بر اساس [۲۶]، جهت مینیمم کردن خطای تخمین کانال باید برقرار باشد. با توجه به آنجه که در [۲۶] آمده است و در فصل بعد شرح داده خواهد شد، با بهره گرفتن از سیگنال های آموزشی به صورت زیر می توان به این مهم دست یافت:

(۵-۶۹)

که در آن یک سیگنال استاندارد با توان واحد بوده و . در این حالت خطای تخمین کانال نیز از رابطه زیر بدست می آید:

(۵-۷۰)

از مقایسه ی رابطه بالا با رابطه (۵-۵۷) نتیجه می شود که الگوریتم Li عملکرد بهتری نسبت به الگوریتم LS بدون تکرار دارد. لازم به ذکر است که الگوریتم Li به سادگی برای سیستم هایی که از الگوی شانه یا الگوی شبکه ای برای ارسال سیگنال های آموزشی استفاده می کنند نیز قابل تعمیم است [۲۶]. در شکل (۵-۱۳) عملکرد الگوریتم Li برای مقادیر مختلف با بهره گرفتن از شبیه سازی رسم شده است. شبیه سازی برای یک سیستم MIMO-OFDM با آنتن فرستنده و آنتن گیرنده صورت گرفته است. کل پهنای باند کانال برابر در نظر گرفته شده که به زیر کانال تقسیم می شود. تعداد مسیرهای کانال چند مسیره بوده و گسترش تاخیر کانال برابر انتخاب شده است. همچنین در شکل (۵-۱۴)، عملکرد الگوریتم Li با عملکرد الگوریتم LS بدون تکرار مقایسه شده است. همان طور که در این شکل می بینیم، برای یک سیستم MIMO-OFDM با دو آنتن فرستنده، عملکرد الگوریتم Li، ۳dB بهتر از الگوریتم LS بدون تکرار می باشد.

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

NMSE الگوریتم تخمین کانال Li بر حسب SNR متوسط
مقایسه ی عملکرد الگوریتم های LS بدون تکرار و Li برای
فصل ششم
طراحی سیگنال های آموزشی بهینه برای تخمین کانال
تعمیم الگوریتم تخمین کانال مبتنی بر معیار LS (تعمیم الگوریتم Li)
همانطور که در فصل قبل دیدیم الگوریتم Li با تخمین پاسخ ضربه ی کانال نسبت به سایر الگوریتم ها نه تنها به شکل بهینه ای از پهنای باند تخصیص یافته به سمبل های آموزشی بهره می برد، بلکه از عملکرد قابل قبولی نیز برخوردار بود. در این فصل می خواهیم به طراحی سیگنال های آموزشی بهینه جهت بدست آوردن بهترین عملکرد تخمین کانال توسط الگوریتم Li بپردازیم. همان طور که نشان خواهیم داد، با بهره گرفتن از این سیگنال های آموزشی نه تنها خطای تخمین کانال به مینیمم مقدار خود تقلیل می یابد بلکه پیچیدگی محاسباتی تخمینگر نیز به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. رابطه (۲-۱۲) را که بیانگر بردار سیگنال دریافتی در آنتن گیرنده ی ام بود را می توان به صورت زیر بازنویسی کرد [۴۳]:

(۶-۱)

به طور کلی سمبل ارسالی ام را به صورت حاصل جمع سمبل های آموزشی و سمبل های داده در نظر می گیریم. بنا بر این رابطه بالا را می توان بدین صورت نوشت:

(۶-۲)

که در آن ماتریس قطری شامل سمبل های داده و ماتریس قطری شامل سمبل های آموزشی می باشد. حال می توان رابطه (۶-۱) را به صورت زیر نوشت [۴۳]:

فشار کاتد (bar)

۵

۵

۵-۳ تاثیر دما بر عملکرد پیل سوختی
وقتی دما از ۶۰ درجه سانتی گراد افزایش می یابد، عملکرد پیل سوختی بهتر می شود ولی پس از دمای ۷۵ درجه سانتی گراد با افت روبرو میشود، دلیل این امر را میتوان به این صورت بیان نمود که در دماهای بالاتر از دمای مخزن رطوبت ساز، غشا در اثر گرمای بدنه پیل به سرعت رطوبت خود را از دست میدهد و در نتیجه از دست دادن رطوبت قابلیت هدایت پروتون در غشا را کاهش می دهد و همین امرسبب افزایش مقاومت داخلی پیل و در نتیجه افت عملکرد پیل میگردد.
دلایل افزایش کارایی پیل با افزایش دما از ۶۰ درجه سانتی گراد را میتوان به این صورت بیان کرد. با افزایش دما چگالی جریان تبادلی افزایش می یابد، که این امر سبب کاهش افتهای فعال سازی در پیل می گردد.
افزایش دما در شرایط مرطوب بودن غشا، باعث کاهش مقاومت غشا در برابر عبور پروتون از آن میگردد و در نتیجه این امرچگالی جریان و قابلیت هدایت پروتون غشا را افزایش می دهد.
پتانسیل مرجع با افزایش دما ، افزایش مییابد، که این امر میتواند به وسیله افزایش نفوذپذیری هیدروژن با افزایش دما توجیه شود.
با افزایش دما، ظرفیت گاز برای حمل آب افزایش مییابد و از طرفی در دماهای پایین امکان تبدیل بخار آب موجود در گازها، به قطرات آب نیز وجود دارد.

