مسأله طراحی شبکه خطوط همگانی از مسائل اساسی در دستیابی به توسعه پایدار شهری به شمار می رود. این مساله به یافتن ترکیب بهینه خطوط حمل ونقل همگانی می پردازد، به گونه ای که با حفظ محدودیت بودجه، هدف خاصی در شبکه تامین گردد. باتوجه به این که طراحی شبکه، یک مسئله از نوع پیچیده و نمایی است، دستیابی به جواب دقیق (بهینه جهانی) آن در ابعاد بزرگ نیازمند روش های حل سیستماتیک همچون الگوریتم های ابتکاری/فرابتکاری است. این الگوریتم ها به طور گسترده در ادبیات تحقیق مورد استفاده قرارگرفتند، اما تمرکز بر روی انواع شبکه های حمل ونقلی با ویژگی های خاص اندک بوده است. هدف این مقاله طراحی خطوط شبکه حمل ونقلی در شبکه های شهری با الگوی شطرنجی است به گونه ای که، ضمن حفظ محدودیت بودجه، حداکثر پوشش در شبکه حاصل گردد. برای این منظور، این مطالعه یک الگوریتم جدید، از نوع ابتکاری –طراحی شده به طور خاص با تمرکز برای شبکه های شطرنجی– پیشنهاد میکند. الگوریتم پیشنهادی یک شاخص حریصانه موسوم به شاخص تقاضا ارائه داده و از آن برای ارتباط بین گره های پرتقاضا در شبکه استفاده میکند؛ به این ترتیب که به طور تکراری، هربار گره دارای بیشترین شاخص تقاضا انتخاب و یک خط همگانی کاندیدای عبوری از آن به ترکیب خطوط موجود اضافه میشود. مقایسه بهترین جواب های حاصل از الگوریتم ابتکاری در یک شبکه شطرنجی 10×6 برای 30 ماتریس تقاضای سفر تصادفی، در مقابل جواب های دقیق مساله نشان می دهد که الگوریتم ابتکاری می تواند در زمان کوتاه قابل توجه ای، جواب هایی نزدیک به جواب های دقیق مسئله را بیابد. مطابق نتایج به دست آمده، در مقایسه با حل دقیق در مدت زمان تقریبا 4 ساعت، الگوریتم پیشنهاد شده می تواند در مدت زمان (8±) 29 ثانیه، به طور متوسط، به جواب هایی با اختلاف 9/2 درصد نسبت به جواب های بهینه جهانی دست پیدا کند.

پیش بینی وضعیت قطعی اجزای شبکه قدرت، به ویژه خطوط هوایی در مقابل شرایط آب وهوایی شدید، نقش مهمی در برنامه ریزی تخصیص منابع پیش از رخداد واقعه و نیز بازیابی بارها در زمانی سریع تر دارد که باعث بهبود تاب آوری شبکه قدرت می شود. در این مقاله، یک الگوریتم ماشین بردار پشتیبان چندبعدی برای پیش بینی خطوط هوایی معیوب شبکه قدرت با فرض دانستن مسیرهای طوفان ارایه شده است. در این مدل، ابعاد براساس پنج ویژگی متمایز، فاصله از ساختمان، فاصله از درخت، فاصله از مرکز طوفان، سرعت طوفان و نوع کابل ایجاد شده اند که از نوآوری های اصلی تحقیق به شمار می روند. نتیجه مدل ارایه شده، دسته بندی وضعیت خطوط هوایی به دو وضعیت قطع و عملیاتی است که روی شبکه 33 باس IEEE پیاده شده است. نتایج نشان می دهند مدل پیشنهادی، خطوط قطع شده را با دقت بیشتری پیش بینی می کند.

