مرکز منطقه ای اطلاع رسانی علوم و فناوریفصلنامه مهندسی برق و مهندسی کامپيوتر ايران16823745171201968Global Hybrid Modeling and Control of a DC-DC Buck-Boost Converter via Mixed Logical Dynamical Systemsمدل‌سازی و کنترل هیبرید سرتاسری مبدل DC-DC باک- بوست به وسیله سیستم‌‌های دینامیکی- منطقی مخلوط112faمحمدهجریدانشگاه صنعتی سهند2017910This paper presents a new model for a DC-DC buck-boost converter considering its all controlled and uncontrolled switching phenomena in both continuous and discontinuous conduction modes. The proposed model is developed based on hybrid systems theory using mixed-logical dynamical (MLD) systems, and an improved version of these systems called as extended mixed-logical dynamical (EMLD) Systems. Compared to the existing MLD and EMLD models of the DC-DC converters, the proposed model contains fewer numbers of integer variables and inequalities, and, as a result, leads to the less complexity and solution time of the mixed integer optimization problems arising from the corresponding hybrid model predictive controllers. The advantage of the proposed modeling and control method is evaluated via the comparison of the existing MLD models and hybrid predictive controllers as well as classic proportional-integral (PI) controllers. Moreover, the theoretical challenges for the closed-loop stability proof are discussed and in this regard some future research outlines and ideas are introduced. The steady state and transient performance of the closed-loop control system over a wide range of the operation points show the satisfactory operation of the proposed modeling and control scheme for the DC-DC buck-boost converter.این مقاله به ارائه یک مدل جدید برای مبدل DC-DC باک- بوست با در نظر گرفتن پدیده‌‌های سوئیچینگ کنترل‌‌‌شده و کنترل‌نشده در دو مد هدایتی پیوسته و ناپیوسته می‌پردازد. این مدل بر اساس نظریه سیستم‌‌های هیبرید و با استفاده از مدل سیستم‌‌های دینامیکی- منطقی مخلوط (MLD) و یک نوع بهبودیافته این سیستم‌ها موسوم به سیستم‌‌های دینامیکی- منطقی مخلوط توسعه‌یافته (EMLD) ارائه می‌گردد. روش مدل‌سازی پیشنهادی در مقایسه با مدل‌‌های MLD و EMLD موجود از تعداد متغیر‌های گسسته و نامساوی‌‌های کمتری برخوردار بوده و در نتیجه منجر به کاهش پیچیدگی در ساختار مسأله بهینه‌سازی مخلوط و زمان حل آن در کنترل‌کننده‌‌های پیش‌بین متناظر می‌شود. این برتری از طریق مقایسه روش پیشنهادی با کار‌های مشابه قبلی و همچنین کنترل‌کننده‌‌های کلاسیک از نوع تناسبی- انتگرالی (PI) مورد ارزیابی قرار می‌گیرد. مضاف بر این، چالش‌‌های اثبات پایداری برای سیستم حلقه بسته، مورد بحث قرار گرفته و در این ارتباط، چشم‌اندازهایی برای کار‌های تحقیقاتی آینده مطرح شده است. رفتار حالت ماندگار و گذرای سیستم حلقه‌بسته در رنج وسیعی از نقاط کاری، نشان از عملکرد مطلوب این سبک از مدل‌سازی و کنترل برای مبدل باک- بوست دارد.

