فهرست مطالب
نشریه مهندسی برق و مهندسی کامپیوتر ایران
سال دوازدهم شماره 2 (پیاپی 35، پاییز 1393)
- الف - مهندسی برق
- 88 صفحه،
- تاریخ انتشار: 1393/12/01
- تعداد عناوین: 10
-
-
صفحه 73در این مقاله دینامیک بلندمدت بازار برق با در نظر گرفتن عدم قطعیت تقاضای بار و عدم قطعیت های سمت عرضه شامل عدم قطعیت دسترس پذیری نیروگاه ها، عدم قطعیت تولید نیروگاه های آبی و عدم قطعیت تولید نیروگاه های بادی به کمک روش دینامیک سیستم (SD) مدل سازی شده است. همچنین نقش پرداخت ظرفیت بر دینامیک بازار برق و بر اثرات عدم قطعیت ها بر دینامیک بازار مدل سازی و تحلیل شده است. نتایج شبیه سازی، میزان و نحوه تاثیر هر یک از عدم قطعیت ها بر دینامیک بازار و اهمیت آنها در مدل سازی دینامیک بازار برق و نیز تاثیر مکانیزم پرداخت ظرفیت بر میزان اثرگذاری عدم قطعیت ها بر دینامیک بازار برق را نشان می دهد.
کلیدواژگان: دینامیک بازار برق، عدم قطعیت دسترس پذیری تولید، عدم قطعیت تولید آبی و بادی، عدم قطعیت بار -
صفحه 87شبکه های بیزی به عنوان چارچوبی قدرتمند برای بررسی پدیده های احتمالاتی در بسیاری از مسایل دنیای واقعی کاربرد موفقیت آمیزی داشته اما در حوزه قابلیت اطمینان سیستم های قدرت ترکیبی به ندرت مورد توجه قرار گرفته است. در مقایسه با روش های رایج، ارزیابی قابلیت اطمینان با شبکه های بیزی هم در مدل سازی و هم در تحلیل، قابلیت های افزوده ای فراهم می کند. از دیدگاه مدل سازی، بسیاری از فرضیات محدودکننده روش های رایج حذف می شود و از دیدگاه تحلیل، امکان انجام بسیاری از تحلیل های قابلیت اطمینان- محور فراهم می شود که در روش های رایج به ندرت در دسترس و به سختی قابل انجام است. در این مقاله، روشی جدید مبتنی بر مجموعه های انقطاع حداقل برای مدل سازی قابلیت اطمینان، ارزیابی قابلیت اطمینان و تحلیل های قابلیت اطمینان- محور در سیستم های قدرت ترکیبی با شبکه های بیزی پیشنهاد شده است.
ابتدا روشی جدید برای تعیین مجموعه های انقطاع حداقل در سیستم قدرت ترکیبی ارائه شده است. بر مبنای مجموعه های انقطاع حداقل، داده های قابلیت اطمینان تجهیزات و ارتباط منطقی بین گره ها، ساختار و پارامترهای مدل بیزی برای قابلیت اطمینان سیستم قدرت ترکیبی تعیین شده است. برای کاهش بار محاسباتی و کاربردپذیری روش برای سیستم های بزرگ، گره های واسط پیشنهاد و با مدل بیزی ترکیب شده است. با استفاده از مدل بیزی، تحلیل های قابلیت اطمینان- محور متعددی بر روی سیستم قدرت ترکیبی ارائه شده که برای مطالعات مختلف سیستم قدرت مفید بوده و در روش های رایج به سختی قابل انجام است. برای نمایش چگونگی استخراج مدل بیزی قابلیت اطمینان، روش پیشنهادی در شبکه RBTS به اجرا درآمده و برای اعتبارسنجی، نتایج آن با روش های دیگر مقایسه شده است. نتایج اجرای تحلیل های مختلف قابلیت اطمینان- محور در این شبکه بررسی شده و همچنین برای نمایش امکان پذیری در شبکه های بزرگ، روش پیشنهادی بر روی RTS اجرا شده است.
