پایان نامه بررسی و تحلیل تأثیر ادوات کلیدزنی در قابلیت اطمینان شبکههای توزیع و انجام مطالعات در شبکة فشارمتوسط شهر مراغه
مقدمه:
با شروع به کار نیروگاه « پیرل استریت » در شهر نیویورک آمریکا در سال 1882 میلادی، صنعت برقرسانی به وجود آمد. پس از آن این صنعت به دلایل مختلفی از جمله سادگی تبدیل انرژی الکتریکی به سایر انواع انرژی، سهولت انتقال، کنترل آسان و ملاحظات زیستمحیطی با سرعت بسیار زیادی پیشرفت نمود و نیروگاهها، خطوط انتقال و شبکه های توزیع گسترش یافتند، تا جایی که امروزه در دور افتادهترین روستاهای کشورهای جهان نیز وجود انرژی الکتریکی و دسترسی مشترکین به آن، امری بدیهی و جزء وظایف مهم دولتها تلقی میگردد. شبکة برق رسانی شامل سه قسمت عمدة تولید، انتقال و توزیع میباشد. بررسیها نشان میدهد که هزینة سرمایهگذاری در بخش تولید کمی بیش از توزیع و حدود دو برابر انتقال است. اما به دلیل گستردگی و پیچیدگی ساختار شبکة توزیع، مجموع هزینة احداث، بهرهبرداری و نگهداری از بخش توزیع (به دلیل نزدیکی به مشترکین و برنامههای توسعة شهری که افزایش روز افزون نصب تجهیزات را موجب میشود) نیز از درجة اهمیت فوقالعادهای برخوردار است.
آشنائی کلی با سیستمهای توزیع انرژی الکتریکی:
وظیفه اصلی یک شبکه توزیع، انتقال انرژی الکتریکی از پستهای انتقال و فوقتوزیع و یا نیروگاههای کوچک به تکتک مشترکین و تغئیر سطحولتاژ باتوجه به شرایط میباشد.در شکل 1-1 ارتباط شبکههای مختلف بصورت شماتیک نشان داده شده است. در این شبکهها ولتاژ در سطوح مختلف (ولتاژ ضعیف LV کمتر از 1 کیلوولت ، ولتاژ متوسطMV از 1 تا 36 کیلوولت، ولتاژبالا HV از36 تا 300 کیلوولت و ولتاژ بسیار بالا EHV بیشتر از 300 کیلوولت) ارائه گردیده است، که این شکل تنها برخی مفاهیم کلی را ارائه میکند.چراکه جزئیات طراحی شبکههای توزیع در کشورهای مختلف، و حتی بین شرکتهای مختلف در یک کشور، تفاوتهای زیادی باهم دارد.
فهرست مندرجات
فصل اول: معرفی سیستمهای توزیع انرژی الکتریکی ................................................................. 1
1-1 مقدمه ................................................................................................................................. 2
1-2 آشنائی کلّی با سیستمهای توزیع انرژی الکتریکی .................................................. 3
1-3 عوامل مؤثر در طراحی و بهرهبرداری از شبکههای توزیع ...................................... 4
1-4 ساختار شبکههای توزیع ................................................................................................ 8
1-5 شبکة توزیع ایران ............................................................................................................ 12
1-6 خلاصة مباحث ................................................................................................................. 13
فصل دوم: بررسی قابلیت اطمینان سیستمهای توزیع انرژی الکتریکی ............................. 14
2-1 مقدمه .............................................................................................................................. 15
2-2 دلایل اهمیت قابلیت اطمینان شبکههای توزیع ................................................... 16
2-3 مفاهیم کیفیت برق و دسترسی به سیستم ............................................................. 16
2-4 قابلیت اطمینان سیستمهای توزیع انرژی الکتریکی ...................................................... 18
2-4-1 شاخصهای اصلی محاسبه قابلیت اطمینان سیستمهای توزیع ........... 19
2-4-2 شاخصهای تکمیلی محاسبه قابلیت اطمینان سیستمهای توزیع ...... 21
2-4-2-1 شاخصهای مربوط به مصرفکننده .................................... 22
2-4-2-2 شاخصهای مربوط به بار و انرژی ........................................ 24
2-5 خلاصة مباحث ............................................................................................................... 26
فصل سوم: بررسی تأثیر ادوات کلیدزنی در قابلیت اطمینان سیستمهای توزیع ......... 27
3-1 مقدمه ............................................................................................................................... 28
3-2 مدلسازی سیستم جهت ارزیابی قلبلیت اطمینان ................................................. 29
3-2-1 مفهوم مدلسازی شبکه ...................................................................... 29
3-2-2 سیستمهای با شبکة متوالی ............................................................ 29