http://ijece.org/ar/Article/Download/28496

مرکز منطقه ای اطلاع رسانی علوم و فناوریفصلنامه مهندسی برق و مهندسی کامپيوتر ايران16823745171201968Optimal Strategy Determination of Preventive Maintenance Scheduling in the Presence of Demand Response Resourcesتعیین استراتژی بهینه برنامه‌ریزی نگهداشت پیشگیرانه در حضور منابع پاسخگوی بار1322faوحیدشریفیدانشگاه شهید باهنر کرمانمسعودرشیدی‌نژاددانشگاه شهید باهنر کرمانامیرعبداللهی دانشگاه شهید باهنر کرمانمژگانملاحسنی‌پوردانشگاه سیستان و بلوچستان2017226In this paper, a new method is proposed for maintenance scheduling of generation units in a competitive electricity market environment. The problem of productive maintenance scheduling is one of the most important problems in the restructured power system due to its impact on the safety and emission of pollutants and producers' profits. In order to consider producers' risk, productive maintenance scheduling has been modeled from the producer's point of view using non-cooperative game theory, which is used to achieve an optimal Nash equilibrium strategy. On the other hand, the independent system operator seeks to achieve a level of appropriate reliability and pollution reduction. In this paper, load response programs are one of the options for influencing energy policy decision-making. Also, the coordination procedure has been used to coordinate producers' maintenance programs with reliability-pollution maintenance program. The proposed model has been implemented on the IEEE-RTS Modified 24 Bus. The results indicate the effectiveness of the proposed method.در این مقاله روشی نوین به‌منظور برنامه‌ریزی نگهداشت واحدهای تولیدی در محیط رقابتی بازار برق ارائه شده است. مسئله برنامه‌ریزی نگهداشت تولیدی به علت تأثیرگذاری بر روی امنیت و انتشار آلایندگی سیستم و سود تولیدکنندگان یکی از مهم‌ترین موضوعات در محیط تجدید ساختاریافته سیستم قدرت می‌باشد. به‌منظور در نظرگیری ریسک تولیدکنندگان، برنامه‌ریزی نگهداشت تولیدی از دیدگاه تولیدکنندگان با استفاده از تئوری بازی‌های غیر مشارکتی مدل گردیده که به‌منظور دست‌یابی به استراتژی بهینه از تعادل نش بهره برده شده است. از سوی دیگر، بهره‌بردار مستقل سیستم به دنبال دست‌یابی به سطح قابلیت اطمینان مناسب و کاهش آلایندگی است. در این بین برنامه‌های پاسخگوی بار یکی از گزینه‌های اثرگذار بر سیاست‌های حوزه تصمیم‌گیری انرژی می‌باشند. در این مقاله از منابع پاسخگوی بار به‌عنوان منبعی مجازی برای تدارک رزرو سیستم بهره برده شده است. همچنین به‌منظور هم‌سوساختن برنامه نگهداشت تولیدکنندگان با برنامه نگهداشت قابلیت اطمینان– آلایندگی محور از فرایند هماهنگ‌سازی بهره برده شده است. مدل پیشنهادی بر روی شبکه استاندارد 24 باس اصلاح‌شده IEEE-RTS پیاده‌سازی شده و نتایج حاصل، نشان‌دهنده کارامدی روش پیشنهادی است.

http://ijece.org/ar/Article/Download/28497

مرکز منطقه ای اطلاع رسانی علوم و فناوریفصلنامه مهندسی برق و مهندسی کامپيوتر ايران16823745171201968Lifetime Estimation of Distribution Transformers in Present of Harmonic Loads: Case Study of Ilam Distribution Transformersتخمین طول عمر ترانسفورماتورهای توزیع در حضور بارهای هارمونیکی: مطالعه موردی ترانسفورماتورهای توزیع شهرستان ایلام2332faرحمتاعظمیدانشگاه ایلامامینمرادخانیدانشگاه ایلاممحمدحسنپرهیزگاریشرکت توزیع نیروی برق استان ایلامداریوشباقریشرکت برق منطقه‌ای غرب20171013One of the main components of distribution systems is transformer, and their failure will cause irreparable damage in power systems and distribution companies. These failures are to increase the losses of the transformers due to the increase of harmonics, especially the current harmonics. These losses increase the temperature of transformers and reduced the lifetime of distribution transformers. In this paper evaluated losses and lifetime in the presence of harmonic loads in Ilam distribution transformers. Technical and practical assessments of the presence of harmonic loads and their effect on the lifetime of transformers have been investigated. According to the obtained results the useful lifetime of some transformers from 30 years to 17 years are decreased.ترانسفورماتورها یکی از اجزای اصلی سیستم‌های توزیع می‌باشند که خرابی آنها خسارت‌های جبران‌ناپذیری را برای سیستم‌‌های قدرت و شرکت‌های توزیع در بر خواهد داشت. علت اکثر این خرابی‌ها افزایش تلفات ترانسفورماتورها در اثر افزایش هارمونیک‌ها به خصوص هارمونیک‌های جریان می‌باشد. این تلفات باعث افزایش دمای نقاط مختلف ترانسفورماتور گردیده و موجب کاهش عمر ترانسفورماتورهای توزیع و در نتیجه آسیب‌دیدن شبکه‌های توزیع می‌گردد. به ‌همین منظور در این مقاله ضمن ارائه روابط حاکم بر تلفات ترانسفورماتورهای توزیع در حضور بارهای هارمونیکی و با توجه به داده‌های موجود برای سه ترانسفورماتور توزیع نمونه شهرستان ایلام، ارزیابی فنی و عملی حضور بارهای هارمونیکی انجام و تأثیر آنها بر روی تلفات ترانسفورماتورهای تحت بررسی ارائه گردیده است. بررسی‌های انجام‌شده در حضور این بارهای هارمونیکی، کاهش طول عمر مفید برخی ترانسفورماتورها را از 30 به 17 سال نشان می‌دهد.

