مرکز منطقه ای اطلاع رسانی علوم و فناوریفصلنامه مهندسی برق و مهندسی کامپيوتر ايران1682374518220201117Design and Simulation of a Biosensor Based on 2D Photonic Crystalnano-Ring Resonatorطراحی و شبیه‌سازی یک حسگر زیستی مبتنی بر نانو حلقه تشدیدگر دایره‌ای با استفاده از بلور‌های فوتونی دوبعدی129132faفریبرزپرندینفنی و مهندسی0000000190443048فرصادحیدریجهاد دانشگاهی کرمانشاه2019324In this paper, a biosensor based on a photonic crystal is designed. This sensor has two adjacent circular nano-rings that allow coupling between the waveguides and the nano-ring resonator. A number of dielectric rods have been used to design the sensor, which are located in the water environment. Circular ring resonators have also been used between the input and output waveguides. Also, in order to increase the optical restriction and improve the coupling performance of waveguides and nano-ring resonator, the input and output paths have been used closed end. In the proposed structure, which has a small dimension, the sensing rod is selected so that is has a high quality factor. The simulation results show that the designed biosensor has a high quality factor and by attaching the biomolecule to it, the displacement of the resonant wavelength is well formed. Another feature of the proposed structure is that all dielectric rods have the same radius, which makes it easier to construct the sensor.در این مقاله یک حسگر زیستی بر مبنای بلور فوتونی طراحی شده است. این حسگر دارای دو نانو حلقه دایره‌ای کنار هم است که سبب می‌شود تزویج بین موج‌برها و نانو حلقه تشدیدگر صورت گیرد. برای طراحی حسگر از تعدادی میله دی‌الکتریک استفاده شده که در محیط آب قرار گرفته‌اند. بین موج‌برهای ورودی و خروجی نیز از حلقه‌های تشدیدگر دایره‌ای‌شکل استفاده شده است. همچنین برای بالابردن محدودیت نوری و بهترشدن عملکرد تزویج موج‌برها و نانو حلقه تشدیدگر، مسیرهای ورودی و خروجی به صورت انتها بسته به کار رفته است. در ساختار پیشنهادی که دارای ابعاد کوچکی است، میله سنجش طوری انتخاب شده که ضریب کیفیت بالایی داشته باشد. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که حسگر زیستی طراحی‌شده دارای ضریب کیفیت بالا بوده و با اتصال مولکول زیستی به آن، جابه‌جایی طول موج تشدید به خوبی شکل می‌گیرد. ویژگی مهم دیگر ساختار پیشنهادی این است که تمام میله‌های دی‌الکتریک دارای شعاع یکسان هستند که این موجب آسان‌ترشدن ساخت حسگر می‌شود.http://ijece.org/fa/Article/Download/28401

مرکز منطقه ای اطلاع رسانی علوم و فناوریفصلنامه مهندسی برق و مهندسی کامپيوتر ايران1682374518220201117A New Method to Detect Line-to-Ground Faults in DC Microgrids Using Instantaneous Power Changesروشی نوین جهت تشخیص خطای خط به زمین در ریزشبکه‌های جریان مستقیم با استفاده از تغییرات توان لحظه‌ای117123faسعیدعباسیدانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)نویدغفارزادهدانشگاه بین‌المللی امام خمینی0000-0001-5552-98662019724With the increasing of sensitive loads such as data centers, the use of DC microgrids has increased. Line to ground fault is the most common type of fault in this type of microgrid, which causes various damages to the DC microgrid. One of the most important challenges in operating a DC microgrid is the lack of effective protection against this faults type. In this paper, by using local measurements such as voltage and current at the beginning of each line, the instantaneous power changes in them are computed and a new protection scheme that is not based on any communication line is presented. The proposed protection scheme has good accuracy and speed of operation and is able to detect line-to-ground faults in DC microgrids with high-speed. The accuracy and precision of the protection scheme has been tested under different conditions.