وبلاگ

امروزه با تغییر ساختار سیستم های قدرت به منظور بهینه سازی آنها و تغییر ساختار آنها از شکلی سنتی به ساختاری جدید استفاده از منابع تولید پراکنده اهمیتی انکارناپذیر دارند. امروزه حتی در برخی از کشورها مکلمل و یا حتی جانشین شبکه برق رسانی می باشد.
محدود شدن شبکه های توزیع بین تولید و انتقال از یک سو و مراکز بار از سویی دیگر آن را تبدیل به یک شبکه پسیو نموده است. لیکن استفاده از واحدهای تولیدی کوچک (تولیدات پراکنده) همچون توربین های گازی، بادی، پیل های سوختی و… در سال های اخیر باعث تغییر وضعیت این شبکه از یک شبکه پسیو به یک شبکه اکتیو شده است. تحقیقات انجام شده نشان داده است که تا سال 2010 نزدیک به 25 درصد تولیدات را، تولیدات پراکنده خواهند داد.

با رشد روزافزون تقاضای برق نیروگاه های بزرگ با مشکلاتی از قبیل جا برای احداث آنها، هزینه بالای انتقال برق به نقاط دور از شبکه از لحاظ جغرافیایی ناهموار و همچنین زمان طولانی بین تصمیم گیری احداث تا زمان بهره برداری از آنها و سایر موارد اقتصادی فنی روبرو هستند بر پایه این دیدگاه نقش نیروگاه های تولید پراکنده کوچک و متوسط در برنامه ریزی توسعه تولید برق اهمیت پیدا می کند، چرا که اتصال آنها به شبکه ساده تر است و اندازه آنها کوچک می باشد. بنابراین انعطاف نصب آنها بیشتر بوده و نصب آنها در نزدیکی بار ممکن است.

2-1) تولیدات پراکنده
– هدف استفاده از تولیدات پراکنده ایجاد منابع تولید توان اکتیو می باشد. بنابراین با توجه به تعریف، در تولیدات پراکنده لزومی به توانایی تولید توان راکتیو نیست.
– در مورد مکان تولیدات پراکنده نظرات متفاوتی وجود دارد. عده زیادی مکان تولیدات پراکنده را در محل شبکه توزیع می دانند، عده ای نیز مکان آن را در محل خطوط انتقال معرفی می کنند.
در این حالت باید تعریف واحد و مشخصی از خطوط انتقال و توزیع وجود داشته باشد، بدین معنا که باید مشخص شود تا چه سطح ولتاژی مربوط به توزیع و انتقال می باشد.
– اغلب عبارت تولیدات پراکنده با یکی از انواع فناوری های تولید انرژی خاص مانند انرژی های تجدیدپذیر به کار می رود، اما به دلیل گسترده بودن فناوری های به کار رفته، نمی توان از آن در تعاریف کلی استفاده کرد. جدول (1-1) نشان دهنده تنوع فناوری های موجود برای تولیدات پراکنده می باشد.
– با توجه به اهمیت نصب واحدهای تولید پراکنده به سیستم های توزیع، باید متذکر شد تکنولوژی این اتصال با توجه به نوع تولید پراکنده متفاوت است. در جدول (1-2) هر نوع فناوری تولید پراکنده به همراه تکنولوژی اتصال آن نشان داده شده است.

