دانلود مقاله ترجمه شده IPv6 با متن انگلیسی

اختصاصی از زد فایل دانلود مقاله ترجمه شده IPv6 با متن انگلیسی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

packet-switched اینترنت پروتکل ویرایش 6 یک پروتکل لایه ای شبکه ای برای
در کارهای اینترنتی می باشد. این نسخه از IP به اندازه IPV4 ،که نسخه فعلی پروتکل اینترنت برای کاربردهای عمومی در اینترنت است ،موفق طراحی شده است.
مهمترین بهبودی که در IPV6 ایجاد شده است ، افزایش تعداد آدرسهای در دسترس برای تجهیزات شبکه شده است ، برای مثال ، هر تلفن همراه و وسیله الکترونیکی متحرک دارای آدرس خاص خود می باشد. IPV4 از 232 آدرس ( در حدود 3/4 بیلیون آدرس ) پشتیبانی میکند ، که برای تخصیص یک آدرس برای هر فرد زنده ناکافی است، و فقط برای وسایل نصب شده و تجهیزات پورتابل کفایت می کند . با اینحال ، IPV6 از 2128 آدرس (در حدود 340 بیلیون بیلیون بیلیون بیلیون آدرس) پشتیبانی میکند ، یعنی برای هر کدام از 5/6 بیلیون فرد زنده ، 1028 ×5 آدرس تخصیص داده می شود. با چنین حجم بالایی از آدرسها ی در دسترس ،گره های IPV6 می توانند آدرسهای گسترده در سطح جهانی را بدون اینکه نیازی به انتقال آدرس شبکه باشد ،داشته باشند.
مقدمه:
در اوایل دهه 1990 مشخص شده بود که تغییر ایجاد شده به شبکه طبقه بندی نشده ده سال قبل برای جلوگیری از رده خرج نشدن آدرس IPV4 کافی نیست و نیاز به تغییرات بیشتری در IPV4 وجود دارد. در زمشتان سال 1992 ،سیستمهای چند منظوره به گردش در آمدند و در پاییز 1993 ،IETF فرخوانی را برای آگاهی عمومی (RFC 1550( منتشر کرد و گروههای کاری "IPng Area" را ایجاد کرد. Ipng بوسیله گروه کاری مهندسی اینترنت (IETF) در 25 ژولای 1994 همراه با تشکیل چندین گروه کاری تحت نام " نسل بعدی IP" ایجاد شد. در سال 1996 یک سری از RFCها برای تعریف IPV6 منتشرشد که با RFC2460 شروع میشد. ( در ضمن IPV5 به اندازه IPV4 موفق نبود ،اما یک پروتکل تجربی برای پشتیبانی صوت و تصویربود.)
انتظار میرفت که IPV4 در کنار IPV6 از آینده قابل پیش بینی حمایت کند . ولی ، کلاینتها/سرورهای IPV4 به تنهایی قادر به ارتباط مستقیم با کلاینتها/ سرورهای IPV6 نبود ، و به سرورهای واسطه با کار مشخص یا سرورهای انتقالی پروتکل NAT-PT نیاز بود. آدرسهای رایگان IPV4 در سال 2010 ، زمانی که برای استهلاک تجهیزات فعلی صرف میشود ، از رده خارج می شوند.
خصوصیات IPV6
IPV6 یک نمونه گسترش یافته محافظه کارانه از IPV4 است. پروتکلهای انتقالی و لایه ای برای کار با IPV6 نیاز به تغییرات خیلی کم یا اصلاً نیازی به تغییر ندارند ، استثنا در این زمینه فقط شامل پروتکلهای کاربردی که آدرسهای لایه ای / شبکه ای را شامل میشوند ،می باشد. (همانند FTP یا NTPv3).
با اینحال ، کاربردها اغلب نیاز به تغییرات کوچکی و کامپایلر مجدد دارند تا بتوانند در IPV6 کار کنند.
فضای آدرسی بزرگتر:
ویژگی عمده IPV6 این است که فضای آدرسی در آن بزرگتر شده است ،آدرسها در IPV6 ،128 بیت طول دارند در صورتی که این اندازه در مورد IPV4 ،32 بیت است.
فضای آدرسی بزرگتر از خروج بالقوه فضای آدرسی IPV4 بدون نیاز به انتقال آدرس شبکه و سایر تجهیزاتی که ماهیت سر به سر ترافیک اینترنتی را بهم میزند ، جلوگیری می کند. این ویژگی ، با اجتناب از نیاز به طرحهای پیچیده زیر شبکه ای ، باعث تسهیل مدیریت شبکه های متوسط و بزرگ می شود. ایجاد زیر شبکه ،بصورت ایده آل ، باعث تبدیل هدف به تقسیم بندی منطقی یک IP شبکه برای اجرای بهینه و دسترسی مطلوب میشود.
اشکال اندازه بزرگ آدرس این است که IPV6 دارای پهنای باند اضافی بیش از IPV4 است، که ممکن است در مناطقی که پهنای باند محدود است دچار مشکل گردد (از فشرده کردن عنوان برخی مواقع می توان برای کاهش این مشکل استفاده کرد).
پیکربندی خودکار هاستهای بدون تابعیت
هاستهای IPV6 می توانند بهنگام اتصال به یک شبکه IPV6 در حال اجرا به صورت خودکار پیکر بندی گردند. زمانی که برای اولین بار به یک شبکه متصل میشوید، هاست یک درخواست مولتی کاست لینک محلی را برای پیکربندی پارامترها ارسال می کند ؛ اگر پیکربندی مناسب باشد ، روتورهای به هر درخواست در بسته آگهی روتور که در بردارنده پارامترهای پیکربندی شده شبکه – لایه باشد ،پاسخ می دهد.
اگر پیکر بندی خودکار IPV6 مناسب نباشد، هاست می تواند از پیکربندی خودکار مناسب (DHCPv6) یا پیکر بندی دستی استفاده کند.
پیکر بندی خودکار بدون تابعیت فقط برای هاستها مناسب است و روتورهای باید به صورت دستی پیکربندی شوند.
