل- نقلیه نامطمین به عنوان رله، از شکست مسیر و افزایش تاخیر و همچنین عدم ارسال پیام های بحرانی به مقصد جلوگیری می شود. شبیه سازی گسترده با سناریوهای متعدد در محیط NS-3 و سومو، بیانگر برتری روش RRRM در کاهش معیارهای شکست-مسیر، میانگین تاخیر و سربار کنترلی و همچنین افزایش نرخ تحویل بسته ها در محیط های شهری و بزرگ راهی است.
    کلیدواژگان: سیستم های حمل و نقل هوشمند، شبکه خودرویی، قابلیت اطمینان، مسیریابی بلادرنگ، مسیریابی مطمئن
  • مریم کرمی، مهدی خضری* صفحات 81-94
    یک روش برای تعیین فرمان های حرکتی برای کنترل پروتزهای دست، استفاده از الگوهای سیگنال الکترومایوگرام سطحی (sEMG) است. با توجه به ماهیت تصادفی و غیرایستای سیگنال ، ایده استفاده از اطلاعات سیگنال در بازه های زمانی کوچک مورد بررسی قرار گرفت. در این مطالعه با هدف تشخیص دقیق تر و سریع تر حرکت های دست، دو روش تجزیه سیگنال شامل تبدیل موجک گسسته (DWT) و تجزیه مد تجربی (EMD) ارزیابی شده اند. سیگنال های مجموعه داده نیناپرو DB1 که از 27 فرد سالم در حین انجام حرکت های دست و انگشتان استخراج شده اند، برای طراحی سیستم به کار رفته است. ویژگی های زمانی ساده با قابلیت محاسبه سریع برای هر زیرباند از سیگنال های تجزیه شده به کار گرفته شدند. همچنین ماشین بردار پشتیبان (SVM) با استفاده از توابع کرنل مختلف به عنوان طبقه بندی کننده مورد استفاده قرار گرفت. نتایج به دست آمده نشان می دهد، استفاده از روش های تبدیل موجک گسسته و تجزیه مد تجربی با قابلیت دسترسی به اطلاعات زیربازه های زمانی و فرکانسی سیگنال ها، نتایج بهتری در شناسایی حرکت های دست در مقایسه با مطالعات گذشته ارایه می کند. با روش تجزیه مد تجربی و تعداد هشت تابع مد ذاتی، بالاترین دقت تشخیص با مقدار 3/83 درصد برای شش حرکت به دست آمد. همچنین روش تبدیل موجک گسسته با موجک مادر بای ارتوگونال 5/5 در پنج سطح تجزیه، دقت تشخیص 80 درصد را برای ده حرکت و با موجک مادر کویفلت 2 در شش سطح تجزیه، دقت 33/83 درصد را برای شناسایی هشت حرکت کسب کرد. نتایج به دست آمده عملکرد بهتر روش تجزیه موجک در مقایسه با تجزیه مد تجربی را برای طراحی سیستم شناسایی حرکت های دست با استفاده از الگوهای سیگنال الکترومایوگرام سطحی نشان می دهد.
    کلیدواژگان: تجزیه موجک، تجزیه مد تجربی، دست مصنوعی، سیگنال الکترومیوگرام سطحی، ماشین بردار پشتیبان
  • حسین تلگینی، مجید دلشاد*، رامتین صادقی صفحات 95-108
    در این مقاله یک مبدل درهم تنیده افزاینده جدید با بازیابی انرژی سلف های نشتی ارایه شده است. در واقع مدار کمکی در مبدل پیشنهادی نه تنها شرایط کلیدزنی در ولتاژ صفر را برای تمام سوییچ ها فراهم می کند بلکه طرفی انرژی سلف نشتی سلف های تزویج شده بازیابی شده و به افزایش بهره و کاهش استرس سوییچ ها نیز کمک می کند. به همین علت نیازی به مدارهای کلمپ غیرفعال برای مهار جهش های ولتاژ دو سر سوییچ ها ندارند. از طرفی کلیدزنی تمام سوییچ ها به صورت کلیدزنی در ولتاژ صفر است و در نتیجه تلفات روشن شدن خازنی در سوییچ ها وجود ندارد. از طرفی دیودهای خروجی به صورت کلیدزنی در جریان صفر عمل کرده و مشکل بازیابی معکوس ندارند. همچنین کنترل مبدل به صورت مدولاسیون پهنای پالس است و از آنجایی که سوییچ های کمکی به صورت مکمل با سوییچ های اصلی روشن می شوند، مدار کنترل پیچیده ای ندارند. مبدل پیشنهادی به صورت کامل تحلیل شده و برای تایید درستی آن، یک نمونه 100 وات از مبدل ساخته شده و نتایج آزمایشگاهی آن ارایه گردیده است.