امواج رادیویی و مایکروویو صورت هایی از انرژی الکترومغناطیسی هستند که کلا از آنها به امواج رادیویی یا RF یاد می شود انتشار موج RF و پدیده های مربوط به آن می تواند در بحث هایی با عنوان انرژی، تشعشع و میدان مطرح شود. منظور از تشعشع انتشار انرژی در فضا به شکل موج یا ذره می باشد. این امواج توسط حرکت بارهای الکتریکی در یک هادی فلزی یا آنتن شکل می گیرند برای مثال، حرکت متناوب بارها (جریان) در یک آنتن در یک ایستگاه رادیو یا تلویزیون ایجاد می شود و یا در یک ایستگاه پایه سلولی، آنتن موج الکترومغناطیسی را تولید می کند که توسط فرستنده به نقاط دور ارسال می شود و توسط یک گیرنده مثل آنتم پشت بام یا آنتن اتومبیل یا آنتن یک دستگاه تلفن سیار دستی دریافت می شود. عبارت میدان الکترومغناطیسی برای نشان دادن حضور انرژی الکترومغناطیسی از یک مکان داده شده به کار می رود. میدان RF می تواند به صورت میدان الکتریکی و یا میدان مغناطیسی تعبیر شود. همانند هر پدیده مربوط به موج، انرژی الکترومغناطیسی می تواند توسط یک فرکانس و طول موج مشخص شود. طول موج (^) فاصله یک سیکل کامل موج الکترومغناطیسی می باشد که در شکل 1-2 نشان داده شده است. فرکانس (f) تعداد دفعات عبور موج الکترومغناطیسی در یک نقطه داده شده در یک ثانیه می باشد برای مثال یک فرستنده رادیویی که توسط یک ایستگاه رادیویی FM فرستاده می شود. طول موجی در حدود 3 متر و فرکانسی در حدود 100 میلیون سیکل در ثانیه یا 100MHz دارد. یک هرتز برابر یک سیکل در ثانیه است لذا در این حالت 100 میلیون موج الکترومغناطیسی RF در هر ثانیه از یک نقطه داده شده می گذرد. امواج الکترومغناطیسی با سرعت نور در فضا منتشر می شوند. طول موج و فرکانس یک موج الکترومغناطیسی به صورت عکس هم توسط یک فرمول ساده ریاضی به هم مرتبط می شوند، حاصلضرب طول موج در فرکانس برابر با سرعت نور است. تا زمانی که سرعت نور در یک فضای خلأ داده شده تغییر نکند امواج الکترومغناطیسی با فرکانس بالا طول موج کوتاهتری دارند و امواج با فرکانس پایین طول موج بزرگتری دارند. طیف الکترومغناطیسی (شکل 2-2) شامل فرم های مختلف انرژی الکترومغناطیسی از کمترین انرژی تا بیشترین انرژی مربوط به امواج گاما و x می باشد. امواج رادیویی، مایکروویو، تشعشعات مادون قرمز، نور مرئی و فرابنفش به ترتیب در این رنج قرار دارند. موج RF از طیف الکترومغناطیسی در محدوده 3KHz تا 300GHz قرار دارد. 1 کیلوهرتز معادل یک هزار هرتز بوده و یک مگاهرتز معادل یک میلیون هرتز و یک گیگاهرتز معادل یک بیلیون هرتز است. لذا زمانی که ما رادیویی خود را در فرکانس 101/5 تنظیم می کنید این بدان معنی است که ما امواج رادیویی خود را از ایستگاهی که موج را با فرکانس 101/5MHz ارسال می کند دریافت می کنید.

:
اخیرا كاربرد وسیع باند فرا پهن، نظر گروه كثیری از دانشمندان را به طراحی یک مدار واحد با خصوصیات عالی جلب كرده است. گسترش سریع تكنولوژیهای دیجیتال و نیمه هادی عاملی برای استفاده وسیع از طیفهای پهن و عریض شده است. روش های مختلفی از مدولاسیون و حاملهای باند پهن ارائه شده است.
انتخاب سیگنال باند فرا پهن و مدولاسیون آن، به قابلیت استفاده ، سادگی و هزینه كم برای یک كانال بدون سیم ارتباطی شامل همه مراحل پردازش سیگنال ، بستگی دارد. كانال ممكن است محدودیت های دیگری را هنگام عبور سیگنال به ما تحمیل كند.
اساسا هر سیستم باند فراپهن از قسمتهای زیر تشكیل شده است.