با گسترش بارهای حساس همانند مراکز داده، استفاده از ریزشبکه‌های DC افزایش یافته است. خطای خط به زمین رایج‌ترین نوع خطا در این نوع ریزشبکه‌هاست که سبب خسارت‌های مختلفی به ریزشبکه DC می‌گردد. یکی از مهم‌ترین چالش‌ها در بهره‌برداری از ریزشبکه DC، نبود حفاظت مؤثر در برابر این نوع از خطا است. در این مقاله با استفاده از اندازه‌گیری‌های محلی همانند ولتاژ و جریان در ابتدای هر خط به بررسی تغییرات توان لحظه‌ای در آنها پرداخته و یک طرح حفاظتی نوین که مبتنی بر هیچ گونه خط ارتباطی نیست، ارائه می‌شود. طرح حفاظتی پیشنهادی از دقت و سرعت عملکرد خوبی برخوردار بوده و قادر است خطای خط به زمین را در ریزشبکه جریان مستقیم با سرعت بالایی تشخیص دهد. صحت و دقت طرح حفاظتی در شرایط مختلف مورد آزمایش قرار گرفته است.http://ijece.org/fa/Article/Download/28410

مرکز منطقه ای اطلاع رسانی علوم و فناوریفصلنامه مهندسی برق و مهندسی کامپيوتر ايران1682374518220201117Performance Improvement of Switched Reluctance Motor with a Modified Segmental Rotorبهبود عملکرد موتور سوئيچ رلوکتانسي با تغيير ساختار رتور قطعه‌اي105110faبابک اله وردي نژاددانشگاه شهید بهشتیحسینترکمندانشگاه شهید بهشتیآرشاللهیاریشهید بهشتی2019712In this paper, a segmental SRM and its performance optimization via making some changes on its rotor is investigated. These changes not only reduce the torque ripple, but also increase the efficiency of the motor. Motor has two types of poles on its stator: main and auxiliary. The auxiliary poles make the flux path shorter and eliminate flux inversion on stator. Different types of notches on rotor structure are examined and the best one is chosen. For simulations, finite element method is utilized.اين مقاله به معرفي يک موتور سوئيچ رلوکتانسي 5/6 با رتور قطعه‌اي و بهبود عملکرد آن از طريق ايجاد تغييرات در ساختار رتور مي‌پردازد. با تغيير ساختار رتور، علاوه بر کاهش ريپل گشتاور، بازده موتور نيز افزايش مي‌يابد. موتور ارائه‌شده شامل دو نوع قطب بر روي استاتور است: قطب‌هاي اصلي و قطب‌هاي کمکي. قطب‌های استاتور شرايط را فراهم مي‌آورند تا مسير شار عبوري از مواد فعال کوتاه‌تر شده و نواحي‌اي از سطح رتور که در آنها مسير شار معکوس مي‌شود، در راستاي ايجاد تلفات آهني نقشي نداشته باشند. در اين راستا در اين مقاله توپولوژي‌ها مختلف انواع شيار بر روي رتور بررسي شده و با ارزيابي کارايي موتور بهترين مدل انتخاب شده است. نتايج شبيه‌سازي و تحليل با استفاده از روش المان محدود و مقایسه، کارايي تئوري مطرح‌شده را اثبات مي‌نمايد.http://ijece.org/fa/Article/Download/28470

مرکز منطقه ای اطلاع رسانی علوم و فناوریفصلنامه مهندسی برق و مهندسی کامپيوتر ايران1682374518220201117Economic Evaluation of Integrated Operation of Electricity and Gas Networks in Khorasan Provinceارزیابی اقتصادی بهره‌برداری هماهنگ شبکه‌های برق و گاز در استان خراسان97104faوحیدخلیقشرکت برق منطقه ای خراساناعظمقزلباشداتشگاه فردوسی مشهدحسنآبنیکیتوانیر2019527Today, optimal operation and expansion planning have gained great attention in electricity industry optimizations and coordination of electricity and gas networks is one of the main goals in this procedure. In this study, decentralized operation of electricity and gas networks is modeled on a real-world case study in Khorasan province of Iran. This modeling is from the perspective of two independent operators who seek to minimize the operation cost of their subordinating network, considering technical constraints. In this way, the amount of gas consumption in gas and electricity networks is considered as a common variable and it is compared using different methods as ADMM, ATC and centralized. Moreover, operating cost is compared in all three different methods. Finally, scenarios of increased load and second fuel have also been investigated using the obtained model.