    کلیدواژگان: ساختار درهم تنیده، کلیدزنی در ولتاژ صفر، کلیدزنی درجریان صفر، مبدل افزاینده، مشکل بازیابی معکوس
  • رضا سپه وند*، اکبر اصغرزاده بناب صفحات 109-124
    در این مقاله برنامه ریزی بهینه سیستم ترکیبی تجدیدپذیر دارای توربین بادی و واحد انرژی بیوماس مبنی بر ذخیره ساز هیدروژنی با در نظر گرفتن تغذیه هم زمان انرژی های الکتریکی و حرارتی ارایه می شود. واحد بیوماس مبنی بر عملکرد سیستم ترکیبی برق و حرارت است که هم زمان انرژی الکتریکی و حرارتی تولید می کند. ذخیره ساز هیدروژنی ترکیبی از الکترولیزر، هیدروژن تانک و پیل سوختی است. طرح پیشنهادی مجموع هزینه های سالانه احداث، تعمیر و نگهداری منابع و ذخیره سازها را کمینه سازی می کند که مقید به مدل بهره برداری عناصر یاد شده است. در مدل بهره برداری منابع و ذخیره سازها، ابتدا تامین انرژی بر عهده منابع تجدیدپذیر است، سپس ذخیره سازها جهت پوشش فاصله بین پروفیل بار و توان تجدیدپذیر استفاده می شوند. در این مقاله، حل کننده ترکیبی شامل بهینه ساز گرگ خاکستری و الگوریتم سینوس-کسینوس برای استخراج راه حل بهینه مطمین دارای انحراف معیار پایین در پاسخ دهی نهایی استفاده می شود. درنهایت با استخراج نتایج عددی متناسب با داده های شهر اسپو در فنلاند، قابلیت طرح پیشنهادی در استخراج اقتصادی سیستم ترکیبی جزیره ای 100 درصد تجدیدپذیر متناسب با تامین هم زمان انرژی الکتریکی و حرارتی تایید می شود.
    کلیدواژگان: توربین بادی، ذخیره ساز هیدروژنی، ذخیره سازی حرارتی، سیستم ترکیبی تجدیدپذیر، مدیریت انرژی، واحد انرژی بیوماس
  • سعید سلطانیان، بهادر فانی* صفحات 125-142
    به کارگیری ساختار سیستم‏های چندعاملی یکی از روش‏هایی است که امروزه برای بهبود عملکرد سیستم‏های حفاظت شبکه پیشنهاد شده ‏است. با توجه به اینکه حضور منابع تولید پراکنده و همچنین تغییر ساختار شبکه همواره نگرانی‏هایی را برای مدیران شبکه فراهم کرده، بنابراین انتظار می‏رود که با ورود تجهیزات هوشمند و قابلت‏هایی که برای مدیران شبکه فراهم می‏آورند، به عملکرد و نگهداری بهتر آنها کمک نمایند. تجهیزات هوشمند، به کمک برقراری ارتباط بر روی یک بستر مخابراتی قادرند تا به تبادل اطلاعات بپردازند. طرح حفاظتی پیشنهادی این مقاله در یک ساختار چندعاملی پیاده‏سازی می‏شود. سطح حفاظتی اصلی که توسط عامل های رله پیاده‏سازی می‏شود، عامل ها به بررسی امکان بروزرسانی تنظیمات حفاظتی می‏پردازند تا در صورتی که زمان مناسب برای آن فراهم باشد، عاملهای رله با تنظیمات جدید خطا را در زمان مناسبی برطرف سازند. در صورتی که سطح حفاظت اول تشخیص دهد که امکان بروزرسانی تنظیمات وجود نداشته و یا در ارتباط میان عامل های رله اختلالی ایجاد شده، طرح حفاظت پشتیبان را جایگزین می‏کند. طرح حفاظت پشتیبان توسط عامل شبکه اصلی و نواحی تولید پراکنده پیاده سازی می‏شود. در این طرح سعی می‏شود که به کمک کاهش جریان تزریقی منابع اینورتری در زمان وقوع خطا جریان را به مقدار اولیه نزدیک کرد تا مانع از عملکرد اشتباه و از بین رفتن هماهنگی رله‏ها شود.