3-2-3 سیستمهای با شبکة موازی ............................................................. 31
3-2-4 سیستمهای با شبکة ترکیبی .......................................................... 32
3-2-5 سیستمهای با برخی اجزاء مازاد ..................................................... 36
3-2-6 سیستمهای با اجزاء مازاد آمادة کار ............................................... 37
3-2-7 بررسی کلّی شبکة مدلشدة توزیع ایران ...................................... 38
3-3 تأثیر ادوات کلیدزنی در قابلیت اطمینان سیستمهای توزیع ............................ 39
3-3-1 آشنایی با ادوات کلیدزنی .................................................................. 39
3-3-2 مرور برخی از تعاریف سیستمهای توزیع ...................................... 40
3-3-3 روشهای افزایش قابلیت اطمینان سیستمهای توزیع ...................... 41
3-3-4 مکانیابی سکسیونرها و نقاطمانور در سیستمهایتوزیع ............... 44
3-3-5 روش تحلیلی محاسبة قابلیت اطمینان سیستمهای توزیع به کمک ادوات کلیدزنی ....................................................................... 48
3-4 خلاصة مباحث ............................................................................................................. 52
فصل چهارم: ارزیابی سالیانة قابلیت اطمینان شبکة فشارمتوسط شهر مراغه بههمراه مطالعات عددی .................................................................................................. 53
4-1 مقدمه ............................................................................................................................ 54
4-2 بررسی حوادث و خاموشیهای فیدرهای فشارمتوسط مراغه ............................ 55
4-3 آمار تعداد و مدت زمان خاموشی انواع خطاها در کلّ شبکة مراغه .................. 62
4-4 تحلیل آماری خطاها درفیدرهای فشارمتوسط خروجی از
پست فوقتوزیع مراغه ................................................................................................ 69
4-4-1 تحلیل آماری خطاها در فیدر شماره 1 مراغه ............................ 69
4-4-2 تحلیل آماری خطاها در فیدر شماره 2 مراغه ............................ 72
4-4-3 تحلیل آماری خطاها در فیدر شماره 3 مراغه ............................ 75
4-4-4 تحلیل آماری خطاها در فیدر شماره 4 مراغه ............................ 78
4-4-5 تحلیل آماری خطاها در فیدر شماره 6 مراغه ............................ 81
4-4-6 تحلیل آماری خطاها در فیدر شماره 7 مراغه ............................ 84
4-4-7 تحلیل آماری خطاها در فیدر شماره 8 مراغه ............................ 87
4-5 نتایج نرخ وقوع و متوسط مدت خاموشی انواع خطاها برای فیدرهای
فشارمتوسط شهر مراغه ............................................................................................. 90
4-6 نتایج شاخصهای قابلیتاطمینان پستهایتوزیع ناشی از انواع خطاها ............96
4-6-1 محاسبة شاخص کل انرژی تأمین نشدهENS) ) برای
فیدرهای فشارمتوسط منطقه ........................................................... 136
4-6-2 نتایج محاسبات شاخصهای تکمیلی قابلیت اطمینان ................... 139
4-7 نتیجهگیری و ارائة دیدگاه کلی در خصوص قابلیت اطمینان سالیانه .............. 143
فهرست مراجع .............................................................................................................................................. 146
پیوست ................................ استاندارد « IEEE 1366 » مربوط به شاخصهای قابلیت اطمینان
پایان نامه ارزیابی قابلیت اطمینان معماری خط تولید نرم افزار
چکیده
امروزه خط تولید نرم افزار، به عنوان یکی از رویکردهای مهم در توسعه مقرون به صرفه نرم افزار که تاکید آن بر قابلیت استفاده مجدد قرار دارد، توجه همگان را در صنعت نرم افزار به خود جلب نموده است. باتوجه به گسترش وسیع این رویکرد در محصولاتی همچون گوشی های همراه و نرمافزارهای تعبیه شده، ویژگی های کیفی چون قابلیت اطمینان و دردسترس بودن از مهمترین ویژگی های کیفی این محصولات تلقی می شوند.
روشهای موجود در ارزیابی قابلیت اطمینان معماری، برآورده کننده نیازهای یک روش مطلوب برای ارزیابی قابلیت اطمینان معماری خط تولید نیستند زیرا اصل توسعه این روشها بر مبنای تک محصول بوده است. در این تحقیق، رویکردی بر مبنای شبکه بیزین به منظور ارزیابی قابلیت اطمینان معماری خط تولید ارائه گردیده است.