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

۵-۴ تاثیر فشار بر عملکرد پیل سوختی
رفتار پیل سوختی با افزایش فشار، چه در سمت آند و چه در سمت کاتد، بهبود مییابدکه این بهبود را میتوان با دلایل زیر توجیه کرد.
افزایش فشار در پیل سبب افزایش فشار جزیی واکنش دهندهها در پیل میگردد.
با افزایش فشار، نفوذ گازهای واکنش دهنده در لایه پخش کننده گاز افزایش مییابد و همچنین مقاومتهای انتقال جرم در پیل کاهش مییابد.
وقتی پیلسوختی در فشار محیط کار میکند، در نواحی وسیعی در گوشه های لایه پخش کننده گاز و کانالهای توزیع جریان، گازها تقریبا راکد میباشد، این نواحی از غشا معمولا جریانی تولید نمیکند، ولی در حالتی که پیل تحت فشار کار میکند، واکنش دهندهها تحت فشار مجبور به عبور از این نواحی میگردند و در نتیجه سطح موثر فعال در واکنشهای الکتروشیمیایی افزایش مییابد.
شکل (۵-۲) لایه ماکزیمم توان به ازای مقادیر مختلف فشار دو سمت آند و کاتد و دمای ثابت و برابر دمای بهینه ۷۵ درجه سانتی گراد را نشان میدهد. همان طور که از شکل مشخص است با افزایش مقدار فشار در هر دو سمت مقدار ماکزیمم توان افزایش پیدا کرده است.

شکل(۵-۲) ماکزیمم توان به ازای مقادیر مختلف فشار آند و کاتد. دمای کارکردی پیل ثابت و برابر دمای بهینه ^oC75
۵-۵ اهمیت فشار آند نسبت به فشار کاتد
در شکلهای (۵-۳) و (۵-۴) به ترتیب مقدارهـای ماکزیمم توان و منحـنی پلاریزاسـیون به ازای فشـارهای مختلف سمت کاتد و مقادیر ثابت برای فشار آند و دمای کارکردی پیل سوختی نشان داده شده است. در این دو شکل فقط فشار کاتد تغییر کرده و مقادیر فشار آند و دمای عملکردی پیل سوختی در مقادیر بهینه خود ثابت نگه داشته شدهاند.
همچنین در شکلهای (۵-۵) و (۵-۶) به ترتیب مقدارهای ماکزیمم توان و منحنی پلاریزاسیون به ازای فشارهای مختلف سمت آند و در فشار ثابت کاتد و برابر فشار بهینه و دمای ثابت بهینه ^oC75 نشان داده شده است. همانطور که از شکلهای (۵-۴) و (۵-۶) مشخص است افزایش فشار چه در سمت آند و چه در سمت کاتد سبب افزایش مقدار ماکزیمم توان می شود و همچنین منحنی های پلاریزاسیون مربوط به فشارهای بالاتر در شکلهای (۵-۵) و (۵-۷) نشان دهنده راندمان بالاتر و بازدهی بهتر پیل سوختی است اما نکته قابل توجه در مقایسه با افزایش فشار در سمت آند و کاتد، حساسیت بیشتر پیل سوختی نسبت به افزایش فشار در سمت آند است. در مقایسه دو شکل (۵-۲) و (۵-۴) مشخص است که شیب منحنی در شکل (۵-۴) بیشتر بوده و این نشانگر این است که پیل سوختی حسـاسیت بیشـتری به فشار سـمـت آند دارد. دلیل نزدیک بودن بیـش از حـد منحنـی هـای پلاریزاسیون به یکدیگر در شکل (۵-۴) همین موضوع است. دلیل تاثیر بیشتر تغیـیرات فشار

شکل (۵-۳) ماکزیمم توان پیل سوختی در فشارهای مختلف سمت کاتد. فشار آند و دمای کارکردی پیل سوختی ثابت و برابرمقادیر بهینه

شکل (۵-۴) منحنی های پلاریزاسیون پیل سوختی در فشارهای مختلف سمت کاتد. فشار آند و دمای کارکردی پیل سوختی ثابت و برابر مقادیر بهینه
در سمت آند نسبت به همان میزان تغییرات فشار در سمت کاتد را میتوان به دلیل اهمیت واکنشهای انجام شده درسمت آند دانست. سوخت هیدروژنی در سمت آند قرار دارد و واکنشهای مربوط به سوخت و تجزیه هیدروژن در سمت آند صورت میگیرد و با افزایش فشار جزیی سمت آند در واقع واکنشهای پیل سوختی تحت فشار بیشتر صورت میپذیرد و قابلیت انتقال پروتون از غشا افزایش مییابد، در صورتیکه افزایش فشار در سمت کاتد تنها منجر به پمپاژ اکسیژن بیشتر و خروج سریعتر آب تولیدی میگردد.

شکل (۵-۵) ماکزیمم توان پیل سوختی در فشارهای مختلف سمت آند. فشار کاتد و دمای کارکردی پیل سوختی ثابت و برابر مقادیر بهینه

شکل (۵-۶) منحنی های پلاریزاسیون پیل سوختی در فشارهای مختلف سمت آند. فشارکاتد و دمای کارکردی پیل سوختی ثابت و برابر مقادیر بهینه
۵-۶ نمودارهای سه بعدی دما-فشار
با بدست آوردن مقادیر برازندگی به ازای مقادیر مختلف دما و فشارهای مختلف آند و کاتد میتوان با رسم منحنی های مختلف، رفتار پیل سوختی را به ازای مقادیر مختلف دما و فشارهای هر دو سمت آند و کاتد بررسی کرد. شکلهای (۵-۷) و (۵-۸) به ترتیب مقدار ماکزیمم توان به ازای دماهای کارکردی و فشارهای مختلف برای آند و کاتد را نشان میدهد. کاملا مشخص است که منحنی با افزایش دما از ^oC68 شیب صعودی داشته و پس از دماهای ۷۴ و ۷۵ درجه سانتی گراد افت می کند. همچنین در این دو شکل میتوان به افزایش راندمان به ازای فشارهای جزیی آند و کاتد اشاره کرد که گرچه هر دو روند صعودی دارند ولی شیب افزایش منحنی در شکل (۵-۷) به دلیل حساسیت عملکرد پیل سوختی به فشار جزیی آند، بیشتر از شیب مشابه در منحنی (۵-۸) است. در پیوست ب منحنی های دو بعدی و سه بعدی بیشینه توان به ازای دمای سلول و فشار جزیی سمت کاتد و در فشار های ثابت آند نمایش داده شده است.