    کلیدواژگان: سیستم‏های چندعاملی، منابع تولید پراکنده، هماهنگی حفاظتی
  • بنیامین کتانچی، علی اصغر شجاعی*، مهدی یعقوبی صفحات 143-164
    تجدید آرایش فیدرهای شبکه توزیع یک مسیله بهینه سازی در سیستم قدرت است که با تغییر وضعیت سوییچینگ در شبکه توزیع برای برآورده کردن توابع هدف خاصی انجام می شود. بررسی مطالعات نشان می دهد که اغلب تلفات توان و انحراف ولتاژ باس ها به عنوان توابع هدف در حل مسیله تجدید آرایش فیدرهای شبکه توزیع در نظر گرفته شده است. با این حال توابع هدف جدیدتر نظیر قابلیت اطمینان کمتر مورد توجه قرار گرفته است. در این مقاله، برای حل مسیله چندهدفه تجدید آرایش شبکه توزیع، از شاخص انرژی توزیع نشده به عنوان تابع قابلیت اطمینان، همراه با تلفات توان و تعداد سوییچینگ در حضور واحدهای تولید پراکنده استفاده شده است. تجدید آرایش فیدر های توزیع به طور ذاتی مساله پیچیده ای است، در نظر گرفتن تاثیر منابع تولیدپراکنده در شبکه توزیع مساله را پیچیده تر از قبل می کند، به همین منظور از یک روش تکاملی مبتنی بر ترکیب روش های اجتماع ذرات و بهبود یافته جهش قورباغه برای حل مسیله بهینه سازی غیرخطی استفاده شده است. سیستم های 33 و 70 باسه نیز برای سنجش اثربخشی الگوریتم ترکیبی پیشنهادی مورد استفاده قرار گرفته اند و همچنین نتایج روش پیشنهادی با نتایج سایر روش های تکاملی مقایسه می شود.
    کلیدواژگان: بهینه سازی اجتماع ذرات، تجدید آرایش فیدرهای شبکه، قابلیت اطمینان، واحدهای تولیدپراکنده
  • سمیه گشتاسبی، فریبرز حقیقت دار فشارکی*، سید محمدمهدی میرطلائی صفحات 165-184

    در چند دهه اخیر، به دلایل مختلفی از جمله بحران انرژی و مشکلات زیست محیطی، منابع انرژی تجدید پذیر بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. سیستم های خورشیدی یا فتوولتاییک به عنوان یکی از پرکاربرد ترین منابع انرژی تجدید پذیر، دارای ولتاژ خروجی پایینی هستند. به همین دلیل اخیرا تحقیقات بر روی مبدل های dc-dc بهره ولتاژ بالا در تولید برق خورشیدی افزایش یافته است. در این مقاله یک مبدل بهره ولتاژ بالای غیر ایزوله با سه درگاه ورودی-خروجی پیشنهاد شده که دو مسیر جداگانه برای شارش توان از هر منبع ورودی به بار خروجی را فراهم می کند. به منظور کاهش تعداد اجزاء مبدل، برخی از اجزاء نقش های چند گانه بازی می کنند. بنابراین وسیله ذخیره ساز انرژی (باتری) توسط همان اجزای مدار انتقال توان، شارژ می شود. در این مبدل، تکنیک سلف کوپل شده برای افزایش بهره ولتاژ مورد استفاده قرار می گیرد و برای کاهش اثر سلف نشتی و فراهم شدن شرایط سوییچینگ نرم، دو مدار کلمپ اکتیو به کار گرفته می شود. از آنجا که ولتاژ روی سوییچ ها محدود شده است، سوییچ ها با استرس ولتاژ کم و نتیجتا تلفات هدایت پایین کار می‎کنند. با اضافه کردن یک سلف در ورودی مبدل، ریپل جریان ورودی کاهش پیدا می‎کند که در عملکرد و طول عمر سلول های خورشیدی تاثیر چشم گیری دارد. حالت های مختلف عملکرد مبدل مورد بررسی قرار گرفته و ملاحظات طراحی ارایه شده است. یک مبدل نمونه برای تامین بار 130 وات 330 ولت با فرکانس سوییچینگ 50 کیلوهرتز، در نرم‎افزار ارکد شبیه سازی و سپس نمونه آزمایشگاهی پیاده سازی شده و تحلیل تیوری با نتایج آزمایشگاهی مورد تایید قرار گرفته است.

