فهرست مطالب

فصلنامه روشهای هوشمند در صنعت برق
پیاپی 34 (تابستان 1397)

  • تاریخ انتشار: 1397/05/01
  • تعداد عناوین: 6
|
  • نجمه چمن پیرا، سید محمد علی زنجانی ، مهدی دولتشاهی صفحات 3-10
    در این مقاله، یک مدار جدید نمونه بردار و نگه دار Sample and Hold (S&H) با دقت 12-bit و نرخ نمونه برداری 1 GS/s با استفاده از تکنیک نمونه برداری دوگانه پیشنهاد شده است. تکنیک نمونه برداری دوگانه این امکان را فراهم آورده است که مدار همیشه در فاز نگه داری عمل نماید که خود منجر به افزایش سرعت کل سیستم در مبدل های داده می شود. به منظور کاهش خطاهای ناشی از غیرخطی بودن سوئیچ های ورودی، از سوئیچ های انتقال Transmission Gate (TG) استفاده شده است چرا که مقاومت خطی تری نسبت سوئیچ MOS دارند. مدار S&H پیشنهادی در نرم افزار HSPICE و با فناوری های 180nm CMOS و 45nm CMOS شبیه سازی شده است. شبیه سازی مدار در هر دو فناوری با ولتاژ تغذیه 1. 8V انجام شده است و به ترتیب دارای 8mW و 300μW توان مصرفی هستند. از دیگر نتایج شبیه سازی می توان به مقدار 12-bit دقت در هر دو فناوری اشاره نمود که در فناوری 180nm برای فرکانس ورودی 50. 29MHz و در فناوری 45nm برای فرکانس ورودی 43. 45MHz بدست آمده است، درحالی که فرکانس نمونه برداری در هر دو فناوری برابر با 1GHz می باشد.
    کلیدواژگان: نمونه بردار و نگه دار، نمونه برداری دوگانه، دقت، نرخ نمونه برداری
  • شاهرخ شجاعیان ، ابراهیم حیدری صفحات 11-18
    با توجه به موارد زیاد آتش سوزی که در اثر صاعقه و بارهای الکتریکی ساکن در مخازن نفتی کشور اتفاق افتاده است، در این مقاله ابتدا طرح موجود نمونه ای از مخازن نفتی در شرکت خطوط لوله و مخابرات نفت منطقه اصفهان مورد بحث و نقد قرار گرفته و با اندازه گیری میدانی مقاومت ویژه خاک و سایر پارامترهای مورد نیاز سیستم زمین آن مدل سازی و شبیه سازی کامپیوتری آن در محیط نرم افزار CYMGRD صورت گرفت و معایب آن بررسی و طرح بهینه با توجه به شرایط محیط و رعایت ملاحظات انتخاب و توصیه گردیده است. در ادامه روش های مختلف ممکن برای مقابله با خطرات آتش سوزی مخازن بررسی و توصیه هایی جهت بهینه سازی همبندی و هم پتانسیل سازی اجزا مختلف مخازن و نحوه بهره برداری از آنها جهت کاهش احتمال آتش سوزی و حریق مخازن ذخیره نفتی صورت گرفته است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که ایمنی در برابر صاعقه و الکتریسیته ساکن چندان به سیستم زمین مخزن بستگی نداشته و روش ها و نحوه همبندی و هم پتانسیل سازی اجزا مخزن و علی الخصوص سقف شناور و نوع بهره برداری از مخازن ذخیره نفتی از اهمیت بالاتری برخورداراست.
    کلیدواژگان: مخازن مواد نفتی، سیستم زمین، CYMGRD، هم بندی، حفاظت مخازن
  • سید محمد مهدی میرطلایی ، راضیه جابری صفحات 19-28
    در این مقاله یک مبدل بوست- فلای بک اینترلیود، که برای اتصالات شبکه ای منابع انرژی تجدیدپذیر مناسب بوده، ارائه شده است. به دلیل اینکه در کاربردهای سیستم خورشیدی اختلاف سطح ولتاژ ورودی و خروجی مبدل زیاد است، نمی توان از مبدل بوست استفاده کرد. چون مبدل بوست دارای، مشکلاتی نظیر کلیدزنی سخت و استرس ولتاژ برابر با ولتاژ خروجی است. با توجه به اینکه در مبدل های الکترونیک قدرت تمایل به سمت افزایش فرکانس کلیدزنی به منظور بهبود پاسخ گذاری مبدل و افزایش چگالی توان آن می باشد، کلیدزنی سخت موجب کاهش بازده مبدل می شود. همچنین استرس ولتاژ بالای قطعات، طراح را مجبور به استفاده از المان های نیمه هادی با توانایی تحمل ولتاژ بالا می کند که باعث افزایش بیشتر تلفات در مبدل و کاهش بیشتر بازده آن می شود. مبدل پیشنهادی با استفاده از تانک رزونانسی LC و سوئیچ کمکی، شرایط سوئیچینگ نرم را (ZCS) برای مبدل اصلی فراهم می-کند. از تکنیک اینترلیود برای کاهش ریپل جریان ورودی و افزایش اندازه خازن خروجی و همچنین مبدل بوست- فلای بک به منظور افزایش بهره مبدل و کاهش استرس ولتاژ قطعات نیمه هادی استفاده شده است. اصول عملکرد مبدل پیشنهادی در این مقاله ارائه شده است.