مولتی کاست (Multicast)
Multicast بخشی از پروتکل مبنا در IPV6 است. این بخش در طرف مقابل IPV4 قرار دارد که در آن مولتی کاست به صورت اختیاری می باشد.
بیشتر محیطها در حال حاضر زیرساختارهای شبکه ای خود را به گونه ای تنظیم نم کنند که مولتی کاست را انجام دهند. به این معنا که ، جنبه لینکی مولتی کاست کار خواهد کرد ولی جنبه مکانی، جنبه سازمانی و جنبه جهانی مولتی کاست انجام نخواهد شد.
IPV6 فاقد یک وسیله لینک-محلی است ، همان اثری که از طریق مولتی کاست کردن گروه تمام هاست بدست میآید. (FF::1).
m6bone برای گسترش یک شبکه جهانی مولتی کاست IPV6 مورد استفاده قرار می گیرد.
Jumbograms
در IPV4 بسته ها به اندازه 64 کیلو بایت محدود شده است . هنگام ارتباط بین بخشها یا ارتباط بین لینکها باحداکثر واحد انتقال بیش از 65576 گروه هشت تایی ،IPV6 برای بسته هایی که با این محدودیت مواجه هستند بهترین پشتیبانی را انجام می دهد،به این حالت jumbograms می گویند که می تواند تا 4 گیگا بایت را پشتیبانی نماید. استفاده از jumbograms می تواند بازده را در شبکه های با MTU بالا بهبود بخشد.
امنیت شبکه – لایه
IPsec ،پروتکل مربوط به رمزگذاری و تععین اعتبار IP شبکه – لایه ، یک بخش مرتبط با پروتکل مبنای مورد استفاده در IPV6 است ، که بر عکس IPV4 می باشد که در آن این بخش اختیاری است (ولی معمولاً مورد استفاده قرار می گیرد).
پویایی:بر خلاف IPV4 موبایل ، IPV6 موبایل (MIPV6) از مسیرگذاری سه جانبه دوری میکند و بنابراین دارای بازده ای به اندازه IPV6 معمولی است. این مزیت به شدت فرضی است ، زیرا نه MIP و نه MIPV6 امروزه به طور گسترده ، توسعه نیافته اند.
وضعیت گسترش:
از دسامبر 2005 ، IPV6 برای بخش کوچکی از آدرسهای فعال در اینترنت قابل دسترسی برای عموم اعمال شد ، البته همزمان از IPV4 نیز استفاده میشود. پذیرشIPV6 با معرفی مسیرگزینی دورن دومینی بدون طبقه بندی (CIDR) و انتقال آدرس شبکه (NAT) ،که هر کدام دارای تاثیر جزیی بر خروج فضای آدرسی دارند ، کاهش یافته است. پاول میلسون ،(مدیر APNIC) در سال 2003 گفت که ،بر آورد میشود که میزان آدرسهای در دسترس IPV4 بر اساس نرخ رشد فعلی ، کم خواهد شد ، تا اینکه در سال 2023 فضای در دسترسی نخواهیم داشت. در حالیکه در سپتامبر 2005 گزارشی از سیسکو نشان میداد که میزان فضای آدرسی در دسترس ظرف مدت 4 تا 5 سال دیگر به اتمام می رسد. همچنین در نوامبر 2006 ،در یک گزارش به روز شده ، اعلام شد که مقدار IANA از آدرسهای اختصاص داده نشده ، در می 2011 به اتمام خواهد رسید، که با توجه به رجیسترهای اینترنت منطقه ای این وضعیت در آگوست 2012 اتفاق خواهد افتاد. این گزارش همچنین نشان داد که اگر آدرسهای تخصیص یافته استفاده نشده باز پس گرفته شود و برای تقاضای فعلی مورد استفاده قرار گیرند ، تخصیص آدرس IPV4 می تواند تا سال 2024 ادامه پیدا کند. دولت ایالات متحده ،اعلام کرده است که زیرساختهای شبکه ایی تمام موسسات فدرال باید تا سال 2008 ، IPV6 را ساپورت کنند. اما برای انجام این کار دو چالش وجود دارد:
1- هیچ بودجه فدرال در دسترسی برای انتقال IPV6 وجود ندارد. بنابراین انتظار می رود که شرکتها از خرید تجهیزات و به روز رسانی شبکه شانه خالی کنند. بیشتر شرکتها این طرح انتقال را در دست اجرا دارند ولی ارزیابیها نشان داده است که در صورت اجرای عملی این انتقال بسیاری از شرکتها و موسسات دارای تاخیر هستد .
2- بودجه موسسات IT به شدت مورد توجه قرار گرفته است ، مخصوصاً بودجه جاری سال 2007 برای IT با توجه به ادامه تفکیک ، ثابت مانده است.
در حالیکه چین برنامه ریزی کرده است که پی قراول استفاده از IPV6 طی برنامه 5 ساله برای نسل بعدی اینترنت چین ،باشد.
بدون توجه به پیکربندی خودکار بدون تابعیت ، آدرس دهی انعطاف پذیرتر و کشف امنیت همسایه (SEND) ، سایر خصوصیات IPV4 بدون تغییر یا با تغییر کوچکی به IPV6 منتقل می شود. بنابراین توسعه IPV6 با به اتمام رسیدن فضای آدرس ،شروع می شود.
آدرس دهی:
طول 128 بیت
اولین تغییر ازIPV4 به IPV6 ، طول آدرس شبکه است. همانگونه که توسط RFC4291 تعریف شده است ، طول آدرس در IPV6 ،128 بیت است در حالیکه آدرسهای IPV4 ،32 بیت است.بنابراین فضای آدرسی IPV4 به سختی شامل 4 بیلیون آدرس است ،ولی در مورد IPV6 این فضای آدرسی برای آدرس دهی به 1038×4/3 کفایت می کند.