http://ijece.org/ar/Article/Download/28498

مرکز منطقه ای اطلاع رسانی علوم و فناوریفصلنامه مهندسی برق و مهندسی کامپيوتر ايران16823745171201968Economic Load Dispatch in Power Plants, Taking into Account Environmental Pollutants and System Security Indices Using Multi-Objective Harmony Search Algorithmتوزیع اقتصادی توان در نیروگاه‌ها با در نظر گرفتن آلاینده‌های زیست‌محیطی و شاخص‌های پایداری سیستم با استفاده از الگوریتم جستجوی هارمونی چندهدفه3341faحسینشریفیدانشگاه سیستان و بلوچستانمحموداوکاتی صادقدانشگاه سیستان و بلوچستان2017517Public sensitivity to environmental issues in the economic dispatch is also impressive. In this case it is necessary to consider the costs of pollution in the economic dispatch. Before the introduction of the concept of power system security, the subject of economic load dispatch normally focused on economic aspects rather than security of the system. Today, with the expansion of the power grid and system load, combination of stability and economic load dispatch indices has become a critical necessity. This article will consider the issue of solving the economic dispatch of power plants considering the emissions and security indices of the network. Using penalty functions, system security indices are added to the objective function of economic load dispatch problem. Since fuel costs and emission reduction targets are relatively contrasting, problem solving of economic load dispatch and emission reduction leads to a multi-objective optimization problem. Given the complexity of objective functions and necessity of the considering the practical constrains of power plants operation and security indices reveal more than ever the need to use efficient methods to optimize. In this article Multi Objective Harmony Search algorithm (MOHS) has been used to solve the problem. The results show that MOHS algorithm is excellent for convergence and accuracy compared to other employed methods. The proposed testing system used to solve the problem is IEEE test system with 10 power generation units, 39 bus and 46 transmission line.حساسیت افکار عمومی نسبت به مسایل زیست‌محیطی در مسئله پخش بار اقتصادی نیز تأثیرگذار می‌باشد و در این صورت لازم است تابع هزینه مربوط به آلودگی نیز در مسئله پخش بار اقتصادی در نظر گرفته شود. قبل از معرفی مفهوم امنیت سیستم قدرت، مسئله پخش بار اقتصادی به‌طور معمول بر جنبه‌های اقتصادی بهره‌برداری متمرکز بود تا بر جنبه‌های امنیتی سیستم. امروزه با گستردگی شبکه قدرت و افزایش بار، ترکیب شاخص‌های پایداری شبکه با مفهوم پخش بار اقتصادی به یک ضرورت مهم تبدیل شده است. این مقاله به حل مسئله پخش بار اقتصادی با در نظر گرفتن مسئله آلایندگی نیروگاه‌ها و شاخص‌های امنیتی شبکه می‌پردازد. شاخص‌های امنیتی سیستم توسط توابع پنالتی به تابع هدف مسئله پخش بار اقتصادی اضافه شده است. از آنجایی که کاهش هزینه‌های سوخت و آلایندگی دو هدف نسبتاً متضاد می‌باشند حل مسئله توزیع اقتصادی توان و کاهش آلایندگی به یک مسئله بهینه‌سازی چندهدفه منجر می‌شود. پیچیدگی توابع هدف و لزوم در نظر گرفتن قیود بهره‌برداری نیروگاه‌ها و شاخص‌های امنیتی نیاز به استفاده از روش‌های کارامد بهینه‌سازی را بیش از پیش آشکار می‌کند. در این مقاله الگوریتم جستجوی هارمونی چندهدفه (MOHS) برای حل مسئله به کار گرفته شده است. نتایج نشان می‌دهد که MOHS از جهت همگرایی و دقت از قابلیت بسیار خوبی نسبت به سایر روش‌های به کار گرفته شده برخوردار است. سیستم تست به کار رفته برای حل مسئله پیشنهادی، سیستم تست IEEE با 10 واحد نیروگاهی، 39 باس و 46 خط انتقال می‌باشد.

