فهرست مطالب

مهندسی برق - سال چهل و چهارم شماره 2 (پیاپی 68، تابستان 1393)

نشریه مهندسی برق
سال چهل و چهارم شماره 2 (پیاپی 68، تابستان 1393)

  • تاریخ انتشار: 1393/04/10
  • تعداد عناوین: 6
|
  • رضا اعتماد*، محسن کیا، محمدصادق سپاسیان، مهرداد ستایش نظر، محمدصادق قاضی زاده صفحات 1-10
    برنامه توسعه تولید به معیارهای مختلفی وابسته است. در این مقاله، ابتدا به بررسی معیارهای موثر در برنامه ریزی توسعه تولید (GEP) پرداخته شده و سپس یک مدل جدید برای GEP پیشنهاد گردیده است. در این مدل با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی فازی (FAHP) که یکی از روش های تصمیم گیری چند شاخصه (MADM) است، برنامه ریزی توسعه تولید مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور پنج معیار اساسی معرفی گردیده است که به طور هم زمان و با استفاده از روش FAHP به بهینه سازی مساله GEP پرداخته شده و مکان بهینه نصب نیروگاه جدید تعیین می گردد. برای این منظور در مرحله اول با استفاده از پخش بار بهینه، مقدار هزینه حدی ناحیه ای (LMP) در هریک از شین ها محاسبه می-گردد. در گام بعد با استفاده از یک شاخص پیشنهادی، مکان های کاندیدا برای نصب نیروگاه تعیین می گردند. در نهایت با استفاده از روش FAHP به هریک از معیارها ارزشی نسبت داده شده و با استفاده از این ارزش، بهینه ترین مکان نصب نیروگاه از بین مکان های کاندیدا انتخاب می گردد. برای بررسی کارآیی الگوریتم پیشنهادی، روش مذکور بر روی شبکه 14 شین IEEE پیاده سازی شده است.
    کلیدواژگان: برنامه ریزی توسعه تولید (GEP)، روش تحلیل سلسله مراتبی فازی (FAHP)، تصمیم گیری چند معیاره، هزینه حدی ناحیه ای (LMP)
  • میلاد دولتشاهی*، سید مرتضی سقاییان نژاد، Jin Woo Ahn، مهدی معلم صفحات 11-21
    تولید گشتاور گسسته و اشباع شدید مغناطیسی در موتور سوئیچ رلوکتانس سبب کاهش گستره کاربردهای صنعتی و افزایش نوسانات نامطلوب در گشتاور این موتور شده است. در این مقاله روشی برای تعیین شکل موج جریان فازهای مجاور در بازه کموتاسیون بین فازها با در نظر گرفتن اثر اشباع مغناطیسی هسته پیشنهاد شده که تضمین کننده کم ترین میزان تلفات اهمی ماشین است. در این روش مسیرهای گشتاور ثابت برای هر موقعیت روتور در صفحه مختصات جریان فازهای وارد و خارج شونده در کموتاسیون ترسیم شده و نقاط برخورد آن ها با منحنی دایره ای تلفات اهمی با کم ترین شعاع، انتخاب می شوند. بر این اساس، مسیر حاصل شده از نقاط مماس مذکور تضمین کننده تلفات کموتاسیون بهینه و کاهش نوسانات گشتاور خواهد بود. به منظور پیاده سازی روش ارائه شده، از نتایج حاصل شده توسط آزمایش های عملی منحنی های گشتاور و شار بر حسب جریان فاز و موقعیت روتور استخراج شده و در تحلیل ها مورد استفاده قرار گرفته اند. در نهایت برای سرعت های بالا یک الگوریتم اصلاحی بر اساس قوانین منطقی ساده معرفی شده تا محدوده سرعت عملکرد بدون نوسانات گشتاور افزایش یابد. نتایج مطالعات بر روی موتور چهارفاز 4 کیلووات نشان دهنده اعتبار روش ارائه شده خواهد بود.
