مرکز منطقه ای اطلاع رسانی علوم و فناوریفصلنامه مهندسی برق و مهندسی کامپيوتر ايران1682374519320211128Design and Implementation of High Impedance Fault Relay Based on Harmonic Analysis Algorithm for Ahvaz 33 kV Distribution Networkطراحی و ساخت رله‌ی خطای امپدانس بالا بر اساس تحلیل هارمونیکی برای شبکه‌ی توزیع 33 کیلوولت شهرستان اهواز152166faمهديمناديدانشگاه شهید چمران اهواز سیدقدرت‌الهسیف‌الساداتدانشگاه شهید چمران اهوازرضاکیانی‌نژاددانشگاه شهید چمران اهوازمحمدبهاری پورشرکت فولاد خوزستان2020719Over current relays that are used commonly in distribution system can't detect high impedance fault. Therefore for that purpose it is necessary to design special algorithms. In this paper, a method based on harmonic analysis is presented. In this technique, the proposed relay, after fault occurs, extracts the required harmonic and according designed algorithm, occurrence of fault is reported. Software of this relay for different scenarios of high impedance faults was tested; also its hardware of relay in laboratory tests could correctly identify events.وقوع خطاهای امپدانس بالا (HIF) در شبکه‌های توزیع برق، خطرات جانی و مالی عمده‌ای را می‌تواند به همراه داشته باشد. از سوی دیگر، تشخیص این قبیل خطاها معمولاً توسط رله‌های اضافه جریان که معمولاً در سیستم‌های توزیع مورد استفاده قرار می‌گیرند، قابل انجام نیست و لازم است الگوریتم‌های خاصی برای آن طراحی و پیشنهاد گردد. در این مقاله، ابتدا ماهیت این خطاها و روش‌های شبیه‌سازی آنها مورد بررسی قرار گرفته و سپس با بررسی روش‌های قابل استفاده جهت تشخیص آنها، روشی مبتنی بر تحلیل‌های هارمونیکی ارائه شده است. در این روش، رله پیشنهادی پس از وقوع خطا، هارمونیک‌های مورد نیاز را استخراج نموده و با الگوریتمی که از قبل برای آن برنامه‌ریزی شده است، وقوع خطا را تشخیص می‌دهد. در این مقاله، نحوه ساخت رله پیشنهادی و بخش‌های مختلف سخت‌افزار آن توضیح داده شده است. همچنین نرم‌افزار این رله برای حالت‌های گوناگون وقوع خطاهای امپدانس بالا تحت آزمایش قرار گرفته و سخت‌افزار مربوط به آن نیز در آزمون آزمایشگاهی در تشخیص این خطاها موفق بوده است. با توجه به این که سخت‌افزار مورد استفاده در این رله می‌تواند با تغییرات اندکی برای سایر رله‌ها نیز مورد استفاده قرار گیرد، جزئیات مربوط به طراحی سخت‌افزار هم در این مقاله بیان شده است.http://ijece.org/ar/Article/Download/28951

مرکز منطقه ای اطلاع رسانی علوم و فناوریفصلنامه مهندسی برق و مهندسی کامپيوتر ايران1682374519320211128A New Method for Performance Evaluation of Wind Turbines and Wind Farms Using Extended Capacity Factor – Case Study of Manjil Wind Farmرویکردی جدید برای ارزیابی عملکرد توربین‌ها و مزارع بادی به کمک شاخص توسعه‌یافته ضریب ظرفیت- مطالعه‌ی موردی مزرعه بادی منجیل167179faسید حامددلخوش اباتریدانشگاه تربیت مدرسمصطفیپرنیانیدانشگاه صنعتی شریف2020629Nowadays, with the increasing share of wind power in electrical energy sector, performance evaluation indices are of great importance. Such indices can lead to optimal utilization of invested capital and effective development of existing wind farms. Despite having some of the required characteristics, the capacity factor based on traditional definition has some limitation. This study aims to extend the concept of capacity factor and presents a comprehensive formulation in order to calculate this index using measured and simulated data for one turbine, all turbines connected to a feeder or a busbar, and all turbines of a wind farm. This formulation also provides a framework for calculating the capacity factor in various time periods (annual, seasonal, monthly, etc.) and different time slots (all hours, special hours, hourly, etc.). As a case study, performance