کلیدواژگان: تحلیل های قابلیت اطمینان، محور، سیستم قدرت ترکیبی، شبکه های بیزی، مجموعه های انقطاع حداقل، مدل سازی قابلیت اطمینان -
صفحه 99این مقاله چارچوبی را بر مبنای برنامه ریزی دینامیکی و تئوری بازی برای برنامه ریزی توسعه تولید منابع انرژی گسترده از دیدگاه سرمایه گذار ارائه می دهد. در چارچوب ارائه شده، جنبه ها و ویژگی های مختلف برنامه ریزی این منابع از جمله عدم قطعیت، ریسک و سایر خصوصیات آنها مورد توجه قرار گرفته است. در این مطالعه منابع بادی، گازی و برنامه های پاسخ گویی بار به عنوان منابع انرژی گسترده در نظر گرفته شده اند. عدم قطعیت های منابع بادی و برنامه های پاسخ گویی بار سبب می شود تا سرمایه گذاران این منابع دچار ریسک گردند و برای چیره شدن بر این مشکلات مدل اصلاح شده ای ارائه شده تا اثرات مداخلات سیاست گذار را بر توسعه منابع بادی و برنامه های پاسخ گویی بار ارزیابی نماید. این کار با بهره گیری از برنامه ریزی دینامیکی انجام پذیرفته و در هر مرحله از این برنامه ریزی، تعادل نش با استفاده از مدل کارنو محاسبه شده است. مدل ارائه شده عدم قطعیت ذاتی در تولید منابع بادی، برنامه های پاسخ گویی بار و عدم قطعیت در قیمت برق و سوخت را پوشش داده و می تواند حالت بهینه سرمایه گذاری در این منابع را ارائه نماید. برای نشان دادن موثربودن روش پیشنهادی، این روش بر روی یک شبکه نمونه اجرا شده است.
کلیدواژگان: برنامه ریزیدینامیکی، تئوری بازی، سیاست های حمایتی، منابع انرژی گسترده -
صفحه 109یکی از موضوعات جدید در شبکه های قدرت مدرن، امکان تبادل اقتصادی انرژی بین بازارهای برق موجود در کشورها یا نواحی مختلف است. این موضوع خصوصا در کشورهای اروپایی تحت عنوان کوپلینگ بازارهای برق مطرح شده است. در این مقاله، چارچوبی برای مدیریت تراکم شبکه انتقال و تسویه بازارهای برق چندگانه که در آن شرکت کنندگان امکان پیشنهاددهی به صورت هم زمان در بازارهای مختلف را از طریق خطوط بین ناحیه ای دارند، پیشنهاد شده است. در این چارچوب، بازارها به صورت مستقل چیدمان انرژی و ذخیره را انجام می دهند و یک نهاد هماهنگ کننده نیز تخصیص ظرفیت شبکه انتقال را بین آنها اجرا می کند. همچنین سه روش برای تسویه هم زمان انرژی و ذخیره پیشنهاد و امکان پیاده سازی آنها در شرایط بازارهای چندگانه بحث شده است. برای نشان دادن کارایی چارچوب پیشنهادی، آزمایش روی یک سیستم سه ناحیه ای 15شینه و سیستم استاندارد 96- IEEE RTS در شرایط سه بازاری انجام و مزیت آن نسبت به روش های دیگر تشریح شده است.
کلیدواژگان: بازارهای برق چندگانه، بازار انرژی، بازار ذخیره، کوپلینگ بازارها، مدیریت تراکم -
صفحه 119بیشتر توربین های بادی، فتوولتاییک و سلول های سوختی نیاز به یک مبدل DC/AC به عنوان یک رابط برای اتصال به شبکه خواهند داشت. منبع تولید پراکنده با واسط الکترونیک قدرتی شامل دو بخش، یکی مدار قدرت مبدل و دیگری کنترل های مبدل می باشد. در این مقاله روش جدیدی برای کنترل توان اکتیو و راکتیو منبع تولید پراکنده با واسط الکترونیک قدرتی بر مبنای کنترل جریان با استفاده از روش کنترل مدل درونی ارائه شده است. اصلی ترین مزیت استفاده از روش کنترل مدل درونی این است که مساله تنظیم یک کنترل کننده PI که نیازمند تنظیم دو پارامتر می باشد را به انتخاب تنها یک پارامتر که آن پهنای باند مطلوب حلقه- بسته () می باشد، کاهش می دهد. انتخاب نیز با توجه به زمان صعود پاسخ قابل محاسبه خواهد بود، لذا با انتخاب زمان صعود پاسخ می توان مقادیر KI و KP را تعیین کرد. در نتیجه تنها با انتخاب یک پارامتر یعنی زمان صعود پاسخ tr می توان سیستم را با زمان پاسخ مورد نظر و قابل کنترل طراحی و تنظیم کرد. روش کنترلی پیشنهادی برای کنترل توان منابع تولید پراکنده مبتنی بر واسط الکترونیک قدرتی در یک ریزشبکه در دو مد عملکرد متصل به شبکه و جدا از آن قابل استفاده خواهد بود.