    کلیدواژگان: بهره ولتاژ بالا، سلول فتوولتاییک، سوئیچینگ نرم، مبدل
|
  • Roozbeh Tamizkar, Mahmoud Samiei Moghaddam *, Azita Azarfar, Mohamad Hosseini Abardeh, Mojtaba Vahedi Pages 1-20
    In this paper, a bi-level optimization model is proposed for the coordinated management of integrated transmission and distribution networks. The problem of the security-constrained unit commitment as an upper-level problem to reduce operating costs, startup/shutdown costs, and no-load along with load shedding as a mixed integer linear programming model and the problem of optimal operation in independent distribution networks by considering renewable and non-renewable resources along with charging stations for electric vehicles as a lower-level problem to reduce the costs of purchasing power from the upstream network and reduce the costs of power outages. The resources and charging power of electric vehicle charging stations are considered a linear model. To solve the bi-level problem, the proposed lower-level model is modeled as Karush-Kahn-Tucker optimality conditions. Several different networks have been considered for validating the model and the proposed method, and the results obtained from the simulation prove the efficiency of the model and the proposed method in considering the coordinated operation of intelligent transmission and distribution networks. To show the superiority of the proposed method over other algorithms for solving multilevel models, the proposed method has been compared with decomposition algorithms, and the results show the superiority of the proposed method in terms of execution time and faster convergence.
    Keywords: Distribution network, linear programming, Optimization, Renewable Resources, transmission network
  • Farzaneh Jahanshahi Javaran, Somayyeh Jafarali Jassbi, Hossein Khademolhosseini *, Razieh Farazkish Pages 21-34
    The quantum-dot cellular automata (QCA) technology is a computational technology used to build nano-scale circuits. When the dimensions of the components decrease, the sensitivity of the circuit increases and the quantum circuits become more vulnerable to the occurrence of defects and radiation in the environment. The two major gates in this technology are inverter and majority gates, and most circuits are built based on these two gates. This paper aimed to design a seven-input majority gate in quantum-dot cellular automata by imposing low overhead on the circuit. Using a majority gate with more inputs reduces cell count, latency, and complexity in the QCA circuit. However, perhaps the need to use the seven-input gate is not yet felt we then design and implement a number of logic circuits. A new 7-input majority gate is designed in this paper, with 19 cells. The proposed structure is single-layer with an occupied area of 24564 nm2 that produces the correct output in one clock phase, then a four-input AND gate, a four-input OR gate, a two-input XOR gate, a two-input XNOR, a three-input XOR gate and a full adder are implemented using the designed seven-input gate. Including all multi-bit full adders, using the proposed seven-input gate. The proposed full adder is designed by the seven-input majority gate proposed and a fault-tolerant three-input majority gate. Therefore, it can be said that the designed full adder is somewhat tolerable, that means, it is somewhat tolerable against the fault that occur in this technology. QCAPro software is used to analyze the energy consumption of the recommended structure. Then, the circuit performance is evaluated using QCADesigner 2.0.3 simulator software for quantum-dot cellular automata.
    Keywords: Fault tolerance, Nano-electronics, Quantum-dot cellular Automata, seven-input Majority Gate, simulator software
  • Hamed Fathi, Alireza Ahmadyfard *, Hossein Khosravi Pages 35-52
    Virtual clothing try-on can be a great option for the online clothing industry. In this paper, we propose a method to map the 3D model of selected clothes on the customer's 3D model. For this purpose, the point clouds of the customer and mannequin are captured by the Kinect camera. These models are segmented into corresponding parts using surface descriptors to ease the matching. Then, individual parts of the mannequin are mapped on the corresponding parts of the customer. Finally, the color information from the clothes on the mannequin is transformed to the customer's body point cloud. The proposed method has two main advantages over the existing methods. First, no need for an expert to design 3D models in graphic software. Second, any style and texture of clothes can be chosen by the customer. The results of the experiments show the ability of the proposed method compared to existing methods.
