فهرست مطالب

روشهای هوشمند در صنعت برق - پیاپی 14 (تابستان 1392)

فصلنامه روشهای هوشمند در صنعت برق
پیاپی 14 (تابستان 1392)

  • تاریخ انتشار: 1392/11/24
  • تعداد عناوین: 8
|
  • سعید شاهرضایی، علی اصغر قدیمی، مجید گندمکار، مجید معظمی، ساناز شاه حیدری، علیرضا افشاری مقدم صفحات 3-10
    قابلیت اعتماد یک سیستم قدرت بیانگر میزان اعتماد به عملکرد صحیح و مطلوب این سیستم در آینده و احتمال پاسخگویی مطلوب این سیستم در سرویس دهی و انجام وظایف از پیش تعیین شده می باشد. اطلاعات حوادث رخ داده در سیستم قدرت داده های اصلی مطالعه قابلیت اعتماد در شبکه می باشند. در ارزیابی قابلیت اعتماد، هدف به دست آوردن پارامترهای مشخص و از پیش تعیین شده با استفاده از سابقه سیستم است که به کمک آنها می توان عملکرد سیستم را در گذشته بررسی کرد و نقاط ضعف آن را به دست آورد. به عبارت دیگر منظور از ارزیابی قابلیت اعتماد اصلاح و بهبود نحوه بهره برداری از شبکه، کاهش قطعی برق و حوادث شبکه می باشد. این مقاله به ارزیابی قابلیت اعتماد شبکه برق منطقه ای باختر با در نظر گرفتن توسعه شبکه تا سال 1393 پرداخته و راهکارهایی برای بهبود قابلیت اعتماد شبکه ارائه و میزان تاثیر آنها بر روی شاخص های قابلیت اعتماد را بررسی می کند. برای شبیه سازی روش مورد مطالعه از نرم افزار DIgSILENT استفاده شده است. نتایج شبیه سازی نشان دهنده تاثیر مثبت روش های پیشنهادی برای بهبود قابلیت اعتماد شبکه برق باختر می باشد.
    کلیدواژگان: ارزیابی قابلیت اعتماد، شبکه برق منطقه ای باختر، نرم افزار DIgSILENT
  • حسن صیدی، عباس حریفی، امیر زارع شهری صفحات 11-20
    امروزه کنترل سیستم های مکانیکی که تعداد ورودی آنها از تعداد خروجی آنها کمتر می باشد (Underactuated) یکی از مسائل چالش برانگیز مهندسان کنترل شده است. یکی از مثال های جذاب این دسته سیستم ها، مکانیزم دو درجه آزادی آکروبات می باشد. هدف از این مقاله طراحی، مدلسازی و ساخت یک سیستم آکروبات برای استفاده در آزمایشگاه های کنترل خطی، کنترل دیجیتال، رباتیک و هوش مصنوعی است. در این تحقیق ابتدا با استفاده از نرم افزار SolidWorks، مکانیزم مناسب (از لحاظ هزینه و سهولت ساخت) طراحی شد. سپس مکانیزم طراحی شده به صورت کاملا دقیق ساخته شد. در مرحله بعد مدل دینامیکی سیستم ساخته شده با استفاده از معادلات اولر-لاگرانژ به دست آمد. در نهایت با استفاده از یک کارت تبادل داده (DAQ) و پیاده سازی تعدادی الگوریتم مناسب در محیط Simulink، ارتباط آکروبات و نرم افزار MATLAB جهت استفاده از سیستم ساخته شده به عنوان یک وسیله آزمایشگاهی برقرار گردید.