کلیدواژگان: منبع تولید پراکنده، مبدل DC، AC، کنترل مدل درونی، زمان پاسخ -
صفحه 127در این مقاله یک روش کنترلی جدید جهت جذب حداکثر توان از توربین بادی مغناطیس دائم مجهز به مبدل ماتریسی ارائه می شود. در این روش با محاسبه سرعت بهینه دوران توربین و پیاده سازی روش جستجوی صعود، میزان جذب توان از باد در گستره تغییرات سرعت باد کنترل می شود. این فرایند بدون نیاز به کنترل دامنه و فرکانس ولتاژ ترمینال های ورودی مبدل، تخمین موقعیت روتور و استفاده از روش های کنترل برداری پیاده سازی می شود. در این روش با کنترل دامنه و فاز ولتاژ خروجی مبدل و از طریق راکتانس نشتی ترانسفوماتور، میزان تزریق توان به شبکه، گشتاور مغناطیسی و متناسب با آن سرعت توربین به طور غیر مستقیم کنترل می شود، به نحوی که همواره در سرعت های مختلف باد، بیشترین توان ممکن از باد، جذب و تحت ضریب قدرت واحد به شبکه تزریق گردد. در این راستا با طراحی مبدل ماتریسی مستقیم، الگوریتم کنترلی پیشنهادشده در محیط برنامه ریزی Matlab پیاده سازی شده و سپس نتایج حاصل مورد بررسی و تحلیل قرار می گیرند.
کلیدواژگان: مبدل ماتریسی، کنترل جستجوی صعود، کنترل سرعت سرپره، مولد سنکرون مغناطیس دائم، ردیابی نقطه جذب بیشینه توان -
افزایش بهره و پهنای باند تقویت کننده توزیع شده با کاهش تلفات و اثرات خازن های پارازیتی خط انتقال گیتصفحه 135در این مقاله یک ساختار جدید شامل خازن و مقاومت منفی، جهت افزایش بهره و پهنای باند تقویت کننده های توزیع شده ارائه شده است. ساختار ارائه شده در خط انتقال گیت تقویت کننده توزیع شده مورد استفاده قرار گرفته و مدار حاصل در نرم افزار Advanced Design System با استفاده از مدل μm CMOS 0/13 شبیه سازی شده است. خازن منفی در خط انتقال گیت اثرات خازن های پارازیتی سلول های بهره را کاهش داده و پهنای باند تقویت کننده را افزایش می دهد و در نتیجه موجب افزایش بهره ولتاژ مدار می شود. مقاومت منفی ایجادشده تلفات خطوط انتقال را کاهش و پهنای باند را افزایش می دهد. بهره ولتاژ شبیه سازی شده dB 15 با تغییر بهره dB 0/5± در باند فرکانسی GHz 49- 5/ 0 می باشد. ورودی و خروجی مدار با مقاومت Ω 50 تطبیق یافته اند و تلفات برگشتی از ورودی و خروجی به ترتیب زیر dB 8/15- و dB 9/2- است. این مدار دارای عدد نویزی کمتر از dB 4/6 و توان مصرفی آن mW 99 از منبع تغذیه V 1/8 استکلیدواژگان: تقویت کننده توزیع شده، Distributed Amplifier، مقاومت منفی، خازن منفی
-
صفحه 141در این مقاله کنترل سیستم تعلیق فعال 4/1 خودرو با عملگر هیدرولیکی و با محوریت مد لغزشی، توام با یک رویکرد تطبیقی انجام گرفته است. علت استفاده از کنترل مقاوم مد لغزشی، مقابله با انواع عدم قطعیت های ناشی از اثر اغتشاشات خارجی یا هرگونه رفتار غیر خطی موجود در سیستم است. در روش پیشنهادی، سطح لغزش با استفاده از یک استراتژی بهینه، جهت حداقل سازی یک تابع هزینه استخراج می شود که نتیجه آن یک سطح لغزش لگاریتمی است. دلیل پیشنهاد الگوریتم تطبیقی در این مقاله، وجود عدم قطعیت های غیر خطی، تغییرپذیر با زمان و دارای کران نامشخص در سیستم است. لازم به ذکر است که روش ارائه شده، ضمن آن که تاثیرات ناشی از عدم قطعیت پارامتری و همین طور اغتشاشات خارجی بر عملکرد سیستم را به طور چشم گیری کاهش می دهد، پایداری سیستم کنترلی لغزشی- تطبیقی را بر پایه تئوری پایداری لیاپانوف به اثبات می رساند.