شکل (۵-۷) ماکزیمم توان به ازای دما و فشارهای مختلف آند. فشار کاتد ثابت و برابر فشار بهینه کاتد

شکل (۵-۸) ماکزیمم توان به ازای دما و فشارهای مختلف کاتد. فشار آند ثابت و برابر فشار بهینه آند
فصل ششم:
نتیجه گیری و پیشنهادات
در این فصل ابتدا نتایج حاصل از این پژوهش به صورت خلاصه بیان شده و سپس پیشنهاداتی برای ادامه تحقیقات ارائه شده است.
۶-۱ نتیجه گیری
در پژوهش حاضر به بهینه سازی پارامترهای پیل سوختی پلیمری پرداخته شده است. یکی از قویترین و پرکاربردترین الگوریتمهای بهینه سازی، الگوریتم ژنتیک میباشد که از این الگوریتم به عنوان ابزار بهینه سازی استفاده شده است. متاسفانه الگوریتم ژنتیک وابستگی بسیاری به تابع برازندگی تعریف شده دارد و قویترین الگوریتمهای طراحی شده بدون داشتن یک تابع ارزیابی مناسب به جواب صحیح منجر نمیشود. در این تحقیق هدف یافتن مقادیر مناسب دمای کاری پیل سوختی، فشار سمت آند و فشار سمت کاتد بود، چنانکه منحنی توان رسم شده به ازای این مقادیر از پارامترها، بیشترین بیشینه توان را داشته باشند یا به عبارت دیگر پیل سوختی در ازای این مقادیر بالاترین راندمان خروجی را داشته باشد. پس از تعریف مقدار حداکثر منحنی توان به عنوان تابع ارزیابی، از نرم افزار نوشته شده در گروه پژوهشی پیل سوختی دانشگاه برای تولید منحنی های توان و پلاریزاسیون استفاده گردید. این نرم افزار که بر اساس حل تحلیلی-عددی است، ابتدا مقادیر عملکردی و همچنین مقادیر هندسی را بعنوان ورودی دریافت میکند و سپس به حل تحلیلی می پردازد و در انتها منحنی پلاریزاسیون و توان را رسم میکند که با بهره گرفتن از منحنی توان میتوان مقدار ماکزیمم را استخراج کرد. یک برنامه بهینه سازی الگوریتم ژنتیک در محیط برنامه نویسی نرم افزار مطلب طراحی شد. سپس دامنه مقادیر متغیرها به گامهای کوچک، تقسیم بندی شد و با بهره گرفتن از نرم افزار فوق، مقادیر ارزیابی مختلف به دست آمده و در جداول Lookup table قرار گرفتند. پس از تکمیل جداول فوق و لینک کردن برنامه الگوریتم ژنتیک با سیمولینک، از الگوریتم نوشته شده برای بهینه سازی پارامترهای عملکردی استفاده شد که در نهایت جوابهای بهینه حاصل شدند. الگوریتم ژنتیک لینک شده با محیط سیمولینک مطلب مقادیر ^oC75 ، bar5 ، bar5/4 را به عنوان مقادیر بهینه برای دمای کاری پیل سوختی پلیمری، فشار سمت کاتد و همچنین فشار سمت آند بیان میکند در صورتیکه سلیمان و همکارش در سال ۲۰۰۷ با انجام آزمایشات به ترتیب مقادیر ^oC75 ، bar5 ، bar5 را به عنوان مقادیر بهینه برای دمای کاری پیل سوختی پلیمری، فشار سمت کاتد و فشار سمت آند پیشنهادکرده بودند.
۶-۲ پیشنهادات
به منظور ادامه پژوهشها در این زمینه پیشنهادات زیر ارائه می شوند:
به کارگیری ترکیبی شبکه عصبی و الگوریتم ژنتیک به عنوان ابزارهای بهینه سازی پارامترهای پیل سوختی و استفاده از یک سری آزمایشات محدود در جهت آموزش شبکه
بهینه سازی در نوع مواد تشکیل دهنده قطعات به کار رفته در پیل سوختی همچون نوع غشا و کاتالیست و… که میتوان آن را بهینه سازی مواد جایگزین قلمداد کرد.
به کارگیری روش تاگوچی در بهینه سازی پارامتر های هندسی بدلیل کاهش تعداد آزمایشات
بهینه کردن انرژی مصرف شده پیل سوختی که مهمترین بهینه سازی در محدوده عملکرد پیل سوختی به شمار میآید، طوری که با در نظر گرفتن انرژیهای اولیه مصرف شده برای راه اندازی پیل سوختی، در دراز مدت بتوان بیشترین راندمان را از پیل سوختی دریافت کرد.
فهرست مراجع
[۱] Soleyman K, Akyalcin L. Optimization of parametric performance of a PEMFC. J Hydrogen Energy 2007;32:4418-23.
[۲] Barbir F. PEM Fuel cells: theory and practice. . University of Connecticut. ISBN: 0-12-078142-5, 2005.
[۳] Beattie PD, Basura VI, Holdcroft S. Temperature and pressure dependence of O2 reduction at Pt|Nafion® 117 and Pt|BAM® 407 interfaces. J Electroanal Chem 1999;468:180-92.

دسته بندی سیستم های کاربردی
الف- سیستم های کاربردی عمومی (Sector Level ICT)
اینگونه نرم افزارها به منظور پشتیبانی منابع و نیازهای واحد های عملیاتی به کار می روند. از جمله این نرم افزارها می توان به سیستم های مالی ، پرسنلی، امار و اطلاعات مدیریت، اتوماسیون اداری، فروش، توزیع و سیستم های یکپارچه ERP اشاره کرد.
ب- سیستم های کاربردی تخصصی (Segment Level ICT)
این نرم افزارها شامل آن دسته از نرم افزارهایی است که مستقیما در عملیات بالا دستی و پایین دستی صنایع نفت، گاز و پتروشیمی کاربرد دارند. عمده این نرم افزارها بصورت بسته های نرم افزاری(Packages) می باشند. از جمله این نرم افزارها می توان به نرم افزارهای محاسبات فرایندی، مهندسی مخازن، برنامه ریزی و کنترل پروژه ها اشاره کرد.
برخی دیگر از این نرم افزارها متناسب با نیاز کارفرما در صنعت نفت تولید می شوند. از جمله این نرم افزارها می توان به نرم افزار سامانه اطلاعات بالا دستی، جمع اوری و مدیریت داده های اکتشاف، توسعه، تولید و توزیع اشاره کرد.
معرفی نرم افزارهای کاربردی عمومی مورد استفاده
اهم سیستم‎های عمومی (Sector Level ICT) فناوری اطلاعات و ارتباطات به شرح ذیل می باشند:

• • سیستم یکنواخت تدارکات و امور کالا (IMM)

• • سیستم جامع نیروی انسانی (IHR)

• • سیستم جامع کامپیوتری صادرات و واردات نفت‌خام

• • سیستم اطلاع‌رسانی مناقصه و مزایده

• • سیستم گمرک الکترونیکی در نفت

• • سیستم آموزش الکترونیکی (E-Learning)

• • سیستم پزشکی از راه‌دور(Telemedicine)

• • سیستم اتوماسیون اداری (Paper Less)

معرفی نرم افزارهای کاربردی تخصصی مورد استفاده
اهم کاربردهای اختصاصی (Segment Level ICT) فناوری اطلاعات و ارتباطات به شرح ذیل می باشند:

• • سیستم GIS

• • بانک اطلاعاتی سامانه‎های بالادستی ( در بخش‌‌های اکتشاف،توسعه و تولید)

• • سیستم فروش محصولات پتروشیمی در داخل کشور

وضعیت شبکه و ارتباطات‌
۱-شبکه(Network)
شبکه شامل اینترانت، IP، شبکه های محلی(LAN) و شبکه های گسترده(WAN) می باشد
۲-سیستم های ارتباطی (Communication Systems)
سیستم های ارتباطی شامل کانال های مخابراتی که توسط شرکت مخابرات، شرکت دیتا و تجهیزات ماهواره ای تامین می گردد، می شود که جهت برقراری ارتباط بین ایستگاه ها و اجزاء شبکه های یکپارچه بکار می روند.
۳-خدمات اینترنت
اینترنت در همه بخش‌های چه ستادی و چه عملیاتی در حد خوبی وجود دارد و اکثر کارکنان دسترسی خوبی به اینترنت دارند.
پهنای باند مورد استفاده در در حدود ۷۵ مگابایت است که از طرق مختلف ماهواره، Lised Line، DialUp این ارتباط برقرار است. تقریبا در تمامی ساختمان‌های شبکه داخلی LAN وجود دارد. تامین اینترنت در شکل‌های مختلف و از منابع زیر صورت می گیرد:

• • مخابرات

• • ماهواره اختصاصی صنعت نفت

• • شرکت های ISP

مرکز داده‌(Data Center)
با توجه به حجم عظیم اطلاعات تولید شده در سراسر قسمتها و لزوم مدیریت هدفمند و ساختارمند آنها بیش از پیش احساس می‌شود. آنچه که در زمینه مرکز داده در سطح جزیره وجود دارد عبارتست از :
اطلاعات تولید شده سیستم‌های مدیریت منابع انسانی و سیستم خرید و تدارکات بیش از ۰۰۰/۱۲ شاغلین و بیش از ۲۵۰هزار اقلام انبارداری و ۲۵ انبار سراسری
وضعیت نظام مدیریت و پشتیبانی فناوری اطلاعات
متولی ارتقاء و ایجاد انسجام و هماهنگی در کلیه فعالیتهای فناوری اطلاعات صنعت نفت، شورایی تحت عنوان ” شورای فناوری اطلاعات صنعت نفت” می باشد که با تدوین و اعمال سیاستها، برنامه ها، استانداردها و نیز اعمال نظارت در کلیه فعالیتها و برنامه های توسعه و کاربرد فناوری اطلاعات و ارتباطات در کلیه شرکتهای تابعه وزارت نفت، موجبات مدیریت و راهبری کاربرد فناوری اطلاعات در حوزه صنعت نفت، گاز و پتروشیمی را فراهم ساخته است که دارای وظایف ذیل می باشد:

• • • بررسی وارائه پیشنهاد برای یکنواخت سازی سامانه هایی که کاربرد عمومی در صنعت نفت دارند.

    ( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

• • تدوین استاندارها در تجهیزات رایانه ای (سخت افزار-نرم افزار) و مخابراتی مرتبط،

• • برنامه ریزی در جهت ایجاد بانک اطلاعاتی در زمینه های سخت افزار و نرم افزار و مخابرات مرتبط با امور رایانه ای در صنعت نفت

• • بررسی سامانه های اطلاعاتی موجود در صنعت نفت و پیشنهاد سامانه های مورد نیاز در کلیه زمینه های فعالیت صنعت نفت

• • ارائه پیشنهادهای لازم در ایجاد واستفاده از شبکه های اطلاع رسانی بین المللی، ملی، سازمانی و حصول اطمینان از به روزرسانی نظام یافته و مداوم اطلاعات صنعت نفت

• • ارائه پیشنهاد لازم برای ایجاد شبکه اطلاعاتی گسترده (WAN)

• • ارائه پیشنهاد بازنگری و تقویت زیر ساختهای شبکه مخابراتی با تاکید برانتقال داده ها به منظور فراهم سازی بستر لازم برای ایجاد و گسترش شبکه فناوری اطلاعات در صنعت نفت

• • ارائه پیشنهاد جهت تامین بسته های نرم افزاری فنی و برای کاربرد مشابه یکسان در سطح صنعت ارائه پیشنهاد در زمینه ساختار تشکیلاتی وتعیین جایگاه واحدهای فناوری اطلاعات در صنعت نفت

• بررسی پیشنهاد برنامه کلان تامین و آموزش نیروی انسانی متخصص در واحدهای فناوری اطلاعات