    Keywords: 3D mapping, curvature descriptors, Laplace-Beltrami, virtual clothes
  • Yaser Taj, Bahador Bakhshisareskanrood *, Hessam Zandhessami Pages 53-80
    One of the intelligent transportation systems' goals is to improve safety and increase the quality of service on road journeys. Transmitting the message in critical situations with minimal delay and on time is essential for ensuring the health and safety of citizens on road trips. Frequent topological changes pose significant challenges to the operation of safety programs and reduce the probability of sending critical messages in real-time. This article proposes the reliable relay node selection to real-time messaging (RRRM) routing algorithm to increase the reliability of sending real-time messages in vehicular networks. To expedite the transmission of information, by introducing three indicators for selecting intermediate vehicles entitled "Record of vehicle displacement", "Similarity of vehicle velocity with the velocity average of neighbor vehicles", and "Amount of trusty adjacent vehicles", the route vehicles are scored. The worthiest vehicles are selected as members of the route. RRRM measures the temporal conformity of the vehicles' previous presence in the current route and the stability of their connection with neighboring vehicles. It avoids route failure, increased delays, and failure to send critical messages to the destination by preventing the selection of unreliable vehicles as relays. Extensive simulations with multiple scenarios in the NS-3 and SUMO demonstrate the superiority of the RRRM in reducing route-failure, mean latency, and control overload, as well as increasing packet delivery rates in urban and highway environments.
    Keywords: Intelligent Transportation Systems, Real-Time Routing, reliability, Reliable Routing, Vehicular Network
  • Maryam Karami, Mahdi Khezri * Pages 81-94
    One method for determining motor commands to control hand prostheses is to use surface electr omy ogr am (sEMG) signal patterns. Due to the random and non-stationary nature of the signal, the idea of using signal information in small time intervals was investigated. In this study, with the aim of more accurate and faster detection of hand movements, two signal decomposition methods, namely discrete wavelet transform (DWT) and empirical mode decomposition (EMD) were evaluated. The sEMG sign als of the Ninapro-DB1 dataset, which were extracted from 27 healthy subjects while performing hand and finger movements, were used to design the system. Simple time domain features with fast calculation capability were extracted for each subband of the decomposed signals. Also, support vector machine (SVM) using different kernel functions was applied as a classifier. The results show that the use of DWT and EMD methods with the ability to access the information of time and frequency sub-intervals of the signals, provides better results in identifying hand movements compared to previous studies. With the EMD method and eight intrinsic mode functions (IMF), the highest recognition accuracy of 83.3% was obtained for six movements. Also, the DWT with the Bior5.5 mother wavelet and five levels of decomposition, achieved 80% recognition accuracy for ten movements and with the Coif2 mother wavelet and six levels of decomposition, the accuracy was 83.33% for eight movements. The results show the better performance of the DWT decomposition method compared to EMD for the design of the hand movement recognition system using sEMG signal patterns.
    Keywords: Discrete Wavelet Decomposition, Empirical Mode Decomposition, Hand Prosthesis, Support vector machine, surface electromyogram signals
  • Hosein Talgini, Majid Delshad *, Ramtin Sadeghi Pages 95-108
    In this paper, a new interleaved step-up converter with leakage inductances energy recovery is presented. The auxiliary circuit in the proposed converter not only provides zero voltage switching conditions for all switches, but also the leakage inductance energy of the coupled inductors is recovered and also helps to increase the voltage gain and reduce the voltage stress of the switches. Therefore, the converter does not need passive clamp circuits to control voltage spikes on the switches. Also, all switches do not have capacitive turn-on losses in the switches. On the other hand, the output diodes operate under zero current switching and do not have the reverse recovery problem. The converter is also controlled by pulse width modulation, and since the auxiliary switches are turned on in complimentary with the main switches, they do not have a complex control circuit. The proposed converter has been completely analyzed and to confirm its correctness, a 100W sample of the converter has been made and its practical results have been presented.