1در این مقاله، یک سیستم مخابره اطلاعات در بستر خطوط برق (PLC) برای کاربرد شبکه های توزیع مطالعه می شود. برخلاف کاربرد معمول PLC در شبکه های فشار قوی، بکارگیری رله ها در شبکه توزیع به دلیل مسافت کانال طولانی تر و ساختار شبکه ای آن ضرورت دارد. بر این اساس، تعیین متوسط ظرفیت سیستم مخابراتی یا به اصطلاح ظرفیت ارگادیک، یک نیاز اساسی در بکارگیری و انتخاب سیستم PLC مناسب در شبکه های توزیع می باشد. ظرفیت یک سیستم مخابراتی، به عوامل مختلفی از جمله مشخصات کانال، پهنای باند و نویز موجود در شبکه بستگی دارد. در مقایسه با پژوهش های انجام شده در خصوص تعیین ظرفیت سیستم مخابراتی PLC، تاکنون مقاله ای به مطالعه یک سیستم PLC در حضور رله ی تقویت و ارسال و نیز نویز ضربه ای نپرداخته است. در این مقاله، با بکارگیری مدل های عملی کانال و نویز، ظرفیت ارگادیک به صورت تابعی از نسبت سیگنال به نویز سیگنال ورودی محاسبه می شود. در تحلیل های صورت گرفته شده، پارامترهای اثرگذار شامل توزیع آماری کانال، فاصله بین منبع و رله، فاصله بین رله و مقصد، توان سیگنال ارسالی و نسبت سیگنال به نویز ضربه ای لحاظ می شوند. در این راستا، نسبت سیگنال به نویز در گره مقصد با روابط ریاضی فرمول بندی شده و با استفاده از قضیه شانون، ظرفیت ارگادیک محاسبه می شود. بعلاوه، تأثیر میزان تخصیص توان بین منبع و رله، در مقدار ظرفیت ارگادیک بررسی شده است. در نهایت با شبیه سازی یک کانال نمونه، ظرفیت ارگادیک کانال به ازای مقادیر مختلف توان سیگنال ارسالی، نسبت سیگنال به نویز ضربه ای و طول کانال محاسبه شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهند که نمودار ظرفیت متوسط با تلفات مسیر به طور خطی تغییر می کند؛ به طوری که برای SNR=20 dB و در حضور رله با کاهش طول خط از 200 m به 10 m، ظرفیت تقریباً به اندازه bits/s/Hz 3.5 افزایش می یابد.

1یکی از موثرترین راهکارها برای کاهش تلفات و بهبود پروفیل ولتاژ در شبکه­های توزیع، بازآرایی یا همان تجدیدآرایش خطوط شبکه می­باشد. بازآرایی در حقیقت باز کردن برخی از خطوط بسته و بستن برخی خطوط باز به منظور رسیدن به اهداف از پیش تعیین شده از قبیل کاهش تلفات می­باشد. براین­اساس، در این مقاله مدل ریاضی جدیدی برای بازآرایی شبکه توزیع به منظور بهبود پروفیل ولتاژ و کاهش تلفات شبکه در حضور تولیدات پراکنده، ارائه شده است. نوآوری این مقاله بهینه­سازی همزمان برای کاهش انحراف ولتاژ نقاط مختلف شبکه و انرژی اتلافی شبکه با در نظرگیری قیود پخش بار شبکه، محدودیت دامنه ولتاژ باس­ها، محدودیت توان عبوری خطوط، روابط حاکم بر تولیدات پراکنده و محدودیت توان ارسالی از شبکه بالادست می­باشد. همچنین از دیگر نوآوری­های مقاله حاضر، نرمالیزه کردن بخش­های مختلف تابع چند هدفه می­باشد که با این کار تمامی موارد به صورت درصد بوده و تابع مذکور از حالت چند هدفه به صورت تک هدفه درآمده و بنابراین نیازی به تعریف وزن برای هر بخش تابع هدف برای یکسان سازی واحد محاسباتی نیست. همچنین از آنجا که مسئله بازآرایی مدنظر مقاله حاضر، به­صورت غیرخطی آمیخته با اعداد صحیح می­باشد، لذا بمنظور کاهش زمان حل مسئله، استفاده از الگوریتم تکاملی رقابت استعماری تطبیقی بهبود یافته جدید، پیشنهاد می­شود. روش جدید پیشنهادی در این مقاله بر روی شبکه توزیع 69 باسه IEEE پیاده­سازی شده است. نتایج نشان از موفقیت این روش در دستیابی به اهداف پیش­بینی شده دارد. براین­اساس تلفات شبکه به میزان 57 درصد کاهش یافته است و پروفیل ولتاژ شبکه در چارچوب مجاز قرار گرفته است بطوریکه مینیمم مقدار ولتاژ پس از اجرای روش پیشنهادی 0.95 پریونیت بوده است. مقایسه با مطالعات گذشته نشان می­دهد که نتایج حاصل شده از روش پیشنهادی در بهبود اهداف مدنظر بسیار موفق­تر بوده است.