of the installed wind turbines in Manjil wind farm is investigated over an operation period using both measured and simulated data. Performance evaluation of the farm is also carried out with a newer variable speed type. Moreover, capacity factors of the feeders, busbars, and the entire farm are calculated using the turbines simulated data as well as measured data of the feeders over an operation period, and various results of exploring the obtained capacity factors are presented. Numerical results demonstrate the effectiveness of newly presented method for the performance evaluation of wind turbines and wind farms based on extended concept of capacity factor.امروزه با توجه به رشد روزافزون سهم انرژی بادی در تولید انرژی الکتریکی، وجود شاخص‌هایی به منظور ارزیابی عملکرد توربین‌ها و مزارع بادی از اهمیت بالایی برخوردار است. چنین شاخص‌هایی می‌توانند منجر به استفاده بهینه‌تر از سرمایه‌گذاری انجام‌شده و همچنین توسعه کارامدتر مزارع موجود شوند. با وجود این که شاخص ضریب ظرفیت از پتانسیل لازم برای چنین ارزیابی عملکردی برخوردار است، نسخه سنتی فرمولاسیون آن با محدودیت‌های بسیاری روبه‌رو است. این پژوهش با توسعه‌دادن مفهوم ضریب ظرفیت، فرمولاسیونی جامع ارائه کرده که به کمک آن می‌توان این شاخص را بر اساس نتایج اندازه‌گیری و شبیه‌سازی برای یک توربین- ژنراتور، مجموعه‌ای از توربین- ژنراتورهای متصل به یک فیدر یا باس‌بار و کل توربین- ژنراتورهای یک مزرعه بادی محاسبه کرد. این فرمولاسیون امکان بررسی ضریب ظرفیت را در دوره‌های زمانی (سالانه، فصلی و ماهانه) و بازه‌های محاسبه‌ مختلف (کل ساعات، ساعت‌های خاص و ساعتی) فراهم کرده است. به عنوان یک مطالعه موردی، عملکرد انواع توربین- ‌ژنراتورهای نصب‌شده در مزرعه بادی منجیل بر اساس نتایج اندازه‌گیری در یک بازه زمانی بهره‌برداری بررسی شده و با نتایج شبیه‌سازی این توربین- ‌ژنراتورها و همچنين با انواع جدیدتر سرعت متغیر، مقایسه شده است. همچنین ضریب ظرفیت فیدرها، باس‌‌بارها و کل مزرعه به کمک نتایج شبیه‌سازی و نتایج اندازه‌گیری توان خروجی فیدرها در یک بازه زمانی بهره‌برداری، محاسبه شده و نتایج مستخرج از تحلیل این ضرایب ظرفیت ارائه شده است. نتایج حاصل از مطالعات عددی، نشان از کارامدی رویکرد جدید ارائه‌شده برای ارزیابی عملکرد توربین‌ها و مزارع بادی به کمک شاخص توسعه‌یافته ضریب ظرفیت دارد.http://ijece.org/ar/Article/Download/28934

مرکز منطقه ای اطلاع رسانی علوم و فناوریفصلنامه مهندسی برق و مهندسی کامپيوتر ايران1682374519320211128Investigation of Leakage Current and Surface Temperature of 230 kV Composite Insulator Under the Influence of Moisture and Contamination Conditionsبررسی جریان نشتی و دمای سطح مقره‌ کامپوزیتی 230 کیلوولت در شرایط رطوبت و ریزگرد180188faسامانمحمدنبیدانشگاه شهید بهشتیخسرورحمانیدانشگاه شهید بهشتی2020912As moisture condenses on the surface of the contaminated insulators, the electrical conductivity of the insulator surface increases, resulting in a leakage current on the surface and causing the insulators to fail. Condensation of moisture on the insulator surface occurs due to the mechanism of radiation cooling, mainly in the early mornings of winters. In this case, the temperature of the insulator surface is lower than the dew point. In this paper, a sample of real fine dust collected from the dust center and chemical analysis and measurement of electrical conductivity in the wet state were performed. By simulating a 230-kV contaminated composite insulator in COMSOL Multiphysics software, the magnitude of leakage current was obtained and verified by an experimental test. Also, using heat transfer governing relations, the temperature of the insulator surface during the leakage current flow, was determined and compared with the images captured by the thermo-vision camera during the test. The results show that the leakage current and the surface temperature of the insulator increase with increasing the conduction and thickness of the contamination layer and consequently the probability of insulator failure also increases. Experimental testing shows that simulation of insulators with finite elements-based commercial software can be a reliable method for pre-analysis of insulators.