– فرستنده: در حال حاضر حجم گسترده ای از پردازش اطلاعات به صورت دیجیتالی صورت می گیرد كه در آن از پالسهایی با دو سطح بالا و پایین استفاده میشود. یک مولد سیگنال با توان پایین اطلاعات دیجیتال را به پالسهای متوالی تبدیل میكند یا به اصطلاح مدوله میكند. برای این منظور از مدولاسیون های مختلفی از جمله مدولاسیون مكان پالس و مدولاسیون دامنه پالس و… استفاده میشود. سپس سیگنال حاصل به مولد/تقویت كننده سیگنال توان بالای خروجی میرود. در بعضی فرستنده های باند فرا پهن از مولد توان بالا استفاده میشود 

بدین معنی كه سیگنال پالسی ایجاد شده توسط بخش توان پایین با روشن و خاموش كردن ترانزیستورهای مولد مشابه همین پالسها را با توان بسیار بالا در خروجی ایجاد میكند. در بعضی فرستنده های دیگر نیز ممكن است مشابه سیستم های رایج باند باریک از همان تقویت كننده های توان بالا برای تقویت سیگنال پالسی استفاده شود.

– آنتن (گیرنده/فرستنده): آنتن در فرستنده در حقیقت پذیرای پالسهای بسیار باریک فرستنده میباشد بدین معنی كه یک جریان لحظه ای بسیار زیاد به آنتن فرستاده میشود. در گیرنده آنتن مانند بقیه سیستمهای باند باریک عمل میكند. ضمنا آنتن ممكن است باعث افت انتشار و اعوجاج نیز شود.
– گیرنده: در ابتدا گیرنده سیستم باند فراپهن مانند سایر سیستمهای باند باریک با پهنای باند فراپهن سیگنال پالس دریافت شده به وسیله آنتن را توسط تقویتكننده كم نویز و فیلتر تقویت و فیلتر كرده و سپس آن را دمدوله و اطلاعات ارسال شده را استخراج میكند.
بعضی فاكتورها مثل تنظیم فركانس و امكان تداخل میان سیستمهای باند فرا پهن و سیستمهای باند باریک دیگر باید به خوبی مد نظر قرار گیرند. واضح است كه استفاده از حامل هارمونیكی سیستم را پیچیده تر میكند. به واسطه افزایش سرعت حالتهای گذرای High-Low میتوان حالتهای گذرای كوتاه را مستقیماً در فضا پراكنده كرد. و حامل هارمونیكی را حذف كرد. اما بعضی كارها از جمله شكل دهی و بحثهای مربوط به توان ضروری است.
طبق گزارش FCC باند فرکانسی 3.1-10.6GHz به UWB اختصاص یافته است. تكنولوژی باند فرا پهن فرصت خوبی را برای نرخ اطلاعات خیلی بالا برای خطوط ارتباطی گیگا بایت، با سرویس بی سیم ارائه می دهد. مقررات FCC، چگالی طیفی توان ماكزیمم را درباند 3.1-10.6GHz روی -41.3 dBm/MHz محدود می کند.
در گیرنده UWB، تقویت كننده كم نویز توسط یک یا چند طبقه گین بدست می آید. بنابر این نمایش نویز گیرنده به عدد نویز و بهره توان تقویت كننده كم نویز بستگی دارد.
در گیرنده UWB، بر خلاف عملكرد در باند باریك، تقویت كننده كم نویز یک بلوك بحرانی است كه سیگنال های ضعیف را از كل باند UWB می گیرد و آنها را با نسبت سیگنال به نویز خوب تقویت می كند. بعلاوه بهره توان بالا و یكنواخت، تطبیق امپدانس ورودی و عدد نویز مناسب در كل باند فركانسی UWB مورد نیاز است.