    کلیدواژگان: موتور سوئیچ رلوکتانس، کاهش نوسانات گشتاور، تلفات اهمی، اشباع مغناطیسی
  • سید حسین طباطبایی*، علیرضا جلیلیان صفحات 23-34
    در این مقاله، طرح کنترلی بازیاب دینامیکی ولتاژ (DVR) با استفاده از فیلتر شکافی تطبیقی و کنترل کننده تناسبی – مشتقی ارائه می شود. به منظور افزایش سرعت پاسخ دینامیکی و کاهش تلفات در سیستم، مقاومت فیلتر LC خروجی حذف شده و میراسازی نوسانات در سیستم کنترلی به صورت فعال پیاده سازی شده است. بنابراین، جریان خازن فیلتر خروجی به سیستم کنترلی فیدبک شده و از کنترل سبک جریان در حلقه داخلی برای افزایش پایداری استفاده می شود. با استفاده از فیلتر شکافی تطبیقی اطلاعات مولفه اصلی ولتاژ استخراج می شود که شامل فرکانس، دامنه و فاز ولتاژ است. از کنترل کننده PD برای افزایش سرعت پاسخ و اصلاح پاسخ فرکانسی سیستم استفاده شده است. ویژگی این نوع از کنترل کننده، عملکرد صحیح آن تحت انحراف فرکانس و پاسخ دینامیکی سریع تر آن در برابر فروافتادگی / بالازدگی ولتاژ است. شبیه سازی های صورت گرفته در محیط نرم افزار MATLAB، عملکرد DVR در سیستم نمونه را موثر نشان می دهد.
    کلیدواژگان: کنترل سبک جریان، بازیاب دینامیکی ولتاژ، فیلتر شکافی تطبیقی، میراسازی فعال، کیفیت توان
  • مریم علیان نژادی*، فاطمه شهشهانی، وحید احمدی صفحات 35-42
    در این مقاله، عملکرد تک مد لیزر فیبر رامان DFB با انتقال فاز /2 در شرایط آستانه به صورت تئوری تحلیل و تاثیر طول و ضریب جفت شدگی روی بهره مدی، توان دمش آستانه مد اصلی و مد کناری بررسی می شود. مدل ارائه شده شامل سه معادله موج غیرخطی جفت شده با در نظر گرفتن پدیده های غیرخطی مدولاسیون خودفازی و فاز متقاطع می باشد. شبیه سازی کامپیوتری بر اساس حل همزمان سه معادله موج در شرایط پایدار زمانی، برای مد استوکس پیشرو، پسرو و موج دمش انجام می شود. محاسبه عددی نشان می دهد که با افزایش طول و ضریب جفت شدگی توان موج دمش آستانه مد اصلی و مد کناری کاهش می یابد. بنابراین می توان انتظار داشت به ازای مقادیر معینی از این دو پارامتر، مد کناری در خروجی لیزر ظاهر شود. با استفاده از الگوریتم ارائه شده در این مقاله می توان مقدار طول و ضریب جفت شدگی بهینه را برای عملکرد تک مد یک لیزر فیبر رامان DFB به دست آورد. محاسبات به ازای مشخصات فیبر سیلیکایی UHNA4 انجام و نتایج به دست آمده با نتایج تجربی لیزر فیبر رامان DFB مشابه، تایید شده است.
    کلیدواژگان: لیزر فیبر رامان، فیدبک توزیع شده، مد استوکس، معادلات موج غیرخطی جفت شده
  • فرید کربلایی *، شهریار عباسی، علی بزرگ امید صفحات 43-50
    یکی از مهم ترین اهداف برنامه ریزی توان راکتیو، انتخاب بهینه اندازه و مکان منابع توان راکتیو به منظور حفظ حاشیه پایداری ولتاژ مطلوب می باشد. حاشیه پایداری ولتاژ در دو حالت نرمال و تک اغتشاش مورد بررسی قرار می گیرد. برای رسیدن به این هدف، باید یک مسئله بهینه سازی که در آن همه اغتشاش های مورد نظر لحاظ شده باشد، طراحی شود. در محاسبه منابع توان راکتیو، باید همه اغتشاش ها در نظر گرفته شوند، به گونه ای که در صورت وقوع هر یک از آن ها، حاشیه پایداری مطلوب حفظ گردد. اما در نظر گرفتن همه اغتشاش ها، حل مسئله بهینه سازی را مشکل و در بعضی مواقع غیر ممکن می کند. در این مقاله با به کارگیری دو شاخص پایداری ولتاژ، از بین اغتشاش های مورد نظر، تعداد معدودی انتخاب می شود به نحوی که منابع توان راکتیو محاسبه شده، برای همه اغتشاش ها، حاشیه پایداری مطلوب را تامین کند. به این منظور، اغتشاش ها بر اساس محل تاثیرگذاری آن ها در سیستم قدرت به چند دسته تقسیم می شوند. به گونه ای که اغتشاش های هر دسته بر محل مشترکی اثر می گذارند. سپس از هر دسته، شدید ترین اغتشاش انتخاب می شود. روش پیشنهادی بر روی یک شبکه 57 شینه IEEE مورد شبیه سازی قرار گرفته که نتایج مطلوبی را به همراه داشته است.