آدرسهای IPV6 عموماً شامل دو بخش منطقی است:
یک پیشوند 64 بیتی شبکه یا پیش شبکه و یک بخش 64 بیتی هاست که یا بصورت خودکار از آدرس MAC رابط و یا بصورت متوالی تخصیص داده می شود. با توجه به آدرسهای منحصر بفردی که MAC در سطح جهانی دارد و از اینطریق وسیله کاربر و خود کاربردر حین تغییر آدرسهای IPV6 و زمان دسترسی، قابل جستجو هستند ، RFC3041 برای کاهش جستجوی کاربر توسط یک آدرس IPV6 توسعه پیدا کرد،بنابراین ترمیم برخی از بی نامیهای احتمالی در IPV4 فعلی وجود دارد. RFC3041 مکانیسمی برای سری اتفاقی متغیر با زمان معرفی میکند که بعنوان مشخص کننده مدار رابط ، جابجایی بدون تغییر و آدرسهای MAC قابل جستجو مورد استفاده قرار می گیرد .
نکته:
آدرسهای IPV6 معمولاً به صورت گروههای هشت تایی برای اعداد چهار رقمی در مبنای شانزده نوشته می شود. برای مثال آدرس 2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7334 یک آدرس معتبر در IPV6 می باشد.
اگر یک گروه چهار رقمی به صورت 0000 باشد ، صفرها می توانند حذف شده و به جای آنها از دو دونقطه (::) استفاده کرد. برای مثال آدرس 2001:0db8:0000:0000:0000:0000:1428:57ab را می توان به صورت خلاصه شده 2001:0db8::1428:57ab نوشت. بر اساس این قاعده هر عدد از 0000های متوالی را می توان با استفاده از دو دونقطه جایگزین کرد تا جاییکه در هر آدرس فقط از یک دو کولون (دو نقطه) در آدرس استفاده می شود. صفرهای ابتدایی در یک گروه را می توان نادیده گرفت . بنابراین ،تمامی آدرسهای زیر با هم مشابه و معتبر هستند:
2001:0db8:0000:0000:0000:0000:1428:57ab
2001:0db8:0000:0000:0000::1428:57ab
2001:0db8:0:0:0:0:1428:57ab
2001:0db8:0:0::1428:57ab
2001:0db8::1428:57ab
2001:db8::1428:57ab
داشتن بیش از دو دونقطه در یک آدرس غیر مجاز است زیرا باعث مبهم شدن آن می شود.
یک زنجیره 4 بیتی در انتهای یک آدرس IPV6 نیز می تواند به صورت دسیمال نوشته شود ،که با استفاده از نقطه از هم جدا شده اند .از این نکته نیز اغلب برای سازگاریهای آدرسی استفاده می کنند(مطالب زیر را ببینید). بنابراین ::ffff:1.2.3.4 معادل آدرس ::ffff:0102:0304 است و ::ffff:15.16.18.31 نیز مشابه آدرس ::ffff:0f10:121f می باشد.
اطلاعات بیشتر را در این رابطه می توانید در RFC4291 – ساختار آدرس دهی اینترنت پروتکل نسخه 6 – پیدا کنید.
آدرسهای واقعی IPV6 در URLها:
در یک URL ،آدرسهای IPV6 درون کروشه قرار می گیرد. برای مثال:
http://[2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7344]/
این نکته این اجازه را می دهد تا یک URL را بدون قاطی کردن آدرسهای IPV6 و شماره پورت ،تجزیه کرد.
http://[2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7344]:443/
اطلاعات بیشتر را در این رابطه می توانید در RFC2731 – فرمت آدرسهای واقعی IPV6 در URLها – و RFC3986- شناسایی منابع همشکل (URI) : نوع ترکیب- پیدا کنید.
مشخص کردن شبکه:
شبکه های IPV6 با استفاده از نکات CIDR نوشته می شود.
هر شبکه IPV6 (یا زیر شبکه) مجموعه ای از آدرسهای IPV6 است،بیتهای ابتدایی آدرسها ، که برای شناسایی تمامی هاستها در شبکه مورد استفاده قرار می گیرند ،پیشوند شبکه نامیده می شوند.
یک شبکه با اولین آدرس در شبکه و اندازه بیتهای پیشوند (در مبنای دو) که بوسیله ممیز از هم جدا شده اند ، مشخص می شود.
برای مثال : 2001:0db8:1234::/48 نشان دهنده شبکه ای با آدرس های از 2001:0db8:1234:0000:0000:0000:0000:0000 تا 2001:0db8:1234:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF می باشد.
با توجه به اینکه یک هاست می تواند به صورت یک شبکه با پیشوند 128 بیتی مشاهده شود ، برخی اوقات شما می توانید آدرسهای هاستی را ببینید که به صورت 128 بیتی نوشته شده اند.
انواع آدرسهای IPV6 :
آدرسهای IPV6را می توان به سه گروه تقسیم کرد:
• آدرسهای یونی کاست (UNICAST)
• آدرسهای مولتی کاست
• آدرسهای Anycast
یک آدرس یونی کاست یک رابط واحد را تعریف می کند. این آدرس یک رابط واحد شبکه را معرفی میکند. هر بسته که به یک آدرس یونی کاست ارسال می شود به همان کامپیوتر مشخص شده تحویل داده می شود.
از درسهای مولتی کاست برای مشخص کردن مجموعه ای از رابط ها که به گره های مختلف بجای یک گره تعلق دارند ،استفاده می شود. زمانیکه یک بسته به آدرسهای مولتی کاست ارسال می شود ، پروتکل بسته را به تمامی رابط های مشخص شده بوسیله آن آدرس تحویل می دهد. آدرسهای مولتی کاست دارای پیشوند FF00::/8 هستند، و هشت تایی دوم چارچوب آدرس ، مثلاً محدوده ایی که آدرس مولتی کاست در آن گسترش می یابد، را مشخص میکند.چاچوبهای متداولی که مورد استفاده قرار می گیرد عبارتند از :
لینک – محلی (2) ، سایت – محلی (5) و جهانی (E).