ای مختصر در مورد سیستمهای تغییرپذیر با زمان و روش های كنترل این گونه سیستمها پرداخته است. بدیهی است كه سیستمهای واقعی به سادگی سیستمهای تك ورودی– تك خروجی معرفی شده در كنترل خطی نمی باشند. به منظور طراحی كنترل كننده برای این گونه سیستمها بایستی همواره مشكلاتی مانند غیر خطی گری، تغییرات در دینامیك، نایقینی در مدلسازی، چند ورودی – چند خروجی بودن و… در نظر گرفته شود، كه این امر به نوبه خود باعث پیچیده تر شدن كنترل كننده می گردد. تغییرات در دینامیک یكی از برجسته ترین این مشكلات می باشد. این تغییرات می تواند ناشی از دینامیک های مدل نشده (مانند: اصطحكاك، اینرسی، مقاومت الكتریكی و…) و یا ناشی از تغییر در مدل سیستم در هنگام عملكرد باشد. به طور مثال در اثر گذشت زمان مشخصات یک عملگر تغییر می نماید یا یک سیستم در شرایط محیطی مختلف عملكرد متفاوتی را از خود بروز می دهد. یكی دیگر از دلایل تغییرات دینامیک خطی سازی سیستمهای غیرخطی می باشد. به دلیل توسعه تئوری كنترل خطی به نسبت كنترل غیرخطی و آسانتر بودن تحلیل عملكرد یک سیستم با بهره گرفتن از آن، معمولاً مهندسین كنترل سعی بر خطی سازی سیستمهای غیرخطی حول نقاط كار و كنترل سیستمهای خطی سازی شده دارند. خطی سازی سیستمهائی با خواص غیرخطی شدید باعث ایجاد یک سری سیستمهای خطی می شود كه به عنوان سیستمهای خطی تغییرپذیر با زمان (LTV) شناخته می شوند. با توجه به توضیحات ارائه شده تغییر پذیر با زمان را دارا می باشند، ولی این میزان تغییر پذیری از یک سیستم به سیستم دیگر متفاوت است. در صورتی كه تغییرات درصد قابل توجهی از ثابت زمانی سیستم باشد، می توان سیستم را متغیر از گذشته دور تا كنون بشر همواره به دنبال راهی جهت حفظ آثار خود از سوء استفاده و قرار دادن نام و نشانی از خود برروی آثارش بوده است. بر اساس همین میل به دنبال راه های مختلفی جهت رسیدن به مطلوب بوده كه از آن جمله می توان به زدن مهر برروی آثار و یا امضاء و غیره اشاره نمود. با رشد فناوری دیجیتال طی دهه های گذشته، ارسال و ذخیره رسانه های الكترونیكی افزایش یافته است؛ چرا كه نسخه برداری از داده ها بدون هیچ افت كیفیت و با هزینه ای بسیار اندك امكان پذیر شده است. بدین ترتیب بهره گیری از آثار دیجیتال بدون رعایت حق نشر، دستكاری اسناد و استفاده از اسناد جعلی ابعاد تازه تری یافته است. استفاده از سیستم های رمزنگاری قدیمی این امكان را به وجود می آورند كه تنها دارنده ی كلید بتواند متن رسانه ی رمز شده را مشاهده كند، ولی در چنین حالتی نیز پس از رمزگشایی داده ها، امكان استفاده غیرمجاز از آن وجود خواهد داشت. بنابراین روش های قدیمی رمزنگاری برای جلوگیری از استفاده ی غیر مجاز حملات بد اندیشانه كارایی لازم را نخواهند داشت. در این شرایط گنجاندن داده، به صورت غیرمحسوس، برای جلوگیری از استفاده های غیرمجاز از پتانسیل پایان نامه تجاری بالایی