    کلیدواژگان: حاشیه پایداری ولتاژ، مکان یابی منابع توان راکتیو، مسئله بهینه سازی، شاخص L
  • میرجواد موسوی نیا*، صابر میمنت آبادی صفحات 51-59
    یکی از ضعف های اصلی مالتی پلکسینگ تقسیم فرکانسی متعامد (OFDM) بالا بودن نسبت «توان پیک» به «میانگین توان» PAPR)) است. روش نگاشت انتخابی (SLM) یکی از مشهورترین روش های کاهش PAPR به شمار می رود. در این روش، فرستنده ناچار است به همراه بلوک داده اصلی، بیت هایی را تحت عنوان اطلاعات جانبی (SI) ارسال کند. بیت های اطلاعات جانبی باعث اشغال پهنای باند می گردند. به علاوه، اگر گیرنده نتواند بیت-های SI را به طور صحیح کشف کند آنگاه کل بلوک داده دریافتی از بین می رود. در این مقاله، طرحی با استفاده از مولد تجانس خطی (LCG) ارائه داده می شود به طوری که اطلاعات جانبی به صورت آشکار ارسال نمی-گردند. در این مقاله با انجام شبیه سازی یک سیستم OFDM که در آن از مدولاسیون QAM-16 گردیده است نشان داده می شود که طرح پیشنهادی، از لحاظ کاهش PAPR، نرخ خطای بیت (BER) و احتمال کشف همراه با خطا (Pdf) عملکرد بسیار خوبی دارد.
    کلیدواژگان: مالتی پلکسینگ تقسیم فرکانسی متعامد (OFDM)، نسبت توان پیک به میانگین توان (PAPR)، نگاشت انتخابی (SLM)
|
  • R. Etemad*, M. Kiam., S. Sepasian, M. Setayesh, Nazarm., S. Ghazi, Zadeh Pages 1-10
    Due to growing demand of the electric energy, the need to generation expansion planning is inevitable. In this paper at first effective criteria in Generation Expansion Planning (GEP) are determined and a novel approach for GEP is proposed. In this approach Fuzzy-Analytical Hierarchy Process (FAHP) is utilized for GEP. The Fuzzy is one of the techniques that uses for weight assessment in decision making in Multi Criteria Decision Making (MCDM) model. For this purpose, five criteria are introduced and then by utilization of the FAHP, the optimization of GEP problem is implemented. In the first stage, the Local Marginal Price (LMP) of each bus is calculated by Optimal Power Flow (OPF) execution. In the next stage, base on the criteria that will describe, the candidate places for power plants installation are determined. Finally, the FAHP is used to assign a value to each criterion and by using these values the optimal place for installation of power plant among the candidate places is determined. The IEEE 14 bus network is used to simulate and evaluate the effectiveness of the proposed method.
    Keywords: Generation Expansion Planning (GEP), Fuzzy, Analytical Hierarchy Process (FAHP), Multi Criteria Decision Makin (MCDM), Local Marginal Price (LMP)
  • M. Dolatshahi*, S. M. Saghaian Nezhad, J. Woo. Ahn, M. Moallem Pages 11-21
    Discrete torque generation mechanism and inherently nonlinear magnetic characterization of switched reluctance motors lead to unacceptable torque ripple and reduce the variety of applications in industry. In this paper, a phase current profiling technique and torque sharing function are proposed considering magnetic saturation effects as well as minimizing power loss during the commutation area between the adjacent phases. Constant torque trajectories are considered in incoming and outgoing phase currents plane based on nonlinear T-i-theta curves which are obtained from experimental measurements. Optimum points on constant torque trajectories are selected based on improving drive efficiency and minimizing copper loss in each rotor position. In order to implement the proposed method, experimental measurements were undertaken to obtain the motor operational characterizations. A modification scheme based on logical rules will be introduced to enhance maximum speed with torque free operation. Experimental and simulation results on four phase, 4Kw 8/6 SRM, validate the effectiveness of the proposed method.