مدلهای معماری خط تولید که ورودی این روش هستند بر مبنای روش مجموعه تغییر در مدلسازی معماری خط تولید هستند. در روش ارائه شده تنها به نقش مولفه ها در قابلیت اطمینان کل سیستم توجه نشده و این روش رابطهای بین مولفه ها را نیز در ارزیابی دخیل می نماید. در این روش امکان ارزیابی قابلیت اطمینان هر مجموعه تغییر به عنوان پایه ای برای ساخت معماری خط تولید، هر یک از محصولات خط تولید و همچنین سناریوهای کیفی استخراج شده وجود دارد.
کلمات کلیدی:
معماری نرمافزار، خط تولید نرم افزار، قابلیت اطمینان، سناریو کیفی، مجموعه تغییر
خط تولید، به عنوان مفهومی که مدت های مدیدی در تولید و ساخت صنعتی مورد استفاده قرار گرفته، اکنون در صنعت نرم افزار توجه بسیاری را به خود جلب نموده است. یک خط تولید نرم افزار، شامل خانواده ای از سیستم ها است که مجموعه ای از دارایی های فنی دربین تمام آنها مشترک بوده و دارای بخش های مختلف و از پیش تعیین شده است که به منظور دستیابی به نیاز مشتریان خاصی درنظر گرفته شده اند[1]. خط تولید مهندسی نرم افزار ارزش افزوده فراوانی برای شرکتهای توسعه دهنده دارد، استفاده مجدد بالا، زمان کوتاه عرضه محصولات و کیفیت همگی از ویژگی هایی هستند که توسعه آنها را مقرون به صرفه نموده اند.
1فصل اول: روش تحقیق ..........................................................................................................
1-1 مقدمه ........................................................................................................................................................................................ 2
1-2 تعریف مسئله ................................................................................................................................................................................... 5
1-3 محدوده تحقیق .................................................................................................................................................................................. 7
1-4 ساختار پایان نامه ............................................................................................................................................................................... 7
فصل دوم: مروری بر ادبیات موضوع ..................................................................................... 9
2-1 معماری نرم افزار ................................................................................................................................................................................ 10
2-2 ارزیابی معماری .................................................................................................................................................................................. 14
2-3 خط تولید نرم افزار ............................................................................................................................................................................... 21
2-4 معماری خط تولید ................................................................................................................................................................................ 23
2-5 جمع بندی ..................................................................................................................................................................................... 29
فصل سوم: مدل سازی معماری با دید قابلیت اطمینان ..................................................... 30
3- 1 مدل سازی مولفه ها ...................................................................................................................................................................... 31
3- 2 مدل سازی رابط ها ......................................................................................................................................................................... 38
3- 3 مدل سازی سبک ها ....................................................................................................................................................................... 52
3- 4 جمع بندی ..................................................................................................................................................................................... 55
فصل چهارم: رویکرد پیشنهادی در ارزیابی معماری خط تولید ....................................... 56
4-1 مبانی رویکرد پیشنهادی ....................................................................................................................................................... 58
4-2 ساخت شبکه بیزین .............................................................................................................................................................. 61
4-3 بازنمایی عددی شبکه بیزین .................................................................................................................................................. 65
4-4 ارزیابی مجموعه های تغییر و معماری خط تولید ....................................................................................................................... 70
4-5 جمع بندی .......................................................................................................................................................................... 71
فصل پنجم: مطالعه موردی ................................................................................................. 72
5-1 مطالعه موردی: سیستم تصمیم گیری در محیط موبایل ...................................................................................................................... 73
5-2 تحلیل و مقایسه ................................................................................................................................................................ 83
فصل ششم: نتیجه گیری و کارهای آینده ......................................................................... 86
6-1 جمعبندی و نتیجه گیری ...................................................................................................................................................... 87
6-2 کارهای آینده .................................................................................................................................................................... 89
منابع .................................................................................................................................... 91
فهرست مطالب :
1- تعاریف اولیه 6 - 1
2- محدودیتهای سیستم توزیع 7 - 6
3- ترازهای اطمینان بخشی توزیع 9 - 7
4- مروری بر آمار و احتمالات و مفاهیم ریاضی پایه برای مبحث اطمینان بخشی 18 - 9
5- سیستمهای سری 20- 18
6- سیستمهای موازی 21- 20
7- سیستمهای سری موازی 74- 21
8- واژگان انگلیسی 79- 75
9_منابع و ماخذ 80
خروج: از مدار خارج شدن مؤلفة سیستم توزیع را بر هر دلیلی خروج آن مؤلفه می گویند.