    کلیدواژگان: مبدل بوست- فلای بک، اینترلیود، کلیدزنی در جریان صفر
  • محمدرضا مهویدی، وحید قدس صفحات 29-46
    پردازش توالی تصاویر ویدئویی برای قسمت بندی اجسام دارای حرکت (پیشنما) از قسمت های ثابت (زمینه) توالی تصاویر،یک مرحله اساسی در بسیاری از کاربردهای بینایی ماشین به ویژه تشخیص حرکت می باشد. یکی از روش های مرسوم، بکار بردن رویکرد تفریق زمینه است که اجسام متحرک را از مقایسه هر فریم با فریم زمینه بدست آمده، ایجاد می کند. در این مقاله، به بررسیروش های تفریق زمینه بازگشتی مبتنی بر فیلتر سیگمادلتا (الگوریتم سیگمادلتا) می پردازیم. الگوریتم تفریق زمینه یک تقریب بسیار سریع و ساده از زمینه فراهم می آورد و همچنین دارای این مزیت است که به منابع بسیار کمی از حافظه نیاز دارد. به دلیل غیر خطی بودن این الگوریتم، ویژگی جالب آن مقاومت زیاد در مقایسه با میانگین های بازگشتی خطی و هزینه محاسباتی بسیار کم است. اما، از طرف دیگر الگوریتم اصلی سیگمادلتا، در صحنه-های پیچیده و شلوغ با اجسام دارای حرکت آهسته و یا موقتا متوقف شده، آلوده می شود. همچنین، در این الگوریتم اثر روح و اثر روزنه ای به وضوح قابل مشاهده است. این مقاله به ارزیابی این الگوریتم و بررسی روش های تکمیلی و رویکردهای مختلف ارائه شده برای آن می پردازد. در این مقاله،تمام الگوریتم ها به صورت گام به گام اجرا و پیاده سازی شده است. هدف این مکمل ها و رویکردها، رفع و یا کاهش معایب و مشکلات الگوریتم اصلی است. در انتها یک تحلیل کمی بین این رویکردها انجام می شود و بهبودهای انجام شده، مزایا و معایب هر الگوریتم مورد ارزیابی قرار می گیرد و مقایسه بین الگوریتم اصلی سیگما دلتا و سایر الگوریتم های مرتبط ارائه می شود.
    کلیدواژگان: تشخیص حرکت، تفریق زمینه، الگوریتم سیگمادلتا
  • هادی امیری مقدم، مهدیه اسلامی ، هادی زاینده رودی صفحات 47-54
    تلاش های اخیر به منظور بالا بردن ظرفیت انتقال توان و افزایش سطح پایداری شبکه، موجب شده تا استفاده از عناصر سیستم های انتقال AC انعطاف پذیر(Flexible AC Transmission Systems) در سیستم قدرت افزایش یابد. سیستم حفاظتی که یکی از مهم ترین قسمت های عملکرد سیستم قدرت می باشد، به طور جدی از این ادوات تاثیر می پذیرد، از این رو مطالعه آن ها ضروری به نظر می رسد. از میان رله های حفاظتی، حفاظت دیستانس به دلیل سرعت بالا، کارکرد مناسب در شرایط مختلف شبکه به عنوان حفاظت اصلی خطوط انتقال به کار می روند. در نتیجه احتمال اینکه خطوط جبران شده با سیستم های انتقال AC انعطاف پذیر، توسط رله های دیستانس حفاظت شوند، اجتناب ناپذیر است. در این مقاله به بررسی و شبیه سازی کنترل کننده توزیع شده پخش توان (Distributed Power Flow Controller) پرداخته شده است و سپس اثر این ادوات بر امپدانس اندازه گیری شده و مشخصه قطع رله دیستانس نشان داده شده است. همچنین در این مقاله نشان داده شده که علاوه بر متاثر شدن امپدانس دیده شده از طرف رله به دلیل تغییرات سیستم قدرت، نوع سیستم کنترل و تنظیم پارامترهای این ادوات تاثیرات متفاوت و پیچیده ای بر امپدانس دیده شده از طرف رله خواهند گذاشت. جهت بررسی اثر ادوات کنترل کننده توزیع شده پخش توان بر حفاظت دیستانس خطوط انتقال انرژی و همچنین تاثیر امپدانس دیده شده از طرف رله به علت حضور و نوع سیستم کنترلی که کنترل کننده توزیع شده پخش توان با آن کار می کند، از نرم افزار PSCAD/EMTDC برای مدل کردن این جبران سازها استفاده شده است.