اگر چه بعید به نظر می­رسد که مسئله (PP) یک مسئله برنامه­ ریزی محدب باشد، اما یک تبدیل ساده از این مسئله نشان می­دهد که رابطه (۳۳) شرط لازم و کافی برای یک جواب بهینه را دارد. مسئله (PP) را مجدداً فرمول­نویسی می­کنیم و آن را به مسئله انتخاب سطح مطلوبیت کارگزار برای هر پیش­آمد ، مثلاً سطح مطلوبیت ، تبدیل می­نماییم. قرار می­دهیم . بنابراین تابع هدف به صورت زیر

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

تغییر می­ کند که در محدب است و قیود همگی در خطی هستند. در اینصورت متغیر کنترل کارفرما محسوب می­ شود. بعلاوه چون U مقعر است دلالت دارد بر اینکه محدب و بنابراین تابع هدف در محدب می­باشد. در اینصورت مسئله () به یک مسئله بهینه­سازی ساده، تبدیل می­ شود: مینیمم کردن یک تابع محدب با قیود و محدودیت­های خطی (این امکان وجود دارد که تعداد آن­ها نامتناهی باشد). بالأخص اینکه، چون مجموعه E متناهی می­باشد قضیه کان-تاکر شرایط لازم برای بهینگی را دارد.
ذکر این نکته ضروری است که در صورتی که مفروضات ذکر شده راجع به تابع مطلوبیت کارگزار، به طور حاﺻﻞجمعی تفکیک­پذیر بودن تابع مطلوبیت کارگزار و سایر مفروضات ذکر شده راجع به و ، وجود نداشته باشند، به طور کلی امکان تبدیل مسئله (PP) به یک مسئله محدب وجود نخواهد داشت.
شرایط مرتبه اول برای مسئله () به صورت زیر می­ شود
توجه شود که بردار اقدام بهینه دوم ، ماکزیمم کننده عایدی خالص کارفرما است. برنامه انگیزه بهینه دوم برنامه­ای است که یک بردار اقدام بهینه دوم را در حداقل هزینه مورد انتظار، اجرا می­ کند.
میررلس (۱۹۷۵) نخستین کسی بود که خاطر نشان کرد که جواب مسئله بهینه­سازی پارتو تحت رویکرد مرتبه اول همواره با جواب همین مسئله اما تحت قید IC یکسان نخواهد بود. به ویژه اینکه، شرایط لازم برای قراردادی که برنامه کارفرما را تحت رویکرد مرتبه اول با بهره گرفتن از قضیه کان-تاکر حل می­ کند، شرایط لازم برای یک قرارداد که مسئله کارفرما را تحت قید IC حل کند، هم نخواهد بود!
استفاده از رویکرد مرتبه اول، مطالعه مدل­های مخاطره اخلاقی استاندارد را بسیار ساده می­سازد که اعتبار آن­ها توسط جویت (۱۹۸۸) و روگرسون (۱۹۸۵) اثبات شده است. اما اعتبار این روش­ها برای مدل­های مخاطره اخلاقی در چارچوب­های کلی­تر –مثلاً در شرایطی که کارگزار می ­تواند به طور پنهانی و محرمانه قرض بگیرد (پس­انداز کند)- به خوبی درک نشده است. مشکل مربوط به رویکرد مرتبه اول را می­توان در مقاله میررلس (۱۹۸۵، ص ۱۳۶۱-۱۳۶۰) در قالب یک مثال گرافیکی مشاهده نمود. در واقع، میررلس (۱۹۷۴) نشان داده است که شرط یکنواخت بودن نسبت راستنمایی MLRP، همراه با شرط تحدب در تابع توزیع (CDFC) برای اعتبار رویکرد مرتبه اول بسنده می­باشند.
توجه شود که مفروضات مطرح شده در مطالعات روگرسون (۱۹۸۵) و جویت (۱۹۸۸)، برای ادبیات اوراق بهادارسازی و نتایج گرفته شده در رابطه سرمایه­گذار و بانی رهن­ها، کافی هستند زیرا این مفروضات تنها برای بعد تلاش مطرح شده ­اند. بنابراین می­توان نتیجه گرفت که رویکرد مرتبه اول برای مسئله بهینه­سازی
سرمایه­گذار (PP) معتبر می­باشد.
در ادامه برای آشنایی بیشتر و کامل نمودن مطالب، شرایط کافی برای معتبر بودن رویکرد مرتبه اول معرفی می­گردد.