آدرسهای Anycast ، نیز برای تخصیص به بیش از یک رابط که به گره های مختلف تعلق دارند در نظر گرفته شده اند. با این وجود ، یک بسته که به آدرس Anycast ارسال شده فقط به یک عضو رابطها تحویل داده می شود که عموماً بر اساس نظر پروتکل مسیر یابی ، از نظر فاصله نزدیکترین عضو است. آدرسهای Anycast را به ۀسانی نمی توان شناسایی کرد. آنها ساختاری همانند آدرسهای یونی کاست معمولی هستند و فقط از نظر پروتکل مسیر یابی در نقاط چند گانه در شبکه با هم متفاوت هستند.
آدرسهای خاص:
در IPV6 تعدادی آدرس با معانی خاص وجود دارد:
• ::/128 – آدرسی که در آن تمامی صفرها یک آدرس نا مشخص می باشد و فقط برای نرم افزار مورد استفاده قرار می گیرد.
• ::/128 – آدرس لوپ بک که یک آدرس هاست محلی است. اگر یک کاربرد در یک هاست بسته هایی را به این آدرس ارسال کند ،IPV6 این بسته هارا به همان هاست بر می گرداند. ( همانند 127.0.0.1 در IPV4).
• ::/96 - که در IPV4 با پیشوند صفر مورد استفاده قرار میگیرد – آدرسهای سازگار.که در حال حاضر مورد توجه قرار نمی گیرند.
• ::ffff:0:0/96 – از این پیشوند برای آدرسهای طراحی شده در IPV4 استفاده شده است. (مکانیسمهای انتقال در زیر را ببینید)
• 2001:db8::/32 – از این پیشوند برای مستندسازی استفاده میشود. )RFC 3849(. هر جاییکه بعنوان مثال آدرس IPV6 داده شده باشد باید از این پیشوند استفاده نمود.
• fc00::/7 – آدرسهای منحصر بفرد محلی (ULA) فقط از طریق سایتهای مشارکتی قابل مسیریابی هستند. آنها در RFC4293 بعنوان جایگزینی برای آدرسهای سایت-محلی تعریف شده اند( ادامه مطالب را ببینید). آدرسها شامل یک عدد شبه تصادفی 40 بیتی است که ریسک ناسازگاری را در صورت ترکیب سایتها یا رسوخ بسته ها به بیرون کاهش میدهد. این فضای آدرسی شامل دو بخش است:
الف) fc00::/8 – ULA مرکزی که در حال حاضر از آن استفاده نمیشود.
ب) fd00::/8 - تولید و ثبت غیر رسمی ULA بر اساس RFC4193
• fe80::/64 – پیشوند لینک-محلی که فقط آدرسهایی که در لینک فیزیکی محلی معتبر است را مشخص می کند.این پیشوند با پیکربندی خودکار آدرس IP در 169.254.x.x ، IPv4 قابل قیاس است.
• fec0::/10 – پیشوند سایت – محلی که آدرسهایی که فقط درون سازمان محلی معتبر است را مشخص میکند. کاربرد آن در سپتامبر 2004 بوسیله RFC 3879 مورد توجه قرار نگرفت و سیستمها این نوع خاص از آدرسها را پشتیبانی نکردند.
• ff00::/8 – پیشوند مولتی کاست که برای آدرسهای مولتی کاست همانگونه که بوسیله "ساختار آدرس دهی پروتکل اینترنت نسخه 6 " تعریف شده است، مورد استفاده قرار می گیرد.(RFC 4291)
در IPV6 هیچ محدوده آدرسی رزرو وجود ندارد و در عوض از کاربردهای مولتی کاست برای مجموعه تمامی هاستها استفاده میشود. IANA فهرست رسمی از فضای آدرسی IPV6 را نگهداری میکند. واگذاری جهانی یونی کاست را می توان در انواع RIRها یا در صفحات GRHDFP می توان پیدا نمود.
بسته IPV6:

ساختار یک عنوان بسته IPV6

بسته IPV6 شامل دو بخش اصلی است: عنوان و متن پیام
عنوان در اولین 40 هشت تایی/بایت بسته قرار دارد و شامل منبع و آدرسهای مقصد است(هر کدام 128 بیت) است و همانند ورژن (IP نسخه 4 بیتی)،مقدار ترافیک (8 بیتی ،حق تقدم بسته)،برچسب مسیر(20 بیتی ، مدیریت QOS)، طول متن پیام بر حسب بایت(16 بایت) ، عنوان بعدی (8 بیتی)و محدوده هاپ (8 بیتی ، زمان ماندن) می باشد.متن پیام می تواند در حالت استاندارد تا 64 کیلوبایت ، یا در حالت "متن بزرگ" مقادیر بزرگتری را داشته باشد.

فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد

تعداد صفحات این مقاله  30  صفحه

پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید

دانلود مقاله ترجمه شده انگیزه

اختصاصی از زد فایل دانلود مقاله ترجمه شده انگیزه دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

ملیسا برنز

تسا یک چنگال از پاستا را به سمت دهان خود برد. او واقعاً دیگر گرسنه نبود اما این سس آنقدر لذیذ بود که او نمی توانست در مقابل خوردن آن مقاومت کند. او چند ثانیه لقمه را در دهان خود نگه داشت، و طعم ذائقه آنرا بطور کامل حس کرد سپس آنرا قورت داد. تقریباً بصورت همزمان با قرار دادن چنگال خود بر روی بشقاب، پیشخدمت گستاخ کنار میز ظاهر شد. پیشخدمت پرسید کسی دسر یا قهوه می خواهد؟ برایان (رئیس تسا) گفت حتماً. تو باید یکی از این دسرها را امتحان کنی. این رستوران بخاطر دسرهایش معروف است. فکر خوردن غذای بیشتر اصلاً برای تسا خوشایند نبود. البته او تمام هفته را تلاش کرده بود که تأثیر خوبی بر روی برایان بگذارد. ارزیابی های سالانه بزودی انجام می شدند و تسا می دانست که برایان در مورد ترفیع کارکنان تصمیم گیری خواهد کرد. او تلاش کرد تا خودش را متقاعد کند: یک تکه کیک قرار نیست باعث شود که من مدیر بخش شوم. بعلاوه، او تلاش می کرد تا قبل از پیوست دوباره در انجمن 10 ساله دبیرستان در ماه بعد چند پوند وزن کم کند، بنابراین نقشه می کشید تا از خوردن دسر خودداری کند. اما او نمی خواست که به برایان اهانت کرده باشد. او وقتی که منوی دسرها را از روی میز برداشت با اشتیاق گفت، ایده خوبی به نظر می رسد. همه دسرها خوشمزه به نظر می رسیدند. فقط فکر کیک شکلاتی سه تکه با کارامل برای آب افتادن دهان او کافی بود. اما در عوض، او دسری را انتخاب کرد که فکر می کرد کمترین کالری را دارد: نان شیرینی لیمویی. چند دقیقه بعد درحالیکه شکم او هنوز از شام پاستا پر بود، لبخندی به برایان زد و سپس باز هم چنگال را برداشت و آنرا به سمت دهان خود برد.