کلیدواژگان: سطح لغزش لگاریتمی، سیستم تعلیق فعال، عدم قطعیت، کنترل تطبیقی، مد لغزشی -
صفحه 148در این مقاله به ارائه یک مدل هندسی دقیق کانال های چندورودی چندخروجی پهن باند برای کاربردهایی که ارتباط بین فضای باز به فضای بسته وجود دارد، می پردازیم. در این مدل، اثر توزیعی از پراکنده کننده های موجود در فضای باز در نظر گرفته می شود و همچنین پراکنده کننده های موجود در فضای بسته حول ایستگاه کاربر بر روی یک دیسک توخالی توزیع شده اند. برای این ساختار یک تابع همبستگی متقابل به شکل بسته ریاضی به دست می آوریم که تابع همبستگی متقابل به پارامترهای مختلفی همچون فاصله بین ایستگاه پایه و کاربر، فاصله المان های آنتن در ایستگاه پایه و کاربر و سمت گیری آنتن وابسته است. مقادیر عددی تابع همبستگی با استفاده از نرم افزار RPS برای کانال انتشار دانشکده برق و کامپیوتر دانشگاه سیستان و بلوچستان به دست می آید. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که در نظر گرفتن توزیع پراکنده کننده ها در فضای باز، منجر به نتایج واقعی تری برای تابع همبستگی و متعاقبا ظرفیت کانال انتشار می شود.
کلیدواژگان: تابع همبستگی متقابل، توزیع پراکنده کننده ها بین ایستگاه پایه و کاربرد، کانال های MIMO، مدل دیستگ توخالی -
تقدیر و تشکرصفحه 153
-
Page 73In this paper, the long-term dynamics of an electricity market is modeled, considering the load uncertainty. Moreover, the generation side uncertainties, including the uncertainties of the generators availabilities, the hydro generations and the wind generations are observed. The problem is analyzed by the System Dynamics (SD) method. Also, the effects of capacity payment on power market dynamics, with and without uncertainties, are modeled and analyzed. The simulation results show how the uncertainties may affect the long-term behavior of a power market. Moreover, it is shown how the effect of uncertainties on market dynamics, may be improved through capacity payment.
-
Page 87Bayesian Networks (BNs) as a strong framework for handling probabilistic events have been successfully applied in a variety of real-world problems, but they have received little attention in the area of composite power systems reliability assessment. Reliability assessment by BN provides some additional capabilities in comparison to conventional methods, both at the modeling and at the analysis levels. At the modeling level, several restrictive assumptions, implicit in the conventional methods, can be removed. At the analysis level, a variety of applicable reliability-based analysis which is hardly achievable in conventional methods, can be conveniently performed. This paper proposes a methodology based on Minimal Cutsets (MCs) to apply BNs to composite power system reliability modeling, reliability assessment and reliability-based analysis.To have a more accurate BN model, a new method of MC determination for composite power system is proposed. Bayesian structure is extracted, based on the determined MCs. Bayesian parameters are defined based on the logical relationships of nodes. To make the proposed method applicable to large composite power systems, virtual nodes are proposed and combined with Bayesian model. Also, a variety of reliability-based analyses are presented which are hardly achievable in conventional methods. The proposed method is validated by applying to RBTS and comparing the results with other reliability analysis methods. The proposed methodology is applied to the Reliability Test System (RTS), to show its feasibility in large networks.
-
Page 99This paper proposes a comprehensive framework for distributed energy resource (DER) expansion planning from investors’ viewpoint based on a combination of dynamic programming algorithm and game theory. In this framework, different aspects of DER planning i.e. their uncertainties, risks, pollution, etc. are included. Wind turbines, gas engines and demand response (DR) programs are considered as DERs in this study. The intermittent nature and uncertainty of wind power generation and also uncertainty of demand response programs will cause the investors to consider risk in their investment decisions. In order to overcome this problem, a modified model has been derived to study the regulatory intervention impacts on wind expansion planning and implementing DR programs. Dynamic programming method is utilized for this problem solving and in each step, the Nash equilibrium point is calculated using Cournot model. A model based on intermittent nature of wind power generation and uncertainties of DR programs is developed which can calculate the optimal investment strategies. The effectiveness of the proposed model is proved through implementing on a test system.