    کلیدواژگان: آکروبات، طراحی، ساخت، underactuated، MATLAB، DAQ
  • مهدی ابوالفضلی، افشین لشکر آرا، احد کاظمی، سیدعلی نبوی نیاکی صفحات 21-30
    در این مقاله مدل سازی ریاضی مناسبی از سیستم دو ترمیناله HVDC برای جایابی بهینه و پخش بار بهینه مانند مدل تزریق توان ارائه شده است. برای توسعه پخش بار بهینه (OPF) و جایابی بهینه مبتنی بر OPF از دو سیستم دو ترمیناله HVDC برای کاهش مجموع هزینه سوخت و تلفات اکتیو شبکه به عنوان توابع هدف استفاده شده است. چهارچوب بهینه سازی به وسیله برنامه ریزی غیر خطی (NLP) مدل گردیده است و با استفاده از محیط نرم افزاری Matlab و GAMS حل شده است. الگوریتم پیشنهادی بر روی سیستم های آزمایش 14 و 30 شینه IEEE پیاده سازی شده است. نتایج شبیه سازی قابلیت حضور دو سیستم دو ترمیناله HVDC را در بهبود عملکرد سیستم قدرت نشان می دهد. علاوه بر این، دو سیستم دو ترمیناله HVDC در عملکرد سیستم قدرت از نظر اقتصادی و فنی با ادوات FACTS: PST و OUPFC مقایسه شده است.
    کلیدواژگان: VSC، HVDC، پخش بار بهینه، جایابی بهینه مبتنی بر OPF، مدلسازی، برنامه ریزی غیر خطی
  • شاهرخ شجاعیان، هادی اکرمی صفحات 31-40
    با توجه به روند افزایش مصرف انرژی الکتریکی و تمایلات جهانی برای جایگزینی و تامین توان مورد نیاز به وسیله منابع انرژی تجدید پذیر و ذخیره کننده های انرژی، در این مقاله الگوریتمی ابتکاری مبتنی بر قابلیت اطمینان برای برنامه ریزی هماهنگ آن ها در سیستم قدرت پیشنهاد شده است. برای محاسبه میزان توان بادی و ذخیره ساز مورد نیاز با توجه به روند خروج تدریجی توان سنتی و رشد بار سالیانه 5%، از شاخص قابلیت اطمینان LOLE استفاده شده است. برای این منظور LOLE محاسبه شده در اولین سال به عنوان شاخص مرجع برای برآورد میزان مورد نیاز توان بادی و ذخیره ساز در سال های بعد به ازای رشد بار و خروج تدریجی توان سنتی به کار رفته و سپس به کمک روش مونت کارلو در هر سال ظرفیت های فوق برآورد شده اند. روش پیشنهادی بر روی شبکه تست IEEE-RTS پیاده سازی و شبیه سازی شده است.
    کلیدواژگان: توان بادی، ذخیره ساز هیدروالکتریک، قابلیت اطمینان، مونت کارلو، LOLE
  • امید مخلصی، سید حمید ظهیری، ناصر مهرشاد، سید محمد رضوی صفحات 41-52
    کارایی روش های جستجو و بهینه سازی هوش جمعی، تمایل محققین را برای استفاده از آن ها در مسائل مختلف پیچیده مهندسی به صورت چشمگیری افزایش داده است. از جمله الگوریتم های مبتنی بر هوش جمعی، الگوریتم جستجوی گرانشی (GSA) است که با الهام از قوانین فیزیکی جاذبه گرانشی و حرکت نیوتنی، افراد جامعه را که در واقع جرم های تصادفی در فضا هستند را به جستجو در فضا وا می دارد. این مقاله به ارائه مدل جمعیتی جدیدی به نام GSA Population Fuzzy می پردازد که به اختصار آن را FPGSA می نامیم. روش پیشنهادی در واقع ترکیبی از دو کنترل کننده پارامتریک فازی و الگوریتم جستجوی گرانشی است که به جستجوی دقیق و منطقی فضا می پردازد. باید دانست در الگوریتم های هوش جمعی (و به تبع آن در روش GSA)، اندازه جمعیت عامل تاثیر گذاری بر پاسخ نهایی است به نحوی که با زیاد شدن این جمعیت پاسخ های بهتری حاصل شده و به تبع آن زمان اجرای الگوریتم طولانی تر می شود که برای رفع این مشکل پارامتری جدید به نام ضریب پراکندگی به الگوریتم افزوده ایم تا عملکرد بهتر سیستم را با کنترل این ضریب مورد ارزیابی قرار دهیم.