http://ijece.org/ar/Article/Download/28500

مرکز منطقه ای اطلاع رسانی علوم و فناوریفصلنامه مهندسی برق و مهندسی کامپيوتر ايران16823745171201968Probabilistic Modeling of Fast Charging Station Load Demand for Public Electric Vehiclesمدل‌سازی احتمالی تقاضای بار ایستگاه شارژ سریع برای خودروهای الکتریکی عمومی4250faحسین یوسفیدانشگاه شهید بهشتیمقدادتورانداز کناریدانشگاه شهید بهشتیمحمدصادقسپاسیاندانشگاه شهید بهشتی20171127Considering economic and environmental factors, it is expected that the number of plug-in electric vehicles (PEVs) will be increased, rapidly. The high penetration of EVs, can affect the power system. Therefore, in recent years, various studies have paid their attention to the impacts of PEVs charging on the network. In this paper, a probabilistic model based on the queueing theory is extracted using Monte Carlo simulation for modeling EV charging station load. It is assumed that the vehicles are the taxis of Amol city in Mazandaran province. Required data such as the time of arrival and the state of charge of the battery before charging, were collected and extracted using three methods from intra-city taxis in the city of Amol. To obtain the demand load of EV charging, the traffic-based behavior of drivers is needed. This behavior is stochastic. Therefore, its related variables will not be deterministic and must be evaluated using probabilistic methods.با توجه به عوامل اقتصادی و زیست‌محیطی، انتظار می‌رود در آینده‌ای نزدیک استفاده از خودروهای الکتریکی به‌خصوص با قابلیت اتصال به شبکه، افزایش قابل توجهی پیدا کند. نفوذ بالای خودروهای الکتریکی می‌تواند شبکه را تحت تأثیر قرار دهد و از این رو در سال‌های اخیر مطالعات زیادی به اثرات شارژ خودروهای الکتریکی بر روی شبکه پرداخته‌اند. در این مقاله، مدلی احتمالی بر پایه تئوری صف و همچنین شبیه‌سازی مونت‌کارلو با نرم‌افزار ED برای استخراج تقاضای بار ایستگاه شارژ سریع ارائه‌ شده است، با این فرض که خودروهای مورد بررسی، تاکسی‌های شهرستان آمل در استان مازندران باشند. داده‌های مورد نیاز مانند زمان مراجعه و وضعیت شارژ باتری قبل از شارژگیری، با سه روش از تاکسی‌های درون‌شهری شهرستان آمل جمع‌آوری و استخراج شده است. به دست آوردن منحنی تقاضای بار شارژ خودروهای الکتریکی نیازمند داده‌هایی می‌باشد که وابسته به رفتار ترافیکی رانندگان است. از آنجایی که رفتار صاحبان خودرو غیر قطعی می‌باشد، در نتیجه این داده‌ها به‌صورت متغیرهای غیر قطعی تعریف شده و توسط روش‌های احتمالی مورد ارزیابی قرار گرفته‌اند.