-
Page 109Energy exchange among the electricity markets is a new issue in modern power systems. This issue, especially in Europe, has been identified as a market coupling. In this paper, a framework for congestion management and clearing of multiple electricity markets, in which the market participants can place their bids simultaneously in different markets across an interconnection, is proposed. In this framework, the markets dispatch the energy and the reserve, independently. A central coordinator entity, then, runs the allocation of transmission capacity among the electricity markets. Three methods for simultaneous clearing of the energy and reserve are also proposed. The possibility of implementation of the proposed methods in multiple markets is discussed. The numerical results for three-area 15-bus and IEEE RTS-96 test systems in a triple-market case are presented, to demonstrate the effectiveness of the proposed approach as compared with the other approaches.
-
Page 119Most wind turbines, photovoltaic and fuel cells need a DC/AC converter as an interface for connection to the main grid. Power electronics based distributed generation resource has two parts: power circuit and control circuit of converter. In this paper, a new method which is based on current control by using internal model control method is presented, in order to control active and reactive power of power electronics interfaced distributed generation resource. The main benefit of using internal model control method is that it can reduce number of required parameters for PI controller tuning to one parameter which is desired closed-loop band width (). It should be mentioned that parameter can be computed regarding response rise time. Therefore, values of KI and KP can be determined with the selection of desired band width. So, the system can be designed just with the selection of one parameter (rise time tr). The proposed control method can be used in micro-grids containing power electronic interfaced DGs, in both modes of operation (connected to grid and islanded micro-grid).
-
Page 127In this paper, a new control method is proposed for extracting the maximum power of wind turbines equipped with Permanent Magnet Synchronous Generator (PMSG), which is connected to the grid via a matrix converter. The method calculates the optimal rotation speed of wind turbine and finds the optimal operation point by hill climbing method. The proposed method is simple and it does not need to use some complex methods such as field oriented and rotor position estimation. Wind turbine speed, electrical torque and consequently maximum output power of wind turbine are obtained by the perfect control of output phases and amplitudes of matrix converter. Moreover, the maximum power is injected to the grid under unity power factor. The proposed method is simulated in MATLAB programming software and the obtained results approve the validity of the method.
-
Page 135In this paper, a new structure composed of a negative capacitance and resistance is presented in order to increase gain and bandwidth of distributed amplifiers. The proposed structure is used at the gate transmission line of the distributed amplifier and the obtained circuit has been simulated using 0.13µm CMOS model. The negative capacitance at the gate transmission line decreases parasitic effects of gain cells and increases amplifier bandwidth and accordingly increases voltage gain. The generated negative resistance decreases transmission lines losses and increases bandwidth. Simulated voltage gain is 15dB with ±0.5 dB gain flatness over 0.5-49 GHz frequency band. Circuit input and output are matched with 50Ω resistance; and input and output return losses are -8.15 dB and -9.2 dB, respectively. This circuit has a noise figure less than 4.6 and its power consumption is 99 mW from 1.8 V power supply.
-
Page 141In this paper, a quarter car active suspension system with a hydraulic actuator, has been controlled by sliding mode coupled with an adaptive approach. To deal with all kinds of uncertainty arising from the effect of external perturbation or the any nonlinear behavior system, sliding mode control has been used. In the proposed method the sliding surface, by using an optimal strategy to minimize the optimal cost function is derived, so the result is a logarithmic sliding surface. Adaptive algorithms proposed in this paper because of the nonlinear variability by time and not bounded uncertainty in the system. While the effects of parameter uncertainties and external disturbances to system performance have been dramatically reduced, the stability of control system proves based on the Lyapanof theory. The proposed control method has been done on a quarter car active suspension system with a hydraulic actuator. Simulation results of the proposed method show that the activation of suspension system by the proposed method increases its performance compare with the passive suspension system.
-
Page 148The paper presents a geometry-based MIMO channel model for outdoor-to-indoor applications. The propagation channel model is derived when indoor scatterers are located on a hollow-disk around the user and a distribution of outdoor scatterers exists between the base station and the user. The closed-form Cross-Correlation Function (CCF) is derived for the aforementioned scenario. This function depends on various parameters of interest including the distance between the base station and the user، the spacing among antennas elements، and the directions of the antennas elements. The numerical CCF values are obtained with Radiowave Propagation Simulator (RPS) software for the building of Electrical and Computer Engineering School at the University of Sistan and Baluchestan. The results show that considering the outdoor scatterers increases the accuracy of the CCF and the capacity computation significantly.
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.