    کلیدواژگان: کنترل کننده ی پارامتریک فازی، الگوریتم جستجوی گرانشی (GSA)، ضریب پراکندگی، مدل جمعیتی فازی
  • حمید فکری ازگمی، جواد پشتان صفحات 53-62
    موتورهای القایی به دلیل کنترل ساده و گستردگی کاربرد، جایگاه ویژه ای در صنایع امروزی دارند. به دلیل شرایط کاری، این موتورها به شدت تحت تاثیر خرابی ها هستند، از اینرو توجه به مسئله تشخیص عیب این دسته از موتورها همواره رو به افزایش است. علاوه براین، امروزه توجه به تشخیص عیب به هنگام، به دلیل تشخیص به موقع و جلوگیری از لطمات جدی به موتور، بسیار مورد توجه محققین قرار گرفته است. اما چالش پیش رو در این راستا، وجود یک مدل تحلیلی دقیق از موتور معیوب است. به همین منظور منطق فازی می تواند بسیار راهگشا باشد. در این مقاله با استفاده از منطق فازی راهکاری ساده برای تشخیص عیب سیم پیچی استاتور در موتورهای القایی-که از عیوب بسیار رایج و مهم است- پیشنهاد شده است. وضعیت و شرایط کاری موتور به وسیله مفاهیم زبانی تعریف شده و در واقع منطق فازی رابطی است بین دانش خبرگی و دنیای واقعی که به صورت قواعد اگر - آنگاه در پایگاه قواعد فازی، به مسئله تشخیص عیب می پردازد. در نهایت نتایج شبیه سازی های انجام شده نیز برای آزمایش میزان دقت روش پیشنهادی ارائه گردیده است.
    کلیدواژگان: تشخیص عیب، موتور القایی، منطق فازی، استاتور، قواعد بهینه
  • علی اصغر پور حاجی کاظم، حسین پدرام، حسن ابوالحسنی صفحات 63-72
    گریدهای محاسباتی به عنوان یک رویکرد جدید برای حل مسائل در مقیاس بزرگ در زمینه های علمی، مهندسی و تجاری به وجود آمده اند. معماری باز سرویس های گرید اقتباسی از معماری سرویس گرا می باشد تا اینکه بتواند عملکرد گرید را به عنوان مجموعه ای از نرم افزارهای سرویس گرا به نمایش بگذارد. ترکیب سرویس های گرید این امکان را به کاربران می دهد که نیازهای پیچیده ی خود را به عنوان یک درخواست تنها مطرح کنند. الگوریتم های ترکیب سرویس های گرید مبتنی بر کیفیت سرویس سعی در ایجاد سرویس گرید مرکبی را دارند که علاوه بر برآورده کردن محدودیت های مشخص شده توسط کاربر، از نظر معیارهای کیفیت سرویس نیز بهینه باشد. تمامی الگوریتم های ترکیب سرویس ارائه شده در ادبیات موضوع، سرویس های گریدی را که مقادیر برخی از معیارهای کیفیت سرویس آنها نامشخص می باشند، نادیده گرفته و در فرآیند ترکیب سرویس دخالت نمی دهند. این در حالی است که در صورت تخمین مقادیر نامشخص معیارهای کیفیت سرویس، سرویس های گرید مورد نظر شانس لازم برای انتخاب به عنوان سرویس گرید عضو در سرویس مرکب نهایی را پیدا می کنند. در این مقاله یک مدل احتمالی کیفیت سرویس با استفاده از شبکه ی بیزی ارائه شده است که تخمین مقادیر نامشخص معیارهای کیفیت سرویس را ممکن می سازد. نتایج آزمایشات بیانگر این موضوع است که تخمین مقادیر نامشخص معیارهای کیفیت سرویس با دقت بالایی انجام گرفته و منجر به ایجاد سرویس های گرید مرکب بهینه می گردد.
    کلیدواژگان: محاسبات گرید، ترکیب سرویس های گرید، کیفیت سرویس، شبکه بیزی
  • عاطفه سلطانی، سید حمید محمودیان، علی هاشمی صفحات 73-79
    در این مقاله برای جداسازی کور منابع گفتار کانولوتیو، یک روش ماسک زمان- فرکانس بر اساس مفهوم زاویه هرمیشن ارائه شده است. زاویه هرمیشن بین بردار ترکیب (خروجی میکروفون ها) و بردار مرجع محاسبه می شود. در این مقاله ابتدا دو بردار مرجع مختلف برای محاسبه دو زاویه هرمیشن متفاوت فرض شده، سپس این زوایا با استفاده از روش های k-means و fuzzy-cmeans خوشه بندی می شود. مسئله جایگشت منابع، بر اساس خوشه بندیk-means ماسک های تخمینی که به گروه های کوچک دسته بندی شده اند حل می شود. نتایج شبیه سازی نشان می دهد عملکرد الگوریتم جداسازی با استفاده از دو بردار مرجع در مقایسه با یک بردار مرجع بهبود می یابد.