۴-۸-۱- مشخصه­های برنامه انگیزه بهینه
در این بخش، شرایط کافی برای معتبر بودن رویکرد مرتبه اول معرفی می­شوند.
یکی از مشخصه­هایی که یک برنامه انگیزه بهینه باید داشته باشد این است که به طور یکنواخت افزایش یابنده باشد، یعنی، به کارگزار بیشتر پرداخت شود هنگامی که تحقق بالایی از ستانده مشاهده می­ شود. بررسی وجود این مشخصه کاملاً مشکل است زیرا ستانده نقش اطلاعاتی نیز دارد. مشکل از آنجا شروع می­ شود که در اصل، شرط مرتبه اول (۳۲) عمدتاً نیازمند آن است که یک نقطه مانا در مسئله ماکزیمم­سازی کارگزار باشد. در ادبیات سابق، یک جواب استاندارد برای مدل­های کارفرما-کارگزار جایگزین کردن قید انگیزه مرتبه اول یا موضعی، در قید سازگاری انگیزه می­باشد.
اما ثابت شده است که این رویکرد مرتبه اول با مشکلاتی همراه است و لزوماً جواب واقعی مسئله کارفرما (PP) نمی ­باشد. دلیل آن است که ممکن است کارگزار شرط مرتبه اول (۳۲) را حتی هنگامی که بردار تلاش e انتخاب بهینه او از تلاش نیست، برآورده کند: نخست اینکه، بردار تلاش می ­تواند یک مینیمم باشد نه یک ماکزیمم؛ از اینرو، ما حداقل می­خواهیم که کارگزار یک شرط مرتبه دوم موضعی را نیز برآورده نماید.
به زبان ریاضی، بر اساس این شرط که مطلوبیت انتظاری کارگزار در تلاش مانا است، رویکرد مرتبه اول جایگزین قید سازگاری انگیزه می­ شود. با نگاه به این شرط (بدون در نظر گرفتن مفروضات)
مشاهده می­ شود که چون هیچ کدام از نقاط مانا، ماکزیمم مطلق نیستند، نمی ­توانند یک بهینه منحصر بفرد را تضمین نمایند. اما تحت این فرض که تلاش از یک بازه باز انتخاب شده است، تمامی ماکزیمم­های مطلق نقاط مانا خواهند بود. بنابراین، به طور کلی دو مسئله رویکرد مرتبه اول (بدون قید سازگاری انگیزه) و مسئله اولیه (با قید سازگاری انگیزه) ممکن است جواب­های کاملاً متفاوتی داشته باشند. یعنی سطح تلاش انتخاب شده از رویکرد مرتبه اول لزوماً در شرط سازگاری انگیزه اصلی صدق نمی­کند (جویت، ۱۹۸۸).
در حقیقت تحت این فرض که تلاش از یک بازه باز انتخاب می­ شود و تمامی ماکزیمم­های مطلق نقاط مانا هستند، مشکل رویکرد مرتبه اول آن است که این رویکرد به کارفرما یک مجموعه انتخاب
می­دهد که اکیداً بزرگ­تر است از مجموعه ­ای که با مستقیماً در نظر گرفتن قید IC در مسئله اصلی (PP)، بدست می­آمد (جویت، ۱۹۸۸).
اما هنوز هم این کافی نیست. به طور کلی، ما نیازمند آن هستیم که مطمئن شویم که تابع هدف کارگزار در مقعر می­باشد. توجه شود که این موضوع ساده­ای نیست زیرا تقعر تابع هدف کارگزار در هم به شکل تابع توزیع و هم به شکل قرارداد انگیزه پیشنهادی بستگی دارد. در واقع، تنها زمانی که قید سازگاری موضعی با شروط بسنده (یکنواخت بودن برنامه انگیزه و تحدب تابع توزیع) ترکیب شود، این دو قید با یکدیگر جهت تضمین سازگاری انگیزه، بسنده خواهند بود. برای قواعد تقسیم در حالت کلی و مطلوبیت­هایی که به طور حاﺻﻞجمعی تفکیک­پذیر هستند، روگرسون^[۷۲۱] (۱۹۸۵) و جویت^[۷۲۲] (۱۹۸۸) شرایط کافی که تحت آن هر جوابی برای شرط مرتبه اول کارگزار، یک ماکزیمم مطلق را تشکیل می­دهد، فراهم کردند. اگر این شرط کافی برقرار باشد، جایگزین کردن شرط مرتبه اول (۳۲) در رابطه (IC) معتبر خواهد بود.
مشکل دیگری که می ­تواند وجود داشته باشد آن است که به طور کلی، هنگامی که شرط مرتبه دوم برای کارگزار به طور مطلق برآورده نمی­ شود، این امکان وجود دارد که جواب مسئله ماکزیمم­سازی نسبت به قید IC در شرط مرتبه اول کارگزار صدق کند اما در شرط مرتبه اول کارفرما صدق ننماید. به عبارت دیگر، ممکن است بهینه کارفرما شامل یک جواب گوشه­ای باشد و بنابراین جواب برنامه ماکزیمم­سازی نسبت به قید IC، ممکن نیست در شرایط لازم کان-تاکر از برنامه FOA صدق کند. این نکته نخستین بار توسط میررلس (۱۹۷۴) بیان شد.

۴-۸-۲- شرایط کافی
چون پیش­آمد تصادفی است، ساختن یک برنامه جبران بهینه نیازمند فرمی از یکنواخت بودن را دارد: پیش­آمد باید به طور تصادفی برای مقادیر بزرگ از ، بیش­تر باشد. روش­های مختلفی برای انجام این مقایسه وجود دارد. برای مثال، مقایسه بر مبنای ارزش­های انتظاری، توابع توزیع احتمال، یا توابع توزیع تجمعی برای متغیرهای تصادفی. وجود یک برنامه انگیزه بهینه به مفروضات ذکر شده در مسئله درباره اینکه چگونه پیش­آمد با تلاش به طور تصادفی افزایش می­یابد، بستگی دارد.
معمولاً این مفروضات بر مبنای مقایسه توزیع­های احتمال قرار دارند. در موردی که تلاش و پیش­آمدها گسسته می­باشند، این مفروضات به معنای آن هستند که تلاش بالاتر احتمال پیش­آمد بالاتر را حداقل به همان اندازه احتمال یک پیش­آمد پایین، افزایش می­دهد. چنین فرضی نیازمند آن است که نسبت احتمال یک پیش­آمد بزرگ­تر در مقابل یک پیش­آمد کوچک­تر، در تلاش افزایش‌یابنده باشد. چون تقسیم احتمالات را می­توان به صورت نسبت راستنمایی در نظر گرفت، آن را شرط نسبت راستنمایی (MLRC) نامیده­اند (سالانیر، ۱۹۹۸).