برخوردار است. برای غلبه بر این مشكل، واترماركینگ دیجیتال مطرح شده است. واترماركینگ (فیزیكی) كه در زبان فارسی به چاپ سفید ترجمه شده است، طرحی است كه علاوه بر طرح زمینه، به صورتی غیر محسوس بر روی اسناد كاغذی چاپ می شود و با كمك رنگ روشن تر و یا از راه در معرض نور قرار گرفتن قابل رؤیت می باشد. واترماركینگ عمل پنهان سازی یک سری اطلاعات در محدوده یک تصویر، صوت، ویدئو و یا هر سیستم رسانه ای دیگر در محیط كاری خودش است. به دلیل اینكه محافظت از حق كپی امروزه اهمیت زیادی پیدا كرده است اكثر محققان بر این باورند كه این مشكل حق كپی را به خوبی برطرف می كند. واترماركینگ دیجیتال رابطه ی نزدیكی با نهان نگاری و پنهان سازی داده دارد، البته بسته به كاربردها كه دارد، تفاوت هایی نیز مشاهده می شود. لذا در عین حال كه می توان از مفاهیم مشابه در نهان نگاری برای ارزیابی الگوریتم های واترماركینگ بهره گرفت، نباید از تفاوت هایی كه در عمل بین آن ها وجود دارد، غافل بود. 1-1- پنهان سازی و نهان نگاری در برخی موارد ممكن است به نظر برسد با رمزنگاری داده ها بتوان یک سطح امنیت مناسب برای آن ها فراهم ساخت، اما این شیوه عملا موجب تحریک مهاجمان می شود. حتی پیش از این نیز مخفی كردن متن بر رمز كردن آن ترجیح داده م یشد. برتری های پنهان نمودن داده بر رمزنگاری در كاربردهای امروزی نیز آشكار است؛ برای روشنی بیشتر تصور كنید كه سفارتخانه ی یک كشور خارجی قصد دارد پیامی را به یک جاسوس ناشناس ارسال كند، در چنین حالتی اگر پیام را به صورت رمز درآورد، منابع اطلاعاتی به راحتی به هویت جاسوس پی می برند. یكی از مهم ترین شاخه های مخفی پنهان سازی، نهان نگاری می باشد. در حالی كه هدف از رمزنگاری محافظت از داده می باشد، در نهان نگاری هدف به طور خاص مخفی كردن وجود آن هاست. در نها ننگاری داده، هدف ارسال یک پیام و اطلاعاتی تحت پوشش ارسال یک داده بی ضرر می باشد. در این جا هدف اصلی داده ای است كه پنهان شده است و اطلاعات پوششی دارای اهمیت نمی باشد. برخلاف نهان نگاری در واترماركینگ، دادهٔ گنجانده شده به دلیل اهمیت بالای سیگنال میزبان می باشد، كه با اهداف متفاوتی نظیر حفظ حق نشر، درستی و تمامیت داده، ر هگیری مسیر انتشار و… انجام می شود. در واقع تفاوت اصلی این دو روش در سیگنال دارای ارزش می باشد كه در نخستین مورد، پیام گنجانده شده و در دیگری خود میزبان است كه دارای ارزش می باشد. بازمان در نظر گرفته و با روش های مرسوم مقابله با آن، به كنترل سیستم پرداخت. در صنعت اكثر فرایند های شیمیائی، اجسام پرنده، روبا تها و… با بهره گرفتن از تكنیک خط یسازی حول نقاط كار و استفاده از مدل خطی كنترل می شوند. برای مقابله با سیستمهای LTV سه دسته كلی كنتر ل كننده وجود دارد كه اغلب روش های دیگر، زیرمجموعه یا تركیبی از این سه روش می باشند: 1- جدول بندی بهره 2- كنترل تطبیقی 3- كنترل مقاوم