    کلیدواژگان: جداسازی کور منابع، تنک بودن، تعامد نامتصل پنجره بندی شده، زاویه هرمیشن، ماسک زمان، فرکانس
|
  • Saeed Shahrezaei, Ali Asghar Ghadimi, Majid Gandomkar, Majid Moazzami, Sanaz Shaheidari, Ali Reza Afshari Moghadam Pages 3-10
    Reliability of a system is the ability of a system to do prospected duties in future and the probability of desirable operation for doing predetermined duties. Power system elements failures data are the main data of reliability assessment in the network. Determining antiseptic parameters is the goal of reliability assessment by using system history data. These parameters help to recognize week points of the system. In other words، the goal of reliability assessment is operation improving and decreasing of the failures and power outages. This paper is developed to assess reliability indices of Bakhtar Regional Electricity Company up to 1393 and the improving methods and their effects on the reliability indices in this network. DIgSILENT Power Factory software is employed for simulation. Simulation results show the positive effect of improving methods in reliability indices of Bakhtar Regional Electricity Company.
    Keywords: Reliability Assessment, Bakhtar Regional Electricity Company, DIgSILENT Software
  • Hasan Seidi, Abbas Harifi, Amir Zare Shahri Pages 11-20
    Nowadays، the control of machenical systems with fewer inputs than outputs (Underactuated systems) has become a challenging problem for control engineers. The 2DOF Acrobot system is one of the appealing example of this category. The goal of this paper، is designing، modeling and implementation of an Acrobot system to use in linear control، digital control، robotics and artificial intelligence labs. So، at first، a suitable mechanism (simple and low price) was designed by SolidWorks. Then، the designed mechanism was made carefully. In the next step، dynamical model of the system was obtained based on Euler-Lagrange method. After implementation of some practical subsystem in the Simulink environment، the Acrobot system was linked with the MATLAB using a Data Acquisituon card.
    Keywords: Acrobot, Design, Implimentation, underactuated, MATLAB, DAQ
  • Mehdi Abolfazli, Afshin Lashkarara, Ahad Kazemi, Seyed Ali Nabavi Niaki Pages 21-30
    In this paper a suitable mathematical model of the two terminal HVDC system is provided for optimal power flow (OPF) and optimal location based on OPF such power injection model. The ability of voltage source converter (VSC) -based HVDC to independently control active and reactive power is well represented by the model. The model is used to develop an OPF-based optimal location algorithm of two systems two terminal HVDC to minimize the total fuel cost and active power losses as objective function. The optimization framework is modeled as non-linear programming (NLP) and solved by Matlab and GAMS softwares. The proposed algorithm is implemented on the IEEE 14- and 30-bus test systems. The simulation results show ability of two systems two terminal HVDC in improving the power system operation. Furthermore، two systems two terminal HVDC is compared by PST and OUPFC in the power system operation from economical and technical aspects.
    Keywords: VSC, HVDC, Optimal power flow, Optimal location, modeling, Non, Linear Programming
  • Shahrokh Shojaeean, Hadi Akrami Pages 31-40
    Considering the growing trend of the consumption of the electric power and the global tendency to substitute new renewable sources of energy، this paper proposes a Monte Carlo based method to determine an optimal level of this change. Considering the limitation of the wind farms in continuous supply of electric power، hydrostatic power storage facilities are used beside wind farms so that the electric power could be stored and fed in a continuous flow into power systems. Due to the gradual exclusion of conventional generators and 5 percent annual load increments، LOLE index was used in order to calculate the amount of the wind power and the capacity of the necessary power storage facility. To this end، LOLE index was calculated for the first year as the reference index for the estimation of the amount of wind power and the capacity of the storage facility in consequent years. For the upcoming years، calculations have been made to account for the gradual exclusion of conventional generators in proportion to load increments. The proposed method has been implemented and simulated on IEEE-RTS test system.