امروزه در صنعت برق طراحي و بهره‌برداري بهينه و مؤثر اقتصادي همواره مورد نظر بوده و در توسعه و بهره‌برداري از صنعت برق، هماهنگی شبکه برق و گاز به منظور حداقل‌كردن هزينه بهره‌برداري از اهداف اصلي به شمار مي‌آيند. در این تحقیق، بهره‌برداری غیر متمرکز شبکه‌های برق و گاز بر روی یک مطالعه واقعی در استان خراسان مدل‌سازی شده است. این مدل‌سازی از دیدگاه دو بهره‌بردار مستقل است که با در نظر گرفتن قیود فنی به دنبال حداقل‌کردن هزینه بهره‌برداری شبکه‌های برق و گاز می‌باشند. میزان مصرف گاز در شبکه‌های گاز و برق با استفاده از روش‌های مختلف ADMM، ATC و متمرکز مقایسه شده و در نهایت هزینه‌های بهره‌برداری در حالتی که یک بهره‌بردار مرکزی وظیفه بهره‌برداری از شبکه‌های برق و گاز را بر عهده دارد، در هر سه حالت مختلف با یکدیگر مقایسه شده‌اند. سناریوهای افزایش بار و سوخت دوم نیز مورد بررسی قرار گرفته‌اند.http://ijece.org/fa/Article/Download/28485

مرکز منطقه ای اطلاع رسانی علوم و فناوریفصلنامه مهندسی برق و مهندسی کامپيوتر ايران1682374518220201117Nonvolatile and Low-Power Spintronic Full-Adder for Realization of Process in Memoryجمع‌کننده نافرار و توان پایین مبتنی بر فناوری اسپینترونیک برای پیاده‌سازی محاسبات در حافظه111116faعبدالهامیرانیدانشگاه شهید بهشتیکیانجعفریدانشگاه شهید بهشتیرامینرجاییدانشگاه شهید بهشتی2019712As technology nodes shrink below 90 nm, high static power consumption has become one of the biggest problems of CMOS based circuits due to the exponential leakage current of transistors. Spintronic devices such as magnetic tunnel junction (MTJ) due to their fascinating features such as low static power consumption, non-volatility, high endurance, compatibility with CMOS transistors and high-density fabrication are one of the promising candidate for designing hybrid MTJ/CMOS circuits and overcoming high static power consumption of CMOS based circuits. In this paper, a fully nonvolatile and low power hybrid MTJ/CMOS full-adder circuit for Realization of Process in Memory is proposed. The simulation results show that all the proposed circuit is at least 50% faster than all previous counterparts, the power output delay is 39% lower than the previous design, and does not impose high hardware overhead.با پیشرفت فناوری و کوچک‌شدن اندازه ترانزیستورها به خصوص در فناوری‌های زیر 90 نانومتر مصرف توان ایستای بالا به علت افزایش نمایی جریان نشتی ترانزیستورها به یکی از بزرگ‌ترین مشکلات مدارهای مبتنی بر فناوری CMOS تبدیل شده است. افزاره‌های اسپینترونیک مانند پیوند تونل‌ مغناطیسی (MTJ) با توجه به ویژگی‌های منحصربه‌فردشان از جمله مصرف توان ایستای پایین، نافراربودن، طول عمر زیاد، سازگاری با ترانزیستور‌های CMOS و امکان ساخت در چگالی‌های بالا یکی از گزینه‌های مورد توجه برای طراحی مدارهای ترکیبی MTJ/CMOS و غلبه بر معضل مصرف توان ایستای بالا در مدارهای مبتنی بر فناوری CMOS است. در این مقاله یک تمام جمع‌کننده ترکیبی MTJ/CMOS کاملاً نافرار و توان پایین برای پیاده‌سازی محاسبات در حافظه ارائه شده است. نتایج شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهد که تمام جمع‌کننده نافرار پیشنهادی نسبت به تمام جمع‌کننده‌های نافرار موجود حداقل 50 درصد سریع‌تر بوده، حاصل‌ضرب توان در تاخیر آن 39 درصد کمتر است و سربار سخت‌افزاری زیادی نیز به مدار تحمیل نمی‌کند.http://ijece.org/fa/Article/Download/28541