خروج بابرنامه: از مدار خارج شدن مؤلفه ای بصورت عمدی و با برنامی قبلی را خروج با برنامة آن مؤلفه می گویند.
خروج اجباری: خروجی که بر ارادة بهره بردار در انجام آن نقشی نداشته و بعلت ایجاد شرایط اضطراریِ خاص آن مؤلفه، خروج بصورت اجباری انجام می شود.
خروج اجباری گذرا: درصورتی که علت خروج فوراً از بین برود، و مؤلفة خارج شده (بصورت اجباری) بتواند بصورت اتومات به مدار باز گردد، خروج اجباری را خروج اجباریِ گذرا می نامند.
خروج اجباری دیرپا: خروج اجباری که گذرا نباشد دیرپا خواهد بود.
خروج جزئی: خروجی که درآن تنهای قسمتی از یک مؤلفه از مدار خارج شده است. بعبارت دیگر ظرفیت و یا کیفیت انجام وظیفة مولفة مذکور کاهش می یابد.
بدیهی است امکان به تعویق انداختن خروج بابرنامه وجود دارد، در حالی که چنین امکانی برای خروج اجباری وجود ندارد.
قطع (Interruption): رخ دادن وقفه در خدمت رسانی به یک یا چند مصرف کننده را قطع شدن این مصرف کننده ها می گویند.
قطع اجباری(Forced Interruption): قطع ناشی از خروج اجباری را قطع اجباری می گویند.
قطع با برنامه(Scheduled Interruption): قطع ناشی از خروج با برنامه را خروج با برنامه می گویند.
قطع ها از نظر زمان بر طرف شدنشان نیز به سه دسته تقسیم می شوند.
1- قطع آنی(Instantaneous Interruption): قطعی است که در کمتر از یک دقیقه قابل رفع می باشد.
2- قطع موقتی(Mometary Interruption): قطعی است که برطرف کردن آن معمولاً یک تا دو ساعت طول می کشد.
3- قطع طولانی(Long Interruption): قطی است که بیش از چندین ساعت زمان برای بر طرف کردنش لازم است.
اطمینان بخشی در واقع سلامت سیستم و اجتناب از خروج هایی که ممکن است رخ دهند، را توصیف می کند. و کفایت نیز به کافی بودن ظزفیت سیستم برای تأمین نیازهای انرژی برق مشترکان اشاره می کند.
1- زمان شروع خرابی (خروج) و زمان بازگشت، ذکر تاریخ وشرایط جوی بهنگام خرابی
2- نوع خروج (اجباری، با برنامه، گذرا و دیرپا)
علاوه بر اطلاعات مذکور بهتر است که در تهیة گزارش خروج موارد زیر نیز قید گردند:
· گزارش تعداد کل دستگاه (مؤلفه) های مشابهِ در حال کار، برای تعیین نرخ خروج هر مؤلفه در کار سالانه
· گزارش خروجهایی که با عث رخ دادن قطعی در شبکة توزیع شده است.
بایستی خاطر نشان ساخت که گزارش خرابیها اطلاعات با ارزشی را برای برنامه های نگهداریِ پیشگیرانه و تعویض دستگاهها، فراهم می کند.
در عمل بین اطلاعات حاصله از گزارشها و آنچه که از قبل پیش بنی شده است، بدلایل زیر اختلافاتی وجود دارد.
1- تعریف خرابی
2- اختلاف بین محیط واقعی و محیط پیش بینی شده
3- قابلیت نگهداری و آزمایش دستگاه ها و میزان تخصص کارکنان
4- ساخت مؤلفه ها و نرخ خرابی مفروض برای مؤلفه ها در پیش بینی ها
5- فرآیند ساخت، شامل بازرسی و کنترل کیفیت
6- توزیع زمانی تا وقوع خرابی
7- استقلال خرابی مؤلفه ها
چکیده
یک شبکه حسگر بی سیم از تعداد زیادی از نودهای حسگر در یک ناحیه خاص تشکیل شده است که هر یک از آنها توانایی جمع آوری اطلاعات ازمحیط را دارا می باشد و داده های جمع آوری شده را به نود سینک ارسال می کند. هر چند که به طور کلی راجع به شبکه های حسگر بی سیم تحقیقات زیادی صورت گرفته است، در مورد کیفیت سرویس در این شبکه ها هنوز به اندازه کافی کار نشده است. کیفیت سرویس در شبکه های حسگر بی سیم نسبت به شبکه های سنتی بسیار متفاوت است. از آنجایی که زمینه کاربرد این شبکه ها بسیار وسیع می باشد، پارامترهای کیفیت سرویس درآنها متفاوت است. بعضی از پارامترهایی که در ارزیابی کیفیت سرویس مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از: پوشش شبکه, تعداد بهینه نودهای فعال در شبکه, طول عمر شبکه و میزان مصرف انرژی.