ما فقط با نگاه اجمالی به رفتار او می توانیم نتیجه گیری کنیم که شناسایی محرک ها با عقل سلیم ممکن است. شما وقتی که سیر می شوید دست از خوردن می کشید. شما اجتماعی می شوید بخاطر اینکه تنها هستید. شما وقتی که گرسنه هستید شروع به غذا خوردن می کنید. البته یک نگاه جامع به رفتار او نشان میدهد که انگیزه به این سادگی ها نیست. چرا وقتی که گرسنه نیستید غذا می خورید؟ چرا تلاش می کنید که بعضی از افراد را خوشحال کنید اما در مورد بقیه اینطور نیستید؟ چرا وقتی که گرسنه هستید از خوردن غذا خودداری میکنید؟ برای پاسخ دادن به سوالاتی مانند اینها نگاه عمیق تری به روان انسان لازم است، و مشخص می گردد که انگیزه نه تنها از یک منبع منفرد ناشی می گردد بلکه از پرده منقوش واقع بر رشته های زیست شناسی، تجربه و شناخت ناشی می گردد.
مانند بسیاری از ساختارهای روان شناختی، این امکان وجود ندارد که بتوانیم انگیزه را بصورت مستقیم اندازه گیری کنیم؛ بلکه باید یک راهکار غیر مستقیم را برای ارزیابی منبع، نوع و حتی درجه انگیزه اتخاذ کنیم. بسیاری از متفکران بزرگ در این زمینه به این چالش رسیده اند و همه آنها از بهترین منبع دانش در زمان خود استفاده کرده اند. همانطور که ابزار ترجیحی بدست آوردن دانش با گذشت قرن ها تغییر پیدا کرده است، روشهای بررسی انگیزه نیز تغییر پیدا کرده است. هر روش جدید دیدگاه جدیدی را بیان کرده است و اغلب تئوری های جدیدی نیز بیان کرده اند که با ایده های قدیمی و مورد انتقاد مغایر بوده است. در بعضی از موارد مغایرت ها و انتقادات آنقدر شدید بوده است که تئوری قدیمی کاملاً منسوخ شده است. البت چندین مفهوم در مقابل تهاجم این انتقادات مقاوم بوده اند و اغلب شکل هایی را ایجاد کرده اند اما ایده مبنا را حفظ کرده اند. مقاومت این مفاهیم انگیزهی بمدت صدها یا هزاران سال آنها را به مسائل ارزشمندی برای بحث کردن تبدیل می کند، نه تنها بخاطر آنچه که در مورد انگیزه به ما گفته اند، بلکه بخاطر تحقیقات آزمایشی آنها نیز می باشد. این مقاله روشهای مختلف زیادی را معرفی میکند که برای بررسی انگیزه استفاده شده اند و بیان میکنند که این روشها چطور منجر به توسعه تئوری های انگیزه، و در بعضی از موارد منجر به منسوخ شدن آنها شده اند.
فیلسوفان اولیه
روشهای فیلسوفان باستانی
مفهوم انگیزه ریشه در مطالعات فلسفی یونانیان باستان دارد. بیش از 2400 سال پیش، دانشمندان تئوری را در مورد نیروهایی بیان کردند که رفتار را هدایت میکند. فیلسوفان این عصر با منطق، عقل سلیم و مقداری بینش، تئوری خود را بر مبنای مشاهدات غیر منظم از حیوانات زنده (و از جمله انسان ها)، تجربه های فردی، و تجربه های افراد دیگر در اطراف خود بیان کردند.
لذت گرایی
دماکریتوس (370-460 قبل از میلاد) یکی از فیلسوفان اولیه بود که تئوری انگیزه را ارائه داد. دماکریتوس بر مبنای مشاهدات خود از رفتار انسان و بر مبنای تجربه های خود، نتیجه گیری کرد که انگیزه از میل به دنبال کردن اشیاء و فعالیت هایی ناشی می گردد که به فرد کمک میکنند تا به لذت برسد و از درد و رنج دوری کند. این توضیح (با نام لذت گرایی) قدیمی ترین و پایدارترین موضوع در مطالعه انگیزه است. حتی با اینکه نظریه پردازان بسیاری پس از دماکریتوس (بعنوان مثال اپیکوروس، توماس هابز، زیگموند فروید) انگیزه را بر مبنای این میل اساسی برای بدست آوردن لذت و اجتناب از درد می دانستند، با اینحال بطور کامل مشخص نیست که چه چیزی لذت را برای یک فرد تشکیل میدهد و اینکه چه چیزی درد را برای او تشکیل میدهد. احساس درد و لذت رخدادهای کاملاً فردی هستند. چیزی که برای یک فرد ممکن است لذت بخش باشد ممکن است برای فرد دیگری دردآور باشد. برای مثال، بعضی از افراد تحریک می گردند که 26.2 مایل بخاطر رضایت تکمیل مسابقه دو ماراتون انجام دهند ، درحالیکه افراد دیگر ممکن است دویدن را آزار دهنده بدانند و تا حد ممکن از آن اجتناب کنند. دماکریتوس تمایز بین درد/لذت را بر یک اساس موردی با توجه به رفتار یک فرد بیان کرد. یک چیز لذت بخش خواهد بود اگر فرد برای آن تلاش کند، و یک چیز دردآور خواهد بود اگر فرد از آن اجتناب کند. مفهوم ضمنی در تعریف او این ایده است که منبع انگیزه در محیط خارجی به شکل اشیاء یا موقعیت هایی قرار دارد که فرد یا می خواهد به آنها برسد و یا از آنها اجتناب میکند.