مرکز منطقه ای اطلاع رسانی علوم و فناوریفصلنامه مهندسی برق و مهندسی کامپيوتر ايران1682374518220201117Coordinated Scheduling of Electricity and Natural Gas Networks Considering the Effect of PtG Units on Handling Electric Vehicles’ Uncertaintiesبرنامه‏ ریزی یکپارچه شبکه‏ های برق وگاز با در نظر گرفتن تاثیر واحد‏های ptg در پوشش عدم قطعیت خودروهای برقی7787faایمانگروهی ساردودانشگاه جیرفتعلیمبصریدانشگاه جیرفت2019823Gas-fueled power plants are considerably effective in power system operation during peak hours due to their high up and down ramping rates. By increasing the penetration of gas-fueled power plants in power systems and development of new technologies, such as power-to-gas (ptg) units, coordinated scheduling of both electricity and natural gas (NG) networks has attracted systems researchers’ attention. The NG volume generated by ptg units are stored in storages to directly supply the NG demands, or to sell in NG markets. If necessary, the stored NG volumes are reconverted into electricity which may be a suitable replacement for batteries and storages in electricity network in long term. In this paper, a mixed integer linear programming (MILP) model is proposed for stochastic coordinated scheduling of electricity and NG networks with ptg units, considering uncertainties of charging and discharging available capacities of vehicle to grid (v2g) stations. A test network integrating modified 24-bus IEEE electricity network and Belgium gas network including nine power stations (three of them are gas-fueled), three v2g stations, and three ptg stations is studied to evaluate the effectiveness of the proposed model. Simulation results demonstrate the effectiveness of ptg units in handling the uncertainties of v2g stations charging and discharging. Besides, the effectiveness of coordinated scheduling of both electricity and NG networks in comparison with independent scheduling of both networks is demonstrated.نیروگاه‏های گازی به دلیل دارابودن نرخ افزایش توان و کاهش توان بالا می‏توانند در ساعات پیک بار، در بهره‏برداری سیستم قدرت بسیار مؤثر واقع شوند. با گسترش نفوذ نیروگاه‏های گازی در سیستم قدرت و همچنین پیدایش فناوری‏های جدید مانند واحدهای تبدیل توان به گاز (ptg) برنامه‏ریزی یکپارچه دو شبکه برق و گاز مورد توجه محققین قرار گرفته است. گاز‏های تولیدشده توسط واحدهای ptg، در مخازنی ذخیره شده و به طور مستقیم به دست مصرف‏کنندگان می‏رسند یا در بازارهای گاز فروخته می‏شوند. در صورت لزوم‏ گاز‏های ذخیره‌شده نیز دوباره به برق تبدیل می‏شوند که این روش، جایگزین مناسبی به جای استفاده از باتری‏ها و ذخیره‏سازهای انرژی در شبکه برق و در طولانی‌مدت می‏باشد. در این مقاله یک مدل برنامه‏ریزی خطی ترکیبی عدد صحیح (MILP) برای حل مسئله‏ برنامه‏ریزی تصادفی‏ یکپارچه شبکه‏های برق و گاز در حضور واحدهای ptg و با در نظر گرفتن عدم قطعیت ظرفیت شارژ و دشارژ در دسترس ایستگاه‏های g2v ارائه شده است. یک شبکه ترکیبی از شبکه برق اصلاح‌شده استاندارد 24باسه IEEE و شبکه گاز بلژیک، شامل نُه نیروگاه که سه نیروگاه آنها از نوع گازی هستند، سه ایستگاه خودروی برقی، دو چاه گاز، چهار مخزن گاز و سه واحد ptg، به عنوان شبکه نمونه مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج حاصل، کارایی بهره‏برداری یکپارچه شبکه‏های برق و گاز را نسبت به بهره‏برداری مستقل شبکه‏ها و همچنین تأثیر مثبت ptgها را در پوشش عدم قطعیت شارژ و دشارژ خودروهای برقی نشان می‏دهد.http://ijece.org/fa/Article/Download/28607