با چگالش رطوبت روی سطح مقره‌های آلوده به ریزگرد، هدایت الکتریکی مقره بالا رفته و به تبع آن جریان نشتی روی سطح ایجاد شده و باعث از کارافتادگی مقره‌ها می‌شود. چگالش رطوبت روی سطح، در اثر مکانیزم سردشدن تشعشعی و عمدتاً اوایل صبح و در فصل زمستان اتفاق می‌افتد. در این حالت دمای سطح مقره از نقطه شبنم کمتر است. در این مقاله ضمن بررسی مکانیزم سردشدن تشعشعی، یک نمونه ریزگرد واقعی جمع‌آوری شده از کانون ریزگرد، آنالیز شیمیایی و هدايت الكتريكي آن‌ در حالت مرطوب اندازه‌گیری شده است. با شبیه‌سازی مقره کامپوزیتی kV 230 آلوده به ریزگرد در نرم‌افزار کامسول، جریان نشتی به دست آمده و با آزمون تجربی صحت‌سنجی شده است. همچنین با استفاده از روابط انتقال حرارت، دمای سطح مقره هنگام عبور جریان نشتی تعیین و با مقادیر ثبت‌شده توسط دوربین ترموویژن در هنگام آزمون، مقایسه گردیده است. نتایج نشان می‌دهد که جریان نشتی و دمای سطح مقره با افزایش هدایت و ضخامت لایه آلودگی افزایش یافته و به تبع آن احتمال از کار افتادگی مقره نیز بالا می‌رود. آزمون تجربی نشان داد که شبیه‌سازی مقره با نرم‌افزارهای تجاری موجود، می‌تواند روش قابل اعتمادی برای تحلیل پیش‌دستانه جهت ارزیابی مقره‌ها به شمار رود.http://ijece.org/ar/Article/Download/28994

مرکز منطقه ای اطلاع رسانی علوم و فناوریفصلنامه مهندسی برق و مهندسی کامپيوتر ايران1682374519320211128Performance Evaluation of TMDFET-based SRAM Memory Cell Compared to Si-MOSFET Technologyارزیابی کارآیی سلول حافظه SRAM مبتنی بر ترانزیستورهای TMDFET در مقایسه با فناوری Si-MOSFET189198faفرزانهایزدی نسبدانشگاه صنعتی نوشیروانی بابلمرتضی قلی پوردانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل20201031Transition metal dichalcogenides FETs (TMDFETs) are among the emerging devices that have been considered by researchers in recent years. In this paper, the effect of parameter variations, temperature and power supply on the performance of TMDFET transistors has been investigated in comparison with Si-MOSFET technology. The results indicate that TMDFET is less sensitive to these variations compared to Si-MOSFET devices. By selecting the appropriate transistors size ratios, the performance of the TMDFET-based conventional 6-transistor static random access memory cell is evaluated in comparison with the Si-MOSFET in 16nm technology. Simulations are performed at room temperature, 0.7 V supply voltage and the same conditions for both TMDFET and Si-MOSFET devices. The results of the simulations show that TMDFET-based SRAM cell has 29.44% more WTP, corresponding to more writing ability, 49.49% more WTI×WTV, corresponding to higher writing noise margin, and 29.48% lower read delay. In other words, a TMDFET-based SRAM cell performs better than Si-MOS-SRAM in terms of write ability, static read margin, and read delay.