    Keywords: Switched Reluctance Motor, Torque Ripple Reduction, Copper Loss, Magnetic Saturation
  • S. H. Tabatabaei *, A. Jalilian Pages 23-34
    In this paper, a scheme is presented for the control of Dynamic Voltage Restorer using Adaptive Notch Filter (ANF) and PD controller. In order to increase the speed of dynamic response and reduce system losses, the resistor of the output LC filter is eliminated and the oscillations in the control system are actively damped. For this purpose, the current of the output filter capacitor is used as feedback to the control system and current mode control is implemented in the inner loop, which is more stable system. Frequency, amplitude and phase of the main component of voltage is extracted using the ANF. In addition to the use of frequency response correction, PD controller is used to improve the speed of dynamic response. Correct functioning under frequency deviation, faster response in the case of voltage sag/swell and harmonics mitigation are among the merits of this type of controller. Simulations in the MATLAB software environment demonstrate the effectiveness performance of the DVR in test system under different conditions.
    Keywords: Current mode control, dynamic voltage restorer (DVR), adaptive notch filter (ANF), active damping, power quality
  • M. Aliannezhadi*, F. Shahshahani, V. Ahmadi Pages 35-42
    In this paper, the single mode operation of a DFB Raman Fiber laser with /2 phase shift is analyzed theoretically at threshold condition. The effects of length and coupling coefficient on the modal gain, threshold pump power of the main mode and side mode are investigated. The presented model is based on the combination of three nonlinear coupled wave equations including self phase modulation and cross phase modulation effects. Computer simulation is carried out by solving the self-consistent of three nonlinear coupled wave equations to evaluate the steady-state of pump, forward and backward stokes waves. Numerical results show that the threshold pump power of main mode and side mode decreases by increasing the coupling coefficient and fiber length. So it can be expected that for some values of these parameters the side mode appears in the output of laser. The presented algorithm in this paper enables us to get the optimized values of fiber length and coupling coefficient of DFB Raman Fiber laser for single mode operation. Numerical calculations are carried out for characteristics of an UHNA4 SiO2 fiber. The theoretical calculations are validated by the experimental data of similar structures.
    Keywords: Raman fiber laser, distributed feedback, stokes mode, nonlinear coupled wave equations
  • F. Karbalaei*, S. Abasi, A. Bozorg Omid Pages 43-50
    One of the most important objectives in Reactive Power Planning (RPP) is to select optimal location and size of var sources for maintaining the required voltage stability margin under normal and single-contingency cases. To meet this objective, an optimization problem must be formulated considering N-1 contingencies constrained for a set of predetermined contingencies. In optimization problem, all the contingencies must simultaneously be considered. This may cause the convergence of solution in a large power system to make impossible. This paper uses two voltage stability indices to select a small number of contingencies instead of all ones in optimization problem, so that the allocated var sources cover all of the contingencies. The contingencies divided into some groups, each group affects one part of power system. Then the worst contingency from each group is selected. The method is tested on IEEE 57-bus test system and the results are compared with the ones when all the contingencies are included in the optimization problem.
    Keywords: Voltage Stability Margin (SM), Optimal allocation of Var sources, Optimization Problem, L, index
  • M. J. Mousavi Niya *, S. Meymanatabadi Pages 51-59
    High peak-to-average-power ratio (PAPR) is a weakness of orthogonal frequency division multiplexing (OFDM). Selected mapping (SLM) is one of the well-known techniques to reduce the PAPR. In this method, transmitter is obliged to send several bits named side information (SI). Such side information causes bandwidth efficiency to be decreased; in addition, incorrect detection of SI by receiver make whole data block be lost. In this paper, we propose a technique on the base of linear congruential generator (LCG) by which side information bits are not explicitly sent. We simulate our method for an OFDM system through the use of 16-QAM modulation. It is shown that our proposed scheme, from the view point of bit error rate (BER), probability of detection failure (Pdf) and PAPR reduction, performs very well.
    Keywords: Orthogonal frequency division multiplexing (OFDM), peak, to, average power ratio (PAPR), selected mapping