مرکز منطقه ای اطلاع رسانی علوم و فناوریفصلنامه مهندسی برق و مهندسی کامپيوتر ايران1682374518220201117Design, Development and Fabrication of Two-Parameter Synthetic Short-Circuit Test for VCB Using Nnetwork-Connected Current Circuitطراحی، توسعه و ساخت مدار اتصال کوتاه سینتتیک دوپارامتره‌ کلید‌های فشارمتوسط خلاء با مدار جریان متصل به شبکه8896faعلیرضاامیدخداجهاد دانشگاهی علم و صنعتجعفرجعفری بهنامجهاد دانشگاهی علم و صنعتسیدمحمدصادقمیرغفوریانجهاد دانشگاهی علم و صنعتعبدالله گرائیلیجهاد دانشگاهی علم و صنعتحسینکاظمی کارگردانشگاه شهید بهشتیحمیدرضاصادق محمدیجهاد دانشگاهی علم و صنعت2019113One of the main tests of power circuit breaker is to evaluate their breaking capability. Direct test requires a high power source capacity but using the synthetic method and supplying current and voltage from two separated sources, allows to significant power reduction. This paper presents the design, development and fabrication of a synthetic circuit for testing vacuum circuit breaker using distribution network as current circuit. The development and construction of this equipment has made possible to perform short circuit breaking test on VCB according to international standards. Laboratory measurements show good conformity between design and fabrication.یکی از آزمون‌های اصلی کلید‌های قدرت ارزیابی قدرت قطع آنها در جریان‌های اتصال کوتاه می‌باشد. انجام این آزمون به روش مستقیم نیازمند منبعی با توان بسیار بالا می‌باشد اما با استفاده از روش سینتتیک و تأمین جریان و ولتاژ از دو منبع مجزا، کاهش قابل ملاحظه‌ای در توان منبع صورت خواهد پذیرفت. در این مقاله طراحی، توسعه‌ و ساخت یک مجموعه آزمایشگاهی قطع اتصال کوتاه کلیدهای خلأ فشارمتوسط به روش سینتتیک با اتصال به شبکه توزیع ارائه گردیده ‌است. توسعه و ساخت این مجموعه امکان انجام آزمون‌های قطع اتصال کوتاه بر روی کلیدهای خلأ را مطابق با استاندارد‌های بین‌المللی در داخل کشور فراهم ساخته است. اندازه‌گیری‌های آزمایشگاهی نشان می‌دهد مجموعه ساخته‌شده از تطابق مناسبي با طراحی برخوردار بوده و می‌توان جهت انجام آزمون استاندارد قدرت قطع اتصال کوتاه روی کلیدهای خلأ از این مجموعه بهره‌برداری نمود.http://ijece.org/fa/Article/Download/28688

مرکز منطقه ای اطلاع رسانی علوم و فناوریفصلنامه مهندسی برق و مهندسی کامپيوتر ايران1682374518220201117Design and Simulation of a New Micro-Displacement Sensor Based on Negative Refraction Photonic Crystalطراحی و شبیه‌سازی حسگر میکرو- جابه‌جایی نوین مبتنی بر بلور فوتونی با ضریب شکست منفی124128faکیازندفصیحیدانشگاه گلستان201847In this paper, design and simulation of a new micro-displacement sensor based on photonic crystal fixed and movable segments is presented. It has been shown that using negative refraction photonic crystal in the fixed segment, the transmitted power is concentrated on the entrance of the movable segment, and the sensor specifications are improved. Based on the FDTD simulation results, the sensitivity, the operational displacement range and the regression coefficient of the proposed sensor are 1.1 (a-1), 0.35a and 0.99848, respectively. The simulation results show that the proposed sensor has a good performance and could well be used in micro-displacement measuring systems.در این مقاله طراحی و شبیه‌سازی یک حسگر میکرو- جابه‌جایی جدید با بخش‌های متحرک و ثابت مبتنی بر بلورهای فوتونی ارائه شده است. نشان داده می‌شود که استفاده از بلور فوتونی با ضریب شکست منفی در بخش ثابت حسگر، با متمرکزکردن توان نوری عبوری در قسمت ورودی موج‌بر تعبیه‌شده در بخش متحرک، منجر به بهبود ویژگی‌های عملکردی حسگر می‌شود. نتایج حاصل از شبیه‌سازی عددی با استفاده از روش FDTD مؤید آن است حسگر پیشنهادی با برخورداری از حساسیت (1- a) 1/1 (که در آن a ثابت شبکه ساختار بلور فوتونی است)، گستره جابه‌جایی مجاز a 35/0 و ضریب برازش 99848/0 از عملکردی مطلوب در مقایسه با سایر طرح‌های پیشنهادی برای حسگر میکرو- جابه‌جایی برخوردار است.http://ijece.org/fa/Article/Download/29047