ترانزیستورهای دی-کلکوژناید فلزات واسطه (TMDFET) از جمله افزاره‌های نوظهور هستند که در سال‌های اخیر مورد توجه محققین قرار گرفته اند. در این مقاله ابتدا اثر تغییر پارامترها، دما و منبع تغذیه بر عملکرد ترانزیستورهای TMDFET در مقایسه با تکنولوژی Si-MOSFET مورد بررسی قرار گرفته است، نتایج بیانگر میزان حساسیت کمتر TMDFET به این تغییرات در مقایسه با افزارهSi-MOSFET است. در ادامه با انتخاب مناسب نسبت‌‌‌های ابعاد ترانزیستورها، به ارزیابی کارآیی سلول حافظه دسترسی تصادفی استاتیک شش-ترانزیستوری پایه مبتنی بر TMDFET در مقایسه با فناوری Si-MOSFET در تکنولوژی 16nm پرداخته شده است. شبیه‌سازی‌‌ها در دمای اتاق، ولتاژ تغذیه 0.7 ولت و شرایط یکسان برای هر دو افزارهTMDFET و Si-MOSFET در نظر گرفته شده است. نتایج حاصل از شبیه‌سازی‌‌ها نشان می‌دهند که SRAM مبتنی برترانزیستورTMDFET دارای 44/29%WTP بیشتر و به همین نسبت توانایی نوشتن بیشتر، 49/49% WTI×WTV بیشتر و به همین نسبت حاشیه نویز نوشتن بالاتر و 48/29% تاخیر خواندن کمتر است.بهعبارتدیگریک سلول SRAM مبتنی بر TMDFET از نظر توانایی نوشتن، حاشیه نویز استاتیکی خواندن وتاخیرخواندن عملکرد بهتری نسبت بهSi-MOS-SRAM از خود نشان می‌‌دهد.http://ijece.org/ar/Article/Download/29034

مرکز منطقه ای اطلاع رسانی علوم و فناوریفصلنامه مهندسی برق و مهندسی کامپيوتر ايران1682374519320211128Optimal Placement of Energy Storage Systems Taking into Account the Uncertainties of Renewable Energy Generation, Load and Electricity Pricesجایابی بهینه سیستم‌های ذخیره‌ساز انرژی با در نظرگیری عدم قطعیت‌های تولید منابع تجدیدپذیر، بار و قیمت برق‌199206faنویدتقی زادگان کلانتریدانشگاه شهید مدنی آذربایجانیوسففنونیدانشگاه شهید مدنی آذربایجانمرتضیآهنگری حساسدانشگاه شهید مدنی آذربایجان202098One of the main goals of distribution network operators is to reduce the cost of operating the network and improve profit. In this paper, the problem of siting and determining the size of energy storage batteries are studied. The constituent components of the objective function of the placement problem include the profit from the operation of the distributed generation unit, the profit from the reduction of grid power losses, the cost of installing an energy storage system, and the profit from the reduction of energy purchased from the upstream network. The model used for positioning is based on the probabilistic behavior of solar radiation, energy consumers, and electricity market operators. To model the stochastic nature of the output power of solar power plants, the probability density function has been used, and to model the load and price of electricity, the scenario method has been used. The simulations were performed using MATLAB software. The proposed method can manage the generation of solar power plants using the siting and management of charge and discharge of batteries.کاهش هزینه‌های شبکه و افزایش درآمد، یکی از اهداف مهم اپراتورهای شبکه می‌باشد. در این مقاله، مسأله جایابی و تعیین اندازه ذخیره‌سازهای انرژی مورد مطالعه قرار گرفته است. جایابی در جهت بیشینه‌کردن سود به دست آمده از تأسیس واحدهای تولید پراکنده و بهره‌برداری از ذخیره‌سازها انجام می‌پذیرد. مؤلفه‌های تشکیل‌دهنده تابع هدف مسأله جایابی شامل سود به دست آمده از بهره‌برداری واحد تولید پراکنده، سود به دست آمده از کاهش تلفات توان شبکه، هزینه نصب ذخیره‌ساز انرژی و سود به دست آمده از کاهش انرژی خریداری‌شده از شبکه بالادست می‌باشد. مدل به کار رفته به منظور جایابی، مبتنی بر رفتار احتمالاتی تابش خورشید، مصرف‌کننده‌های انرژی و اپراتورهای بازار برق است. به منظور مدل‌سازی طبیعت تصادفی توان خروجی نیروگاه‌های خورشیدی از تابع چگالی احتمال و برای مدل‌سازی بار و قیمت برق از روش سناریوبندی استفاده شده و شبیه‌سازی‌ها با استفاده از نرم‌افزار Matlab صورت گرفته است. در این مقاله، بالابردن قابلیت شبکه با بهره‌برداری از واحدهای تولید پراکنده و ذخیره‌سازهای انرژی مسأله اصلی است.http://ijece.org/ar/Article/Download/28992