    کلیدواژگان: کنترل کننده توزیع شده پخش توان (DPFC)، رله دیستانس، افزایش، کاهش برد
  • ایمان صادق خانی صفحات 55-66
    با توجه به گرم شدن زمین و نگرانی های زیست محیطی، استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر که به واسطه مبدل های الکترونیک قدرت به ریزشبکه متصل می شوند، رو به افزایش است. یکی از چالش های اساسی ریزشبکه های اینورتری، آشکارسازی خطا در حالت کار جزیره ای است. این مقاله به بررسی عملکرد طرح آشکارسازی خطای مبتنی بر اعوجاج هارمونیکی کل (THD) هنگام استفاده از پیکربندی های مختلف، محدودکننده های جریان اصلی و قاب های مرجع متفاوت محاسبات سیستم کنترل مبدل می پردازد. سپس بر مبنای تحلیل انجام شده، طرح آشکارسازی خطای مبتنی بر THD اصلاح می گردد که از محدودکننده اشباع لحظه ای و ویژگی کنترل مستقل قاب مرجع فاز بهره می برد. طرح پیشنهادی در حضور بارهای غیرخطی به اشتباه عمل نکرده و توانایی تمییز وقوع خطا از تغییر بار ریزشبکه را داراست. همچنین با استفاده از سیستم کنترل کمکی، طرح آشکارسازی خطای پیشنهادی قادر است خطاهای تکفاز به زمین در سیستم های سه سیمه ای که محاسبات سیستم مبدل آنها در قاب مرجع ساکن و سنکرون انجام می شود را به درستی تشخیص دهد. نتایج شبیه سازی خطاهای متقارن و نامتقارن موید کارآیی روش پیشنهادی می باشد.
    کلیدواژگان: اینورتر منبع ولتاژ، ریزشبکه، آشکارسازی خطا، قاب مرجع، محدودسازی جریان
|
  • Najmeh Chamanpira, Seyed Mohammad Ali Zanjani, Mehdi Dolatshahi Pages 3-10
    In this paper, a new sample and hold circuit (S & H) with a 12 bit resolution and sampling rate of 1 GS/s is proposed using dual sampling technique. The dual sampling technique allows the circuit to always operate in higher speed and sampling rates. Furthermore, Transmission gates (TGs) are used to reduce the errors caused by nonlinear input switches because TGs have a more linear resistance in comparison with complementary- metal-oxide-semiconductor (CMOS) conventional switches. The proposed S & H circuit is simulated in the HSPICE using 180 nm CMOS and 45 nm CMOS technologies. Simulation results in both technologies with 1.8 V power supply and have power consumption of 8mW and 300 μW, respectively. Moreover, simulation results show a 12 bit resolution in both technologies, for 50.29 MHz and 43.45 MHz input frequency, for 180 nm and 45 nm respectively while the sampling frequency in both technologies is equal to 1 GHz.