۴-۸-۲-۱- ویژگی نسبت راستنمایی یکنواخت (MLRP)
بر اساس رابطه (۳۳) شرایط مرتبه اول زمانیکه کارفرمای ریسک خنثی انجام بردار تلاش e را می­خواهد
در نتیجه
که
توجه شود که در روابط بالا، بردار بردار تلاش بهینه است. از روابط بالا مشاهده می­ شود که آن چیزی که برنامه جبران را تعیین می­ کند، راستنمایی نسبی است: احتمال اینکه پیش­آمدها از و نه از ، نتیجه شوند. به ویژه اینکه چون G و مقعر هستند، معکوس U محدب خواهد بود (شرط لازم)؛ بنابراین مشتق معکوس ، مقعر غیر کاهش یابنده در می­باشد. در نتیجه یک شرط کافی برای غیر کاهشی و مقعر بودن برنامه انگیزه بهینه در ، آن است که نسبت برای هر مقدار از ، در غیر کاهش یابنده و مقعر باشد، یعنی راستنمایی نسبی فوق تحت در مقایسه با ، برای پیش­آمدهای بهتر ، بیشتر باشد، که به آن شرط نسبت راستنمایی یکنواخت (MLRC) می­گویند. (هولمستروم، ۱۹۷۹).
تعریف ۱٫ ویژگی نسبت راستنمایی یکنواخت (MLRP) برای یک توزیع و با چگالی
مشتق­پذیر، در x برآورده می­ شود اگر
به زبان ساده­تر، توزیع تجمعی و چگالی آن در ویژگی نسبت راستنمایی یکنواخت صدق
می­ کنند اگر داشته باشیم
یعنی تایع چگالی ستانده، با اقدام کارگزار به عنوان یک پارامتر، یک نسبت راستنمایی یکنواخت دارد. این شرط اشاره به این دارد که تغییرات در ستانده در سطوح بالاتر، در فراهم کردن اطلاعات راجع به تلاش کارگزار، در مقایسه با سطوح پایین­تر ستانده، به طور نسبی کم­تر مفید می­باشد (جویت، ۱۹۸۸). به عبارت دیگر، قراردادی که مسئله مینیمم­سازی هزینه را حل می­ کند به طور یکنواخت افزایش یابنده است، یعنی تلاش و ستانده به طور مثبت همبسته می­باشند: تلاش بالاتر، ستانده بیشتری تولید می­ کند.
توجه شود که در این رساله تلاش تنها به دو نوع محدود شده است، و شرط MLRP به صورت زیر می­ شود
همچنین توجه شود که MLRP دلالت دارد بر ویژگی غالب تصادفی مرتبه اول، یعنی
. به زبان ریاضی
نابرابری سمت راست از شرط MLRP نتیجه شده است (هنگامی که ، انتگرال ۰ است؛ هنگامی که ، این حقیقت که نسبت راستنمایی در افزایش یابنده است دلالت دارد بر اینکه انتگرال باید اکیداً منفی باشد).
توجه شود که ویژگی غالب تصادفی مرتبه اول (شرط یکنواخت بودن تصادفی مرتبه اول^[۷۲۳]) تنها تضمین
می­ کند که تلاش بالا، به ستانده بیشتر یا مطلوبیت بیشتر کارفرما منجر می­ شود. بنابراین، ستانده بالاتر زمانی که کارگزار سخت کار می­ کند محتمل­تر است. اما با مشاهده ستانده بالا
تر، لزوماً نمی­ توان استنباط نمود که در حقیقت تلاش بیشتر توسط کارگزار انجام گرفته است. میلگروم (۱۹۸۱) شرط نسبت راستنمایی را معرفی کرد که تحت آن ستانده بالاتر علامتی است از اینکه کارگزار تلاش بیشتری اعمال نموده است.
با توجه به مطالب ذکر شده نتیجه زیر را بدست می ­آید.
گزاره ۳٫ تحت رویکرد مرتبه اول، اگر در ویژگی نسبت راستنمایی یکنواخت صدق کند، برنامه جبران در پیش­آمد فزاینده می­باشد. (هولمستروم، ۱۹۷۹).
اثبات. اثبات گزاره بلافاصله از تعریف MLRP و شرایط مرتبه اول که در بالا بیان گردید، حاصل می­ شود.
نتیجه ۱٫ در رابطه (۳۳) یکنواخت بودن برنامه جبران از شرط MLRC و این حقیقت که تابع مطلوبیت کارگزار U(.) مقعر است و ضرایب لاگرانژ غیرمنفی هستند، نتیجه می­ شود.
نتیجه ۲٫ احتمالاً یک دلیل خوب برای اینکه چرا تابع باید یکنواخت باشد آن است که ممکن است کارگزار قادر باشد که بدون هزینه ستانده را کاهش دهد، یعنی ستانده را بسوزاند^[۷۲۴].
نتیجه ۳٫ برنامه جبران بهینه زمانیکه علامت (اطلاعات اضافی) وجود ندارد، s(x)، از برنامه جبران بهینه زمانیکه علامت وجود دارد (رابطه ۳۳)، ، اکیداً بزرگ­تر است.
میلگروم (۱۹۸۱) نشان داد که شرط MLRC معادل است با ویژگی آماری زیر: فرض کنید یک آماردان با یک پیشین از اقدام انتخابی کارگزار شروع می­ کند، سطح ستانده را مشاهده می­ کند و سپس پیشین خود را به روز کرده و اعتقادات پسین خود از اقدام انتخابی کارگزار را محاسبه می­نماید. توزیع را توزیع احتمال پسین با مفروض بودن مشاهده قرار می­دهیم. دراینصورت MLRC معادل است با
به این معنا که با مشاهده سطوح بالاتر ستانده استنباط می­ شود که کارگزار، به مفهوم غالب تصادفی مرتبه اول، سخت کار کرده است. (میلگروم، a1981)
شرط MLRC همچنین دلالت دارد بر اینکه افزایش در تلاش موجب می­ شود که ستانده به مفهوم غالب تصادفی مرتبه اول افزایش یابد (روگرسون، ۱۹۸۵).

: امپدانس مشخصه سیستم کنترلی
: جریان جبران SVC
محدودیت گستره CSV شبیه منبع ولتاژی با راکتانس داخلی بوده و بیشتر محدودیت آن شبیه کاپاسیتور یا اندکتیو تثبیت می‌باشد. رفتار SVC مانند یک خازن ثابت یا سلف می‌باشد و انتخاب اندازه مناسب، یکی از مسائل مهم SVC و ویژگی خروجی آن را نشان می‌دهد.