اگرچه بعضی از فیلسوفان این زمان با اصول کلی لذت گرایی موافق بودند، اما در مورد این مسئله بحث هایی وجود داشت که آیا همه رفتار ضرورتاً خود خواهانه هستند، و یا اگر بعضی از رفتارها توسط میل به تأثیر گذاری بر روی لذت یا درد بک فرد دیگر تحریک گردد. تراسیماچوس (اواخر قرن پنجم قبل از میلاد) پیشنهاد کرد که افراد فقط توسط نفع شخصی تحریک می گردند، و فقط به شیوه هایی عمل میکنند که باید بصورت مستقیم یا غیر مستقیم به آنها منفعت برساند. هر ظاهری از نوعدوستی یا همدردی فقط بر مبنای نفع شخصی محاسبه شده و بلند مدت است. سقراط (399-470 قبل از میلاد) با این ایده نفع شخصی مخالف بود. سقراط می گفت که مردم بر این توافق دارند که در یک شرایط خاص چطور عمل کنند، یا بعبارت دیگر، کدام رفتار درست است. همچنین، افراد قادر هستند که رفتاری را شناسایی کنند که غلط است. این توافق در مورد رفتار درست با ایده تراسیماچوس در مورد نفع شخصی سازگار نیست. اگر انسان ها تحریک می شدند که به شیوه هایی رفتار کنند که فقط به خودشان نفع می رساند، پس هیچ توافقی در مورد این مسئله وجود نخواهد داشت که کدام اعمال درست هستند و کدام اعمال غلط هستند، چون نفع شخصی یک فرد همیشه با نفع شخصی یک فرد دیگر یکسان نیست. بلکه به نظر می رسد که مردم استاندارد مشترکی برای درست بودن و غلط بودن دارند و بصورت درونی تحریک می گردند که آنچه را انجام دهند که درست است. بنابراین سقراط بر خلاف فیلسوفان باستانی دیگر، احساس می کرد که انگیزه ریشه در قضاوت در مورد این مسئله دارد که کدام رفتارها مناسب هستند و منجر به لذت می گردند. بعبارت دیگر، انگیزه برای رفتار در محیط خارجی یافت نمی شود، بلکه در محیط داخلی (وجدان) یافت می شود.
اگرچه فیلسوفان باستانی عموماً بر این توافق دارند که رفتار توسط تمایلات لذت گرایانه تحریک می گردد، اما آنها بحثی را بمدت چند قرن آغاز کردند: آیا رفتار توسط محرک های خارجی تحریک می گردد (همانطور که دماکریتوس می گوید) یا توسط منبع درونی هدایت می گردد (همانطور که سقراط می گوید)؟
روشهای موجود در قرون وسطی
فیلسوفان قرون وسطی بر خلاف فیلسوفان قبلی مجبور بودند که بر روشهای غیر علمی برای بدست آوردن دانش تکیه کنند. در طی این زمان، اختیار، قدرت، و اطلاعات تحت کنترل اصلی کلیسا بود. فیلسوفان قرون وسطی راهکار شناختی اصلاح شده تری را برای توضیح انگیزه نسبت به راهکار رفتاری فیلسوفان باستانی ترجیح می دادند. کلیسا این مسائل را تدریس می کرد که انسان ها در تصویر خدا آفریده شده اند. تصور می شد که انسان ها مانند مخلوقات شبیه به خدا نسبت به حیوانات دیگر کنترل پیچیده تری بر روی رفتار خود دارند.
اراده
در قرن سوم پس از میلاد، دانشمندان بتدریج از فلسفه های باستانی و مذهبی دور شدند. این نظریه های قدیمی با یک مرجع واحد جایگزین شدند: کلیسای مسیحیان. در طی قرن پنجم، آموزه های تأثیرگذار سنت آگوستین (430-354) بیان کرد که انسان ها بر خلاف مخلوقات دیگر کنترل آزاد و هشیارانه ای روی همه افکار و رفتارهای خود دارند. بنابراین انگیزه کاملاً درونی می باشد. از مسیحیان صالح توقع می رفت که اراده خود را تقویت کنند تا بدن خود را از آنچه که به آن تمایل دارد محروم کنند تا بتوانند روح ابدی خود را حفظ کنند. تسلیم شدن در برابر وسوسه های فیزیکی (یعنی رفتار کردن بر اساس لذت گرایی) روح را به لعن شدگی ابدی محکوم میکند. بنابراین رفتار حاضر توسط توسط یک هدف بلند مدت (جاودانگی در بهشت و دوری از جهن) تحریک می گردد که یک مفهوم ناملموس است که در ذهن یک فرد قرار دارد، تا اینکه شکل فیزیکی در محیط خارجی داشته باشد. این اصول مذهب-مبنا از محرومیت و اراده به دیدگاه رایج در مورد انگیزه انسان در سراسر دوره قرون وسطی تبدیل شد. ایده رنج بردن از درد/ناراحتی فوری در کوتاه مدت در پیش بینی یک پاداش بزرگتر در سراسر تاریخ مشاهده شده است.