    Keywords: Sample, hold, dual sampling, bit resolution, sampling rate
  • Shahrokh Shojaeean, ebrahim heidari Pages 11-18
    Considering the high number of fires that occurred due to lightning strikes and electric charges in the oil reservoirs of our country, in this paper, the present scheme of a sample of oil reservoirs in the company of oil and gas pipelines in Isfahan region was discussed and criticized. By measuring the soil specific strength and other parameters required for the land system, its modeling and simulation in the CYMGRD software environment were performed and the disadvantages of it were investigated and the optimal design was selected and recommended according to the environmental conditions and observance of the considerations. In addition, various possible ways to deal with the fire hazard of reservoirs were investigated and recommendations were made to optimize the connectivity and potentiality of different components of the reservoirs and how to use them to reduce the possibility of fire and fire oil reservoirs. The results of this study indicate that lightning and static safety does not depend much on the reservoir's land system, and the methods and methods of connecting and potentiating the reservoir components, especially the floating roof and the type of exploitation of oil storage tanks, are of great importance
    Keywords: Oil Tanks, Earthing System, CYMGRD, bonding, Reservoir Protection
  • Mohammad mehdi Mirtalaee, Razieh Jaberi Pages 19-28
    In this paper an interleaved boost-flyback converter which was suitable for network connections of renewable energy sources is presented. Because in the solar system applications, level difference of the converter input and output voltage is high, boost converter cannot be used. Due to problems of the boost converter such as hard switching, voltage stress is equal to the output voltage. As regards in electronic converters, the power tends to increase the switching frequency to improve the converter response and increase its power density, hard switching caused to reduce converter efficiency. Also high voltage stresses of components have forced the designer to use semiconductor elements which can withstand in high voltage which will increase the losses in the converter and reduce its output. The proposed converter using LC resonant tank and auxiliary switches provides soft switching condition (ZCS) for the main converter. Interleaved techniques have used for reducing input current ripple and increase the size of the output capacitor and also boost-flyback converter have used to enhance converter gain and reduction of voltage stress of semiconductor components. The operating principle of the proposed converter is presented in this paper.
    Keywords: Boost- Flyback converter, Interleaved, Zero-current switching
  • Mohammadreza Mahvidi, Vahid Ghods Pages 29-46
    Processing a video stream to segment moving objects (foreground) from the static scene (background) is a critical first step in many computer vision applications. One of the common methods is using background subtraction approach, which detects moving objects by comparing each frame with the obtained background frame. In this paper, we examine background subtraction algorithm based on sigma-delta filter. This algorithm provides a simple and very fast approximation of the median and has the advantage of having low memory requirements. The interest of this method lies in the robustness provided by the non-linearity compared to the linear recursive average, and in the very low computational cost. However in the basic sigma-delta algorithm, the background model quickly degrades in complex urban scenes because it is easily “contaminated” by slow-moving or temporarily stopped objects. And in this algorithm ghost effect and aperture effect is clearly visible. This paper is a review to this algorithm and various approaches and improvements proposed for it. In this paper, first basic sigma-delta and then its important approaches is described. The purpose of this approaches and improvements is to eliminate or reduce the defects and disadvantages of the main algorithm. In the end, a quantitative comparison between these algorithms is carried out and improvements and advantage and disadvantages of each algorithm are evaluated.
    Keywords: Motion detection, Background subtraction, Sigma-Delta algorithm
  • hadi amiri moghadam, Mahdiyeh Eslami, hadi zayandehroodi Pages 47-54
    Recent efforts to increase the power transmission capacity and increase the level of network stability have increased the use of Flexible AC Transmission Systems elements in the power system. The protective system, which is one of the most important parts of the power system's operation, is seriously affected by these devices, so their study is considered necessary. Among protection relays, the protection of the distances due to high speed, proper operation in different network conditions are used as the main protection of transmission lines. Consequently, it is inevitable that the lines compensated by flexible AC systems are protected by long-range relays. In this paper, the Distributed Power Flow Controller has been investigated and simulated, and then the effect of these devices on the measured impedance and the characteristic of the disturbance relay is shown. It is also shown in this paper that in addition to the effects of the relay seen on the relay due to changes in the power system, the type of control system and the adjustment of the parameters of these devices will have different effects on the impedance seen by the relay. To investigate the effect of controller distributed power distribution on the protection of the energy transmission distances, as well as the effect of the impedance seen on the relay due to the presence and type of control system that the distributed power controller works with, it uses the PSCAD / EMTDC software for the model These compensator have been used.
    Keywords: Distributed power flow controller, distance relay, range increase, decrease
  • Iman Sadeghkhani Pages 55-66
    Global warming and environmental concerns have led to increasing penetration of converter interfaced renewable energy resources. One of the main challenges of inverter interfaced islanded microgrids is the fault detection. This paper investigates the performance of total harmonic distortion (THD) based fault detection scheme when various inverter topologies, main current limiting strategies, and different reference frame are employed. Then, based on this analysis, the performance of THD based fault detection scheme is improved using the instantaneous saturation limit and independent control capability in the natural reference frame. The proposed scheme does not mal-operate in the presence of non-linear loads and can distinguish fault condition from load change. Also, using the auxiliary control system, the proposed fault detection scheme is capable of detecting single line to ground fault in three wire system when synchronous/stationary reference frame is employed. Various time-domain simulations verify the effectiveness of the proposed scheme in the case of symmetrical and unsymmetrical faults.
    Keywords: Current limiting, fault detection, microgrid, reference frame, voltage-sourced inverter