شکل۲-۱- خصوصیات ترمینال هایSVC ]2[

شکل ۲-۲- ساختار پایه SVC ]2[
۲-۱-۱-۲- مهمترین کاربردهای SVC ]1[
تثبیت ولتاژ در شبکه های ضعیف
کاهش تلفات انتقال
افزایش ظرفیت انتقال توان
افزایش میرایی اغتشاشات کوجک
بهبود پایداری ولتاژ
حذف نوسانات توان
۲-۱-۱-۳-رایج ترین انواع SVC ]1[
رایج ترین انواع SVC با توجه به عناصر به کار رفته در ساختمان آن ها به شرح زیر است:
راکتور کنترل تریستوری ^[۴]TCR
خازن سوییچ تریستوری ^[۵]TSC
راکتور سوییچ تریستوری ^[۶]TSR
شکل ۲-۳- انواع SVC ]1[
۲-۱-۲- جبران کننده سنکرون استاتیکی (STATCOM) ]1[
یک مولد سنکرون استاتیکی که بعنوان جبران ساز توان راکتیو موازی ، کار می‌کند و جریان خازنی و القایی خروجی آن را می توان مستقل از ولتاژ AC سیستم کنترل نمود.
STATCOM یکی از کنترل کننده های کلیدی FACTS است. مبنای آن می‌تواند بر کنورتور منبع ولتاژی و نیز کنورتور منبع جریانی باشد. این تجهیز دارای ویژگی های بهتری نسبت به SVC می‌باشد. زمانیکه ولتاژ سیستم کاهش پیدا می‌کند نیروی STATCOM به حداکثر خود می‌رسد و حداکثر توان راکتیو خروجی تحت تاثیر مقدار ولتاژ قرار نمی‌گیرد. در کنورتور منبع ولتاژی ولتاژ AC خروجی، طوری کنترل می‌شود که درست برای سیلان جریان راکتیو مورد نیاز کفایت می‌کند. برای هر ولتاژ شینه AC خازن DC بصورت خودکار به اندازه مورد نیاز، جهت عمل کردن به عنوان منبع ولتاژ کنورتور، تنظیم می‌شود. [۱]

( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

جبران­ساز استاتیکی سنکرون در سمت DC، خود منبع تأمین انرژی برای مدت زمان طولانی ندارد و نمی­تواند توان حقیقی با سیستم AC مبادله کند. از طرفی این جبران­ساز توانایی مبادله توان هارمونیکی را داراست. هنگامی­که جبران­ساز طراحی شود تا هم­زمان با توان راکتیو و هارمونیک سر و کار داشته باشد، آن­گاه نام جدیدی با عنوان فیلتر قدرت اکتیو موازی می­یابد. بنابراین STATCOM فقط با مبادله­ توان راکتیو مولفه­ی اصلی شبکه سر و کار دارد.
جبران­سازهای استاتیکی سنکرون می­توانند در سطوح انتقال و توزیع برای اهداف مختلف به­کار روند. هنگامی­که یک STATCOMدر شبکه توزیع یا نزدیک بار برای اصلاح ضریب توان و رگولاسیون ولتاژ مورد استفاده قرار گیرد، D- STATCOM^[7] نیز خوانده می­ شود.
در سیستم های انتقال، STATCOM فقط با توان راکتیو مولفه اصلی سر و کار داشته و پشتیبانی ولتاژ را برای شین­های شبکه فراهم می ­آورد. به علاوه در سیستم­های انتقال، برای تنظیم و کنترل ولتاژ شین­ها در طول حالت­های گذرا و اغتشاشات دینامیکی، برای بهبود حاشیه پایداری گذرا و میرا کردن نوسانات دینامیکی مورد استفاده هستند.
صرف­نظر از تزریق و یا جذب توان راکتیو به شبکه قدرت، مولدهای توان راکتیو اگر در حوزه زمان سریع بوده و سرعت پاسخ بالایی داشته باشند، می­توانند در افزایش پایداری سیستم در طول اغتشاشات موثر باشند. آن­ها می­توانند با پشتیبانی توان راکتیو در مقابل تغییرات بار، ولتاژ شین­های شبکه را تنظیم نموده و مسائل ناشی از فلیکر را کاهش دهند. همچنین ولتاژ شبکه را در شرایط فرو افتادگی و برآمدگی کنترل نمایند.
هنر تکنولوژی IGBT ^[۸]باعث اختراع STATCOM گردید که می ­تواند پاسخگوی تأمین توان راکتیو در چند هزارم ثانیه، در هر سیستم متقارن یا نامتقارن باشد.
جبران­ساز استاتیکی سنکرون (STATCOM) وسیله­ای است سه فاز که دارای قابلیت جبران­سازی موازی دینامیک به صورت پیوسته با تزریق جریان به شبکه را دارا می­باشد. بنابراین STATCOM برای کاهش یا برطرف کردن این اثرات مخل کیفیت توان با تزریق جریان به سیستم به­کار گرفته می­ شود. در شکل (۲‑۴) نمای تک­خطی (دیاگرام تک­خطی) از یک STATCOM مشاهده می­گردد. هسته اصلی STATCOMیک مبدل منبع ولتاژ می­باشد که از روش PWM^[9](در قسمت مدولاسیون ها به تفصیل توضیح داده خواهد شد) و یا روش­های مدولاسیون برداری برای الگوی کلیدزنی سوئیچ­های قدرت استفاده می­ کند. هم­چنین یک خازن DC وظیفه تأمین ولتاژ DC را بر عهده دارد. خروجی STATCOMاز طریق یک ترانسفورماتور به صورت موازی به باس مورد نظر وصل می‌شود. اصلاح ولتاژ در یک STATCOM برپایه تزریق جریان راکتیو به شبکه در باس مورد نظر می­باشد [۲۷] و [۲۹].
ب الف
شکل ۲‑۴- الف) نمای تک­خطی از یک جبران­ساز استاتیکی سنکرون متصل به شبکه AC به صورت موازی از طریق یک ترانسفورماتور ب) مدل مداری قسمت الف
اگر یک مولفه اول ولتاژ مبدل، ولتاژ شبکه و x راکتانس ترانسفورماتور باشد، مقدار جریان گذرنده از راکتانس x از رابطه­ (۲-۲) بدست می ­آید.

(۲‑۲)

= = -j

مولفه اصلی جریان تزریقی به شبکه یا جذب از شبکه می­باشد. از هارمونیک­های تولیدی صرف­نظر شده است. مقدار توان اکتیو و راکتیو از روابط زیر محاسبه می­شوند:

(۲‑۳)