مرکز منطقه ای اطلاع رسانی علوم و فناوریفصلنامه مهندسی برق و مهندسی کامپيوتر ايران1682374519320211128State Estimation of Nonlinear Systems Using Gaussian-Sum Cubature Kalman Filter Based-on Spherical Simplex-Radial Ruleتخمین حالت سیستم‌های غیر خطی با استفاده از فیلتر کالمن مکعبی جمع گوسی بر اساس قانون شعاعی- کروی سیمپلکس207214faمحمدامیناحمدپور کاخکدانشگاه صنعتی شیرازبهروزصفری نژادیاندانشگاه صنعتی شیراز2020229In this paper, a new algorithm of Gaussian sum filters for state estimation of nonlinear systems is presented. The proposed method consists of several parallel Cubature Kalman filters each of which is implemented according to the simplex spherical-radial rule. In this method, the probability density function is the sum of the weights of several Gaussian functions. The mean value, covariance, and weight coefficients of these Gaussian functions are calculated recursively over time, and each of the Cubature Kalman filters are responsible for updating one of these functions. Finally, the performance of the proposed filter is investigated using two nonlinear state estimation problems and the results are compared with conventional nonlinear filters. The simulation results show the appropriate accuracy of the proposed algorithm in state estimation of nonlinear systems.در این مقاله الگوریتم جدیدی از فیلترهای جمع گوسی برای تخمین حالت سیستم‌های غیر خطی ارائه شده است. روش پیشنهادی شامل اجرای چند فیلتر کالمن مکعبی به شکل موازی است به صورتی که هر کدام از این فیلترها بر اساس قوانین شعاعی- کروی سیمپلکس پیاده‌سازی می‌شوند. در این روش تابع چگالی احتمال حالت به صورت مجموع وزنی از چند تابع گوسی است که مقادیر میانگین، کواریانس و همچنین ضرایب وزنی این توابع گوسی به صورت بازگشتی و در طول زمان محاسبه می‌شوند و هر کدام از فیلترهای کالمن مکعبی نیز مسئول به روز رسانی یکی از این توابع هستند. در نهایت عملکرد فیلتر پیشنهادی با استفاده از دو مسأله تخمین حالت غیر خطی مورد بررسی قرار گرفته و نتایج آن با فیلترهای غیر خطی مرسوم مقایسه می‌شود. شبیه‌سازی‌های صورت‌گرفته نشان از دقت مناسب الگوریتم پیشنهادی در تخمین حالت سیستم‌های غیر خطی دارد.http://ijece.org/ar/Article/Download/28818

مرکز منطقه ای اطلاع رسانی علوم و فناوریفصلنامه مهندسی برق و مهندسی کامپيوتر ايران1682374519320211128Design and Implementation of a Compact, Microstrip Coupler with Harmonics Suppression Using T-Shaped and Stepped-Impedance Resonatorsطراحی و ساخت یک تزویج کننده مایکرواستریپی فشرده با حذف هارمونیک‌های ناخواسته به کمک تشدیدکننده‌های T شکل و امپدانس پله‌ای215221faسبحانروشنیدانشگاه آزاد اسلامی واحد کرمانشاهسمیهکریمیدانشگاه آزاد اسلامی واحد کرمانشاهسعیدروشنیدانشگاه آزاد اسلامی واحد کرمانشاه202111In this paper a novel compact microstrip coupler using T-shaped and stepped impedance resonators is proposed, simulated and fabricated. In the proposed structure long quadrature wavelength lines are replaced with small resonators, which results in size reduction and harmonics suppression. The proposed coupler correctly works at 1 GHz and suppresses 2nd up to 7th unwanted harmonics. Moreover the designed coupler reduces the circuit size more than 65% compared to the conventional coupler.در این مقاله با استفاده از تشدیدکننده‌های T شکل و امپدانس پله‌ای، یک تزویج‌کننده میکرواستریپی جدید با فرکانس کاری یک گیگاهرتز ارائه شده است. تزویج‌کننده پیشنهادی نسبت به تزویج‌کننده‌های پیشین از اندازه کوچک‌تری برخوردار بوده و عملکرد مطلوبی از خود نشان می‌دهد. تزویج‌کننده طراحی‌شده در مقایسه با تزویج‌کننده شاخه‌ای متداول ‏دارای 65% کاهش سایز می‌باشد و همچنین هارمونیک‌های دوم تا هفتم را نیز حذف می‌کند. تزویج‌کننده طراحی‌شده بر روی زیرلایه 5880 RT/duroid با ثابت دی‌الکتریک 2/2، ضخامت mil 31 و تانژانت تلفات 0009/0 ساخته شده است. نتایج اندازه‌گیری و شبیه‌سازی تطبیق خوبی دارند که نشان از صحت طراحی قطعه دارد.http://ijece.org/ar/Article/Download/29086