فهرست مطالب
مقدمه. 1
تاریخچه شبکههای حسگر بیسیم. 4
شبکههای حسگر بیسیم. 10
ساختار کلی شبکه حس/کار بی سیم. 12
ساختمان گره. 16
محدودیتهای سختافزاری یک گره حسگر. 17
پشته پروتکلی. 18
مسائل مطرح در شبکه های حسگر بی سیم. 19
مسیریابی 19
تنگناهای سختافزاری. 20
تحمل پذیری خطا و قابلیت اطمینان. 20
توپولوژی 20
مقیاس پذیری 21
شرایط محیطی 21
رسانه ارتباطی..................................... ................................................................................... 22
افزایش طول عمر شبکه. 22
قیمت تمام شده..................................... ................................................................................... 23
توان مصرفی گرهها.................................. ............................................................................. 23
ارتباط بلادرنگ و هماهنگی. 23
امنیت ....................................... ...................................................................................... 24
عوامل پیش بینی نشده. 25
پوشش محیط در شبکه های حسگر بی سیم. 26
خوشه بندی در شبکه های حسگر بی سیم. 27
تجمیع داده ها در شبکه های حسگر. 28
کیفیت سرویس در شبکه های حسگر بی سیم. 29
کیفیت سرویس در شبکه های داده ای سنتی. 31
کیفیت سرویس در شبکه های حسگر بی سیم. 33
آتوماتای یادگیر. 36
تاریخچه آتوماتای یادگیر. 38
مزایای شبکه های حسگر بیسیم. 40
برپایی سریع در مواقع اضطراری و فوری. 40
مناسب بودن در محیطهای که بایستی پارازیت و اختلال نباشد 40
اجتناب از قرار گرفتن در محیطهای خطرناک و غیر عاقلانه برای مطالعات مکرر 41
شیوه اقتصادی مقرون به صرفه برای جمع آوری اطلاعات در طولانی مدت 41
کاربردهای شبکههای حسگر بیسیم. 41
ایجاد امنیت 42
محیط و موجودات زنده. 42
صنعت 42
کنترل ترافیک.... .... 43
چالش های شبکههای حسگر بیسیم. 43
نتیجه گیری. 47
منابع............................................... ........................................................................................................ 48
مقدمه
شبکه های حسگر بی سیم[1] جهت جمع آوری اطلاعات در مناطقی که کاربر نمی تواند حضورداشته باشدمورد استفاده قرار می گیرند. در یک شبکه حسگر ، حسگرها به صورت جداگانه مقادیر محلی را نمونه برداری (اندازه گیری) می کنند و این اطلاعات را درصورت لزوم برای حسگرهای دیگر و در نهایت برای مشاهده گر اصلی ارسال می نمایند. عملکرد شبکه این است که گزارش پدیده هایی راکه اتفاق می افتد به مشاهده گری بدهد که لازم نیست از ساختار شبکه و حسگرها به صورت جداگانه و ارتباط آنها چیزی بداند. این شبکه ها مستقل و خودگردان بوده وبدون دخالت انسان کار می کنند. . معمولا تمامی گرهها همسان میباشند و عملاً با همکاری با یکدیگر، هدف کلی شبکه را برآورده میسازند. هدف اصلی در شبکههای حسگر بیسیم نظارت و کنترل شرایط و تغییرات جوی، فیزیکی و یا شیمیائی در محیطی با محدوده معین، میباشد. (D. Chen,2004)
شبکه حسگر بیسیم نوع خاصی از شبکههای موردی[2] است. مبحث شبکه های حسگر بی سیم یکی از موضوعات جدید در زمینه مهندسی شبکه و فناوری اطلاعات می باشد. پیشرفت های اخیر در طراحی و ساخت تراشه های تجاری این امکان را به وجود آورده است که عمل پردازش سیگنال و حس کنندگی در یک تراشه انجام گردد که به این قطعات حسگرهای شبکه بی سیم گفته می شود که شامل سیستم های میکروالکترومکانیکی (MEMS [3]) مانند حسگرها، محرک ها[4] و قطعات رادیویی RF می باشد.
[1] Wireless Sensor Network
[2] Ad Hoc Networks
[3] Micro Electromechanical Systems
[4] Actuator