http://ijece.org/ar/Article/Download/28501

مرکز منطقه ای اطلاع رسانی علوم و فناوریفصلنامه مهندسی برق و مهندسی کامپيوتر ايران16823745171201968Design and Implementation of Brushless DC Motor Drive Using Current Source Inverter Based on Space Vector Modulation Strategyطراحی و ساخت درایو موتور جریان مستقیم بدون جاروبک با استفاده از اینورتر منبع جریان بر مبنای مدولاسیون بردار فضایی5159faسعیدپاک‌سازدانشگاه کاشانابوالفضلحلوایی نیاسرمهندسی برق و کامپیوتر00000003426551202018611Today, the brushless DC motors (BLDCs) have been widely used in industry due to their unique advantages. These motors are generally fed from voltage source inverters (VSIs). These inverters have a very simple structure, but have problems such as unwanted short circuit across dc-bus and using bulky capacitor in the dc-bus. Using the current source inverters (CSI) is one of the ways to reduce the mentioned problems in VSI-BLDC motor drives. In this paper, the space vector modulation (SVM) strategy is employed for switching in CSI-BLDC motor drive in order to reduce the switching losses, minimize current and torque ripple and increase the reliability of the drive. The BLDC motor drive model is implemented in the Proteus simulator software and the motor behavior is simulated at different speeds. In order to confirm the simulation results, an experimental setup system is designed, implemented and tested.استفاده از موتورهای جریان مستقیم بدون جاروبک (BLDC) به دلایل متعددی امروزه مورد توجه صنعت قرار گرفته است. این موتورها عموماً از طریق اینورترهای منبع ولتاژ (VSI) تغذیه می‌شوند که این اینورترها دارای ساختاری بسیار ساده هستند اما مشکلاتی چون احتمال آسیب‌دیدن سوئیچ‌ها بر اثر اتصال کوتاه ناخواسته در آنها محتمل است. همچنین لزوم به کارگیری خنک‌ساز قوی و نیاز به استفاده از خازن بزرگ در لینک DC از دیگر مسایل این اینورترهاست. استفاده از اینورترهای منبع جریان (CSI) از راه‌های کاهش این مشکلات در درایو موتورهای BLDC بر مبنای VSI است. در این مقاله به منظور کاهش تلفات کلیدزنی (سوئیچینگ)، حداقل‌نمودن ضربان‌های جریان و گشتاور و افزایش قابلیت اطمینان درایو از روش مدولاسیون پهنای پالس بردار فضایی (SVM) در درایو موتور BLDC بر مبنای CSI استفاده می‌گردد. درایو موتور طراحی‌شده در هر محیط نرم‌افزاری Proteus، مدل‌سازی شده و رفتار موتور در سرعت‌های مختلف شبیه‌سازی می‌گردد. جهت صحه‌گذاری نتایج تئوری و شبیه‌سازی، یک نمونه آزمایشگاهی از درایو پیشنهادی، طراحی، ساخته و تست می‌شود

http://ijece.org/ar/Article/Download/28502

مرکز منطقه ای اطلاع رسانی علوم و فناوریفصلنامه مهندسی برق و مهندسی کامپيوتر ايران16823745171201968Low Phase-Noise and Strong Start-Up Condition Voltage Controlled Oscillator for K Band Applicationsنوسان‌ساز کنترل‌شونده با ولتاژ به همراه شرایط راه‌اندازی قوی و نویز فاز کم برای کاربردهای باند K6068faمصطفیکاتبیبرقعباسنصریدانشگاه زنجانسیروسطوفاندانشگاه زنجانحبیب‌اللهزلفخانیدانشگاه زنجان2018423This paper presents a voltage controlled oscillator (VCO) based on a cross-coupled pair and Colpitts structures for K-band applications. By employing cross-coupled pair and Colpitts structures, the dc power consumption and phase noise was reduced. By using inductors between cross-coupled pair and Colpitts structures, the effective transconductance was enhanced and robust the start-up condition. In order to cover a wide frequency tuning range, a capacitor bank was used. The VCO has been designed and simulated in TSMC 0.18 µm CMOS technology. Simulation results showed that the simulated phase noise of center frequency (24.25 GHz), at 1-MHz offset frequency is-120 dBc/Hz and the figure of merit is -195.67 dBc/Hz. The covering frequency range and tuning range of this VCO are 1.4 GHz and 5.7%, respectively. The occupied area of the layout is 335 µ2m and the power consumption of this VCO was 15.92 mW from 1.5 V supply voltage.در این مقاله طراحی و شبیه‌سازی یک نوسان‌ساز کنترل‌شونده با ولتاژ برای کاربردهای باند K ارائه شده است. در طراحی این مدار از ترکیب ساختارهای زوج ضربدری و کولپیتس برای بهره‌مندی از مزایای آنها به صورت هم‌زمان استفاده شده است. با به کارگیری ترکیب این دو ساختار در مدار پیشنهادی، شرایط راه‌اندازی و نویز فاز آن بهبود یافته است. همچنین با قراردادن دو سلف در میان ساختار زوج ضربدری و ساختار کولپیتس، ترارسانایی مؤثر نوسان‌ساز کنترل‌شونده با ولتاژ افزایش یافته و شرایط راه‌اندازی بهتر شده است. این مدار با استفاده از بانک خازنی سوئیچ‌شونده، گستره فرکانسی زیادی را پوشش می‌دهد. نتایج شبیه‌سازی نوسان‌ساز پیشنهادی، بیانگر این است که مدار برای فرکانس 25/24 گیگاهرتز در آفست 1 مگاهرتز، دارای نویز فاز dBc/Hz - 120 و ضریب شایستگی dBc/Hz 67/195- است. گستره فرکانسی پوشش داده شده توسط این نوسان‌ساز کنترل‌شونده با ولتاژ 4/1 گیگاهرتز و گستره تنظیم آن در حدود 7/5%، حول فرکانس مرکزی است. مدار پیشنهادی دارای ابعاد جانمایی 2µm 335/0 در فناوریCMOS µm 18/0 TSMC با منبع تغذیهV 5/1 و توان مصرفی mW 92/15 است.