    Keywords: High Step-up Converter, Interleaved structure, Reverse recover problem, zero current switching, zero voltage switching
  • Reza Sepahvand *, Akbar Asgharzadeh Bonab Pages 109-124
    This paper presents the optimal planning of renewable hybrid systems including wind turbines and bio-waste energy units according to hydrogen and thermal storages considering feeding of electrical and thermal energies. Bio-waste unit is based on the operation of the combined power and heat system, which produces electrical and thermal energy at the same time. Hydrogen storage is hybrid of an electrolyze, hydrogen tank, and fuel cell. The proposed scheme minimizes the total annual investment and maintenance costs. It is subject to the operation model of the mentioned elements. In the operation model of sources and storage, renewable sources supply loads of energy, then storage uses to cover the gap between the load and renewable power profiles. This paper uses the hybrid solver of the Gray wolf optimizer and the sine-cosine algorithm to obtain a reliable optimal solution with a low standard deviation in the final response. Finally, based on numerical results according to Espoo in Finland data, the proposed scheme's capability is confirmed in the Economic extraction of a 100% renewable island hybrid system suitable for simultaneous supply of electrical and thermal energy.
    Keywords: Bio-waste energy unit, Energy management, Hydrogen storage, Renewable hybrid system, Thermal Storage, Wind turbine
  • Saeed Soltaniyan, Bahador Fani * Pages 125-142
    Utilizing the structure of multi-agent systems is one of the methods proposed today to improve the performance of network protection systems. Given that the presence of distributed generation resources as well as network restructuring has always been a concern for network managers, so it is expected that with the introduction of smart equipment and capabilities that provide network managers, better performance and maintenance They help. Intelligent devices are able to exchange information by communicating on a telecommunications platform. The purpose of this paper is to coordinate the protection relays in the presence of distributed generation sources by removing the connection between the relay agents and the information collected from the entire network by the central controller. The proposed method, in addition to improving the speed of the traditional multi agent system protection system, increases the security of the protection system and eliminates the need for information from one agent of one section to the agents of another sections.
    Keywords: Distributed Generation resources, Multi-agent systems, Protection coordination
  • Benyamin Katanchi, Ali Asghar Shojaei *, Mahdi Yaghoobi Pages 143-164
    Since it might delay making significant expenditures in substations and generation, increasing the efficiency of power systems is an important priority. By altering the status of switches, the distribution feeder reconfiguration (DFR) can reduce system losses in this regard. Power loss and voltage deviation of buses are frequently taken into account as objective functions while solving the distribution feeder reconfiguration problem, however reliability indices have received less consideration. The proposed reliability index, coupled with power loss and switching number in the presence of distributed generators, are used in this study to address DFR as a multi-objective problem. The DFR problem is complex inherently, considering impacts of distributed generators makes the problem more be complex than before. For this purpose, an evolutionary method based on the combination of particle swarm optimization and modified shuffled frog leaping has been used to solve the nonlinear optimization problem in this study. Two 33-bus and 70-bus systems are evaluated to gauge the effectiveness of the suggested hybrid algorithm.
    Keywords: Distribution feeder reconfiguration, energy not supplied, Multi-objective, reliability
  • Somaye Gashtasebi, Fariborz Haghighatdar Fesharaki *, Seyed Mohammad Mehdi Mirtalaei Pages 165-184

    In recent few decades, due to various reasons, including energy crisis and environmental problems, renewable energy sources such as wind energy, solar systems and fuel cells have received much attention. Solar or photovoltaic systems are one of the most widely used renewable energy sources that have a low output voltage. For this reason, research on dc-dc converters has increased in recent years. In this paper, a non-isolated high voltage gain converter with three input-output ports is proposed. This converter provides two separate paths for power flow from each input source to the output load. In order to reduce the number of converter components, some components play multiple roles. Therefore, the energy storage device (battery) will charge with the same components used to transfer the power to the load. In this converter, to increase the voltage gain, the coupled inductor technique is used. Moreover, to reduce the leakage inductance as well as achieving the soft switching condition, two active clamps are used. Since the voltage across the switches is limited, the switches can be used with low voltage stress and thus low conduction losses. In this converter, the ripple of the input current will reduce by adding an inductor at its input. This has a significant impact on the performance and the lifespan of the solar cells. The various operational modes of the converter are discussed and the designing considerations are presented. A prototype of the proposed converter is simulated to supply a 130 W, 330 V load with a switching frequency of 50 kHz, in OrCAD software. Finally, a laboratory sample is implemented and the theoretical analysis are validated by the practical results.

    Keywords: Converter, high-voltage gain, photovoltaic cell, soft switching