در سال های اخیر، رشد جمعیت در منطقه شهری و افزایش تقاضای انرژی الکتریکی، منجر به گسترش شبکه برق رسانی، بارگذاری بیشتر در خطوط انتقال انرژی الکتریکی و کاهش حریم خطوط شده است. به واسطه چنین شرایطی، احتمال قرار گرفتن در معرض میدان های الکتریکی و مغناطیسی در محیط های مسکونی و کاری افزایش یافته است. از آنجایی که قرار گرفتن در معرض میدان های الکترومغناطیسی در فرکانس قدرت بر سلامت انسان تاثیرگذار می باشد، این عامل به عنوان چالشی جدی مطرح شده است. به منظور آگاهی از چگونگی انتشار میدان های الکترومغناطیسی، مدل سازی میدان های الکتریکی و مغناطیسی با استفاده از روش هوش مصنوعی به عنوان روشی دقیق و سریع مورد توجه و بررسی قرار گرفته است. در این مقاله از شبکه عصبی مبتنی بر توابع پایه شعاعی نرمالیزه شده به منظور تخمین میدان های الکتریکی و چگالی شار مغناطیسی استفاده شده است. داده های مورد نیاز به منظور آموزش و اعتبارسنجی مدل ارایه شده، با استفاده از شبیه سازی به روش اجزاء محدود پنج آرایش متفاوت از خطوط شبکه توزیع 20 کیلوولت توسط نرم افزار COMSOL استخراج شده است. بر اساس شبیه سازی انجام شده، مقادیر میدان های الکتریکی و چگالی شار مغناطیسی در مختصات های طولی و عرضی مختلفی از فضای اطراف خطوط اندازه گیری شده است. مقایسه نتایج تخمین زده شده و اندازه گیری شده نشان داده است که مدل ارایه شده دارای دقت بسیار خوبی در تعیین میدان الکتریکی و چگالی شار مغناطیسی در نقاط مختلف اطراف خطوط در ساختارهای مختلف شبکه توزیع است.

طراحی شبکه خطوط اتوبوس شهری مستلزم تعیین پیکربندی خطوط شامل یک مجموعه از خطوط و تواترهای تعیین شده برای آنها می باشد به طوریکه اهداف مورد نظر تامین شوند. این مساله را می توان به صورت یک مساله بهینه سازی از حداقل کردن هزینه کل فرمول بندی نمود. در این مقاله، استفاده از الگوریتم ژنتیک -(GA) روشی برای جستجو و بهینه سازی بر پایه انتخاب و ژنتیک طبیعی در حل مساله طراحی شبکه خطوط اتوبوسرانی تشریح می گردد. طراحی در دو فاز انجام می گیرد. ابتدا یک مجموعه از خطوط کاندید برای رقابت در حل بهینه، ایجاد می شوند، سپس با استفاده از الگوریتم ژنتیک، مجموعه مسیرهای بهینه انتخاب می گردند. بنابراین ابتدا یک اندازه برای تعداد خطوط موجود در مجموعه جواب فرض می شود، سپس به وسیله الگوریتم ژنتیک سعی می شود که بهترین خطوط از بین مجموعه خطوط کاندید، انتخاب گردد. برای به دست آوردن جواب بهینه، اندازه مجموعه خطوط به طور مکرر تغییر داده می شود و الگوریتم اجرا می گردد تا تعدادخطوطی که باید در پیکر بندی بهینه قرار گیرد تعیین شود، در خلال یک اجرا از الگوریتم، خطوط به عنوان متغیرها در نظر گرفته شده ولی تعداد آنها ثابت می ماند، در انتهای هر اجرا از الگوریتم، خطوطی که در جواب بهینه قرار می گیرند تعیین و ارایه می شوند.

 لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.