از گذشته دور تا كنون بشر همواره به دنبال راهی جهت حفظ آثار خود از سوء استفاده و قرار دادن نام و نشانی از خود برروی آثارش بوده است. بر اساس همین میل به دنبال راه های مختلفی جهت رسیدن به مطلوب بوده كه از آن جمله می توان به زدن مهر برروی آثار و یا امضاء و غیره اشاره نمود.

با رشد فناوری دیجیتال طی دهه های گذشته، ارسال و ذخیره رسانه های الكترونیكی افزایش یافته است؛ چرا كه نسخه برداری از داده ها بدون هیچ افت كیفیت و با هزینه ای بسیار اندك امكان پذیر شده است. بدین ترتیب بهره گیری از آثار دیجیتال بدون رعایت حق نشر، دستكاری اسناد و استفاده از اسناد جعلی ابعاد تازه تری یافته است. استفاده از سیستم های رمزنگاری قدیمی این امكان را به وجود می آورند كه تنها دارنده ی كلید بتواند متن رسانه ی رمز شده را مشاهده كند، ولی در چنین حالتی نیز پس از رمزگشایی داده ها، امكان استفاده غیرمجاز از آن وجود خواهد داشت. بنابراین روش های قدیمی رمزنگاری برای جلوگیری از استفاده ی غیر مجاز حملات بد اندیشانه كارایی لازم را نخواهند داشت. در این شرایط گنجاندن داده، به صورت غیرمحسوس، برای جلوگیری از استفاده های غیرمجاز از پتانسیل 

تجاری بالایی برخوردار است. برای غلبه بر این مشكل، واترماركینگ دیجیتال مطرح شده است. واترماركینگ (فیزیكی) كه در زبان فارسی به چاپ سفید ترجمه شده است، طرحی است كه علاوه بر طرح زمینه، به صورتی غیر محسوس بر روی اسناد كاغذی چاپ می شود و با كمك رنگ روشن تر و یا از راه در معرض نور قرار گرفتن قابل رؤیت می باشد.

واترماركینگ عمل پنهان سازی یک سری اطلاعات در محدوده یک تصویر، صوت، ویدئو و یا هر سیستم رسانه ای دیگر در محیط كاری خودش است. به دلیل اینكه محافظت از حق كپی امروزه اهمیت زیادی پیدا كرده است اكثر محققان بر این باورند كه این مشكل حق كپی را به خوبی برطرف می كند.
واترماركینگ دیجیتال رابطه ی نزدیكی با نهان نگاری و پنهان سازی داده دارد، البته بسته به كاربردها كه دارد، تفاوت هایی نیز مشاهده می شود. لذا در عین حال كه می توان از مفاهیم مشابه در نهان نگاری برای ارزیابی الگوریتم های واترماركینگ بهره گرفت، نباید از تفاوت هایی كه در عمل بین آن ها وجود دارد، غافل بود.
1-1- پنهان سازی و نهان نگاری
در برخی موارد ممكن است به نظر برسد با رمزنگاری داده ها بتوان یک سطح امنیت مناسب برای آن ها فراهم ساخت، اما این شیوه عملا موجب تحریک مهاجمان می شود. حتی پیش از این نیز مخفی كردن متن بر رمز كردن آن ترجیح داده م یشد. برتری های پنهان نمودن داده بر رمزنگاری در كاربردهای امروزی نیز آشكار است؛ برای روشنی بیشتر تصور كنید كه سفارتخانه ی یک كشور خارجی قصد دارد پیامی را به یک جاسوس ناشناس ارسال كند، در چنین حالتی اگر پیام را به صورت رمز درآورد، منابع اطلاعاتی به راحتی به هویت جاسوس پی می برند. یكی از مهم ترین شاخه های مخفی پنهان سازی، نهان نگاری می باشد. در حالی كه هدف از رمزنگاری محافظت از داده می باشد، در نهان نگاری هدف به طور خاص مخفی كردن وجود آن هاست. در نها ننگاری داده، هدف ارسال یک پیام و اطلاعاتی تحت پوشش ارسال یک داده بی ضرر می باشد. در این جا هدف اصلی داده ای است كه پنهان شده است و اطلاعات پوششی دارای اهمیت نمی باشد. برخلاف نهان نگاری در واترماركینگ، دادهٔ گنجانده شده به دلیل اهمیت بالای سیگنال میزبان می باشد، كه با اهداف متفاوتی نظیر حفظ حق نشر، درستی و تمامیت داده، ر هگیری مسیر انتشار و… انجام می شود. در واقع تفاوت اصلی این دو روش در سیگنال دارای ارزش می باشد كه در نخستین مورد، پیام گنجانده شده و در دیگری خود میزبان است كه دارای ارزش می باشد.