http://ijece.org/ar/Article/Download/28503

مرکز منطقه ای اطلاع رسانی علوم و فناوریفصلنامه مهندسی برق و مهندسی کامپيوتر ايران16823745171201968New Decentralized Observers for a Large Scale Nonlinear Interconnected Systemsطراحی رؤیتگر غیر متمرکز برای اندازه‌گیری جریان سیال چندفازی بر اساس تئوری مقدار میانگین دیفرانسیل (DMVT)6976faابوالفضلوروانی فراهانیدانشگاه شهید بهشتیمحسنمنتظریدانشگاه شهید بهشتی2018419In this paper, a new decentralized observer scheme based on combination of two large scale interconnected subsystems is proposed. It discusses design problem of flow measurement by partial differential equation (PDE) observer for state estimation of a quasi linear system without external disturbance and without measurement noise. The measurement system is decomposed into two subsystems according to their locations, condensate and gas pipes, such that each subsystem has interconnection with other. By using matrix form Navier Stocks equations and Lyapunov technique, inequality at each subsystem, a Lyapunov-based design of PDE observer is developed such that the resulting estimation error system is exponentially stable and presented in terms of standard linear matrix inequalities (LMIs). The first mean value theory for integrals is used in the observer design development. The proposed method may be used as a backup for existing systems in the operation field or as a main system for new established plants.در اين مقاله يك رؤيتگر جديد براي اندازه‌گيري جريان چندفازي نفت و گاز ارائه شده كه نوآوري اصلي آن استفاده از تئوری دیفرانسیل میانگین مقدار (DMVT) در اندازه‌گيري جريان چندفازي ورودي پالايشگاه گازي مي‌باشد و شرايط كافي همگرايي با تبديل به نامعادله ماتریسی خطی (LMI) اثبات گرديده است. جريان چندفازي ورودي به پالايشگاه توسط يك سيستم غير خطي غير متمركز ليپشيتز كه متشكل از زيرسيستم‌هاي به هم مرتبط مي‌باشد، مدل گرديده و دبی مایع و گاز دوفازی با لحاظ ارتباط بين دو زيرسيستم در هر خط به صورت جداگانه تخمین زده می‌شود. این تخمین با شبيه‌سازي انجام‌شده در نرم‌افزار HYSYS با استفاده از داده‌های اندازه‌گیری در دسترس واقعي در يك پالايشگاه گازي موجود در پارس جنوبي مقایسه شده و مشاهده می‌گردد که نتایج حاصل بر ارقام عملياتي موجود منطبق می‌باشد. مطابق با استاندارد MPMS-API دقت اندازه‌گيري براي مبناي مبادلات مي‌بايست بهتر از 15/0% باشد كه در روش جديد دقت اندازه‌گيري 1/0% است كه همين امر نشان‌دهنده کارایی روش ارائه‌شده می‌باشد.

http://ijece.org/ar/Article/Download/28504