    Keywords: Wind power, Hydroelectric storage, Reliability, Monte Carlo, LOLE
  • Omid Mokhlesi, Seyed Hamid Zahiri, Naser Mehrshad, Seyed Mohammad Razavi Pages 41-52
    Researchers tendency to use different collective intelligence as the search methods to optimize complex engineering problems has increased because of the high performance of this algorithms. Gravitational search algorithm (GSA) is among these algorithms. This algorithm is inspired by Newton''s laws of physics and gravitational attraction. Random masses are agents who have searched for the space. This paper presents a new Fuzzy Population GSA model called FPGSA. The proposed method is a combination of parametric fuzzy controller and gravitational search algorithm. The space being searched using this combined reasonable and accurate method. In the collective intelligence algorithms، population size influences the final answer so that for a large population، a better response is obtained but the algorithm execution time is longer. To overcome this problem، a new parameter called the dispersion coefficient is added to the algorithm. Implementation results show that by controlling this factor، system performance can be improved.
    Keywords: Parametric fuzzy controller, Gravitational search algorithm (GSA), Scattering coefficient, Fuzzy Population model
  • Hamid Fekri Azgomi, Javad Poshtan Pages 53-62
    Induction motors are critical components in many industrial processes. Therefore، swift، precise and reliable monitoring and fault detection systems are required to prevent any further damages. The online monitoring of induction motors has been becoming increasingly important. The main difficulty in this task is the lack of an accurate analytical model to describe a faulty motor. A fuzzy logic approach may help to diagnose traction motor faults. This paper presents a simple method for the detection of stator winding faults (which make up 38% of induction motor failures) based on monitoring the line/terminal current amplitudes. In this method، fuzzy logic is used to make decisions about the stator motor condition. In fact، fuzzy logic is reminiscent of human thinking processes and natural language enabling decisions to be made based on vague information. The motor condition is described using linguistic variables. Fuzzy subsets and the corresponding membership functions describe stator current amplitudes. A knowledge base، comprising rule and data bases، is built to support the fuzzy inference. Simulation results are presented to verify the accuracy of motor’s fault detection and knowledge extraction feasibility. The preliminary results show that the proposed fuzzy approach can be used for accurate stator fault diagnosis.
    Keywords: Fault Detection, Induction Motor, fuzzy logic, Stator, Optimal Rules
  • Ali Asghar Pourhaji Kazem, Hossein Pedram, Hasan Abolhasani Pages 63-72
    Computational Grids have developed as a new approach to solve large scale problems in scientific، engineering and business areas. Open Grid services architecture is an adaptation of the service-oriented architecture which presents the Grid operation a set of service-oriented softwares. Grid services composition provides the possibility for users to submit their complex requirements as a single request. QoS-aware Grid service composition algorithms try to construct a composite Grid service which satisfies the user-defined constraints as well as to optimize the QoS parameters. All of the presented service composition approaches in the literature discard using the Grid services with unknown QoS values in the composition process. However، estimation of unknown QoS values of Grid services provides an opportunity for them to be selected as component Grid services in the constructed composite service. In this paper، a probabilistic QoS model is presented for estimating the unknown QoS values using Bayesian network. Experimental results indicate that estimating the unknown QoS values has high accuracy and leads to more efficient composite Grid services.
    Keywords: Grid Computing, Grid Services Composition, Quality of Service, Bayesian Network
  • Atefeh Soltani, Seyed Hamid Mahmoodian, Ali Hashemi Pages 73-79
    This paper presents a T-F masking method for convolutive blind source separation based on hermitian angle concept. The hermitian angle is calculated between T-F domain mixture vector and reference vector. Two different reference vectors are assumed for calculating two different hermitian angles، and then these angles are clustered with k-means or FCM method to estimate unmixing masks. The well-known permutation problem is solved based on k-means clustering of estimated masks which are partitioned to small groups. The experimental results show an improvement in performance when using two different reference vectors compared to only one.
    Keywords: Bind source separation (BSS), sparsity, w, disjoint orthogonality, hermitianangle, time, frequency masking