تئوری اراده نشاندهنده فصل مشترک بین دنیای فیزیکی و غیر فیزیکی است و پیشنهاد میکند که یک نیروی ناملموس ماده را حرکت میدهد. این موضوع مورد بحث دیگری در تاریخ تئوری انگیزه است. آیا رفتار باید به منابع فیزیکی نسبت داده شود یا به منابع شناختی؟
نقاط ضعف فیلسوفان اولیه
فیلسوفان باستانی، مبنای استواری را برای مطالعه انگیزه ایجاد کرده اند. ایده های آنها علیرغم روشهای مورد استفاده توسط آنها، نسبتاً دقیق بوده است. البته تکیه کردن فقط بر روشهای غیر علمی برای تحقیق منجر به تئوری های ضعیف از لحاظ ذاتی می گردد. دماکریتوس، تراسیماچوس، و سقراط همگی برای قضاوت در مورد منبع رفتار (حداقل تا حدودی) بر عقل سلیم تکیه داشتند. توضیحات عقل سلیم ممکن است احساساتی مانند یک حساب دقیق برای یک موقعیت مشخص را ایجاد کند اما اغلب این توضیحات را نمی توان بخوبی به موقعیت های دیگر تعمیم داد. برای مثال، لذت گرایی دماکریتوس و تراسیماچوس نمی تواند رفتار نوعدوستانه را توضیح دهد که معمولاً در انسان ها و حیوانات دیگر مشاهده می گردد. لذت گرایی سقراط نمی تواند توضیح دهد که چرا مردم بعضی اوقات بصورت خودخواهانه رفتار میکنند.
فیلسوفان باستانی برای استنباط در مورد عملکرد جهان تا حد زیادی بر منطق تکیه می کردند. منطق یک ابزار ضروری برای نیروی عقلانی است. البته فیلسوفان باستانی در تله منطقی استدلال دوری افتاده اند. دماکریتوس درد و لذت را بعنوان مفایهم فردی شناسایی کرده بود که در بین افراد متفاوت است. برای افزایش تعمیم پذیری این تئوری، ضروری است که ماهیت این مفاهیم را تعیین کنیم، بطوریکه آنها برای همه افراد به شیوه یکسانی اعمال گردند. راه حل او از لحاظ سطحی راه حل هوشیارانه ای بود اما زمانیکه در بحث های منطقی استفاده می شد مشکل ساز بود. او انگیزه (تلاش برای لذت یا اجتناب از درد) را بر مبنای رفتار افراد تعریف می کرد. اما او سپس رفتار را بعنوان فرآورده ای از انگیزه توضیح داد.
اگرچه مرجع می تواند در جمع آوری دانش سودمند باشد، اما یک منبع بدون اشکال نیست. برای مثال، اطمینان به مرجع به طرفداری های فردی نسبت به انواع مختلفی از شخصیت ها وابسته است. متکلم هایی که با اعتبارتر، قابل احترام تر، و قابل اعتمادتر به نظر می رسند، احتمال بیشتری دارد که نسبت به متکلم های دیگر مورد باور قرار گیرند که دارای این خصوصیات نیستند. بنابراین تصمیم گیری برای باور کردن اطلاعات بر مبنای کیفیت و خصوصیات متکلم است، نه بر مبنای کیفیت اطلاعات. هر منبعی از دانش که بعنوان ابزاری برای طبقه بندی اطلاعات دقیق و غیر دقیق عمل نمی کند، احتمال دارد که اطلاعات نادرستی را در بعضی از مواقع نشان دهد.
آقای فرانسیس بیکن (1561–1626) مثال عالی از حیطه گسترش اعتماد به مرجع به ما نشان میدهد. در سال 1432، گروهی از راهب ها وارد بحث عقلانی در مورد تعداد دندان های اسب شدند. همه کتاب های قدیمی و وقایع نامه ها مورد بررسی قرار گرفتند و این بحث با اشتیاق زیادی دنبال شد. پس از 13 روز بدون رسیدن به همرایی و توافق، یک راهب جوان از مافوق های خود اجازه خواست تا وارد این بحث شود. وقتی که فرصت صحبت به او داده شد، پیشنهاد کرد که بهترین راه برای پاسخ دادن به این سوال اینست که به دهان باز یک اسب نگاه کنیم. غوغایی بخاطر این پاسخ ایجاد شد. راهب های دیگر می ترسیدند که این راهب تازه کار این شیوه نامقدس و بی سابقه را برای یافتن حقیقت پیشنهاد کرده باشد، که با آموزه های پدران دینی او مغایرت داشت. آنها که فکر می کردند مورد اهانت قرار گرفته اند با مشت و اتهام تسخیر شدگی توسط شیطان به این راهب جوان حمله کردند. این بحث در نهایت به نتیجه رسید وقتی که یکی از آنها بیان کرد که این مسئله بخاطر عدم وجود شواهد تاریخی و تئوری یک معمای ابدی می باشد.
انقلاب علمی
روشهای دانشمندان اول
در طی روزهای اولیه آزمایشات علمی، عمدتاً از روش علمی بعنوان ابزاری برای تحقیقات پزشکی استفاده می شد. در نتیجه، محققان گام های بلندی در درک فیزیولوژی برداشتند. جزئیات کالبدشناسی و عملکرد سیستم عصبی و نقش آن در رفتار مشخص شد. بعنوان مثال دکارت بازتاب را تعریف کرد، و گالوانی پی برد که پاهای قورباغه بصورت ناگهانی منقبض می گردد وقتی که ماهیچه او به یک باتری ابتدایی متصل گردد. اگرچه روش علمی هنوز در خارج از پزشکی و فیزیولوژی استفاده نمی شد، اما دانشمندان بزودی با چشم عینی و انتقادی به دنیا نگاه کردند. این دیدگاه جدید ایده های قدیمی را در مورد انگیزه دوباره بازیابی کرد و همچنین ایده های جدیدی را نیز ارائه داد.
راهکار رفتاری
لذت گرایی: انقلاب علمی جنبشی را بسوی تجربه گرایی ایجاد کرد، که بیان می کرد که تجربه مبنای دانش است. جان لاک از یک استعاره ساده برای بیان فلسفه استفاده کرد: لوح سفید – ما با ذهن های خالی مانند یک صفحه کاغذ سفید به دنیا می اییم که سپس تجربه های ما روی آن نوشته می شود. تجربه گرایان انگیزه را مانند دانش در نظر می گرفتند: هم انگیزه و هم دانش از تجربه ناشی می گردند. مبنای نهایی که ما برای آن بعضی از چیزها را انجام میدهیم و یا چیزهای دیگری را انجام نمی دهیم، از تجربه ها و نتایج رفتار ما ناشی می گردد. ما فقط با انجام یک چیز میتوانیم اطمینان حاصل کنیم که این رفتاری چه تاثیری میتواند داشته باشد. سپس ما بر مبنای این تجربه ها به شیوه هایی رفتار میکنیم که در گذشته برای ما لذت بخش بوده است و از رفتار به شیوه هایی اجتناب میکنیم که در گذشته برای ما دردآور بوده است. به همین شیوه، راهکار لذت گرایی برای انگیزه انسان پس از تبعید طولانی، به مسیر اصلی خود برمی گردد.
البته مشکلی در مورد تئوری لذت گرایی وجود دارد که توسط فیلسوفان باستانی بررسی نشده است: اگر ما تحریک می گردیم که به محرک های خارجی جذب شویم یا از آنها اجتناب کنیم، چطور میتوانیم دارای شخصیت دور اندیش و آینده نگری باشیم که این محرک ها دارند؟
ما چطور میتوانیم در رخدادهای آینده محتاط باشیم و فقط نسبت به رخدادهای حاضر واکنش نشان ندهیم؟ این مسئله در قرن 17 توسط توماس هابز بیان شد.
انگیزه محرک: توماس هابز (1588–1679) در نوشته های خود در مورد انگیزه به ضعف ذاتی تئوری لذت گرایی اشاره میکند. فیلسوفان باستانی آگاه بودند که به تعویق انداختن پاداش فوری یا رنج بردن از ناراحتی فوری در بلند مدت می تواند سودمند باشد. البته آنها نتوانستند توضیح دهند که یک فرد چطور می تواند از یک محرک لذت بخش اجتناب کند یا به یک محرک آزارنده جذب شود. هابز این رفتار را بر حسب پیش بینی رخدادهای آینده، یا محرک ها توضیح داد. تئوری محرک از این لحاظ با لذت گرایی تفاوت دارد که منبع انگیزه را در داخل مغز قرار می دهد بجای اینکه آنرا در محیط خارجی قرار دهد. بعلاوه، هابز با استفاده از مفهوم ماده گرایی، مکانیزمی برای رفتار ضد لذت گرایی ارائه داد.
ماده گرایی بیان میکند که همه مواد (از جمله بدن انسان ها و حیوانات) در تطابق با اصول مکانیک حرکت میکند. اگر ذهن مسئول رفتار فعالسازی باشد، بنابراین ذهن باید از ماده فیزیکی تشکیل شده باشد. هابز تصور می کرد که اطلاعاتی که به سیستم عصبی وارد می گردد باعث حرکت ذرات در مغز می شود. وقتی که دو واحد از اطلاعات بصورت همزمان وارد مغز می شود، این ذرات متحرک با همدیگر مرتبط می گردند بطوریکه فعال شدن یکی از آنها باعث فعال شدن ذره دیگر می گردد. برای مثال شنیدن یک آشنای جدید را در نظر بگیرید که اسم شما را به زبان می آورد وقتی که شما به او نگاه میکنید. وقتی که تصویر چهره یک فرد و صدای او با هم وارد مغز می شود، این ذرات با هم مرتبط می گردند. سپس وقتی که یکی از ایده ها رخ میدهد، ایده دیگر نیز احتمال دارد که رخ دهد (برای مثال، وقتی که شما صدای او را در تلفن می شنوید، احتمال دارد که تصویر او نیز در ذهن شما ایجاد گردد). مفهوم مرتبط سازی احساسات با هم، اجتماع نام دارد و اساس یادگیری است. با تشکیل اجتماع ها، فرد می تواند دردها یا لذت های آینده را پیش بینی کند که با محرک ها همراه هستند، بجای اینکه فقط نسبت به پیامدهای فوری واکنش نشان دهند. این اجتماع به فرد اجازه میدهد تا به شیوه ای رفتار کند که رخدادهای لذت بخش را به حداکثر می رساند و نتایج دردآور را به حداقل می رساند، حتی زمانیکه این مسئله نیازمند رنج بردن از ناراحتی در زمان حال باشد. بنابراین نزدیک شدن به یک محرک آزارنده (برای مثال اعمال نیروی فیزیکی یا شنیدن بوی مواد شیمیایی) در نهایت می تواند منجر به لذت زیادی گردد (برای مثال یک خانه تمیز). همچنین، اجتناب از محرک های لذت بخش (برای مثال کیک پنیر) می تواند درد (برای مثال دیابت تحریک شده توسط چاقی) را در بلند مدت به حداقل برساند.
راهکار زیست شناختی: دوگانه نگری
رنه دکارت (1650-1596) نیز مانند لذت گرایان اولیه معتقد بود که حیوانات (از جمله انسان) ماشین هایی هستند که قوانین مکانیک بر روی آنها غالب است. بنابراین رفتار را میتوان مانند نحوه کار کردن یک ماشین تحلیل کرد. دکارت با استفاده از این راهکار، مفهوم بازتاب را بعنوان واحد مبنای رفتار بیان کرد. اگرچه مکانیک اشتباه بود اما این ایده درست بود – بازتاب یک رفتار اختیاری است که توسط محرک فراخوانده میشود. دکارت نتیجه گیری کرد که رفتار همه حیوانات پست تر را میتوان به بازتاب زیست-مبنا نسبت داد. البته او بعلت اعتقادات مذهبی خود مایل نبود که انسان ها را هم تراز با حیوانات دیگر قرار دهد. انسان ها مسلماً چندین بازتاب را مانند حیوانات پست تر نشان دادند (برای مثال، مکیدن در دوران نوزادی، دور کردن دست از آتش، انقباض زانو) ، اما دکارت بیان میکرد که اغلب رفتارهای انسان توسط اراده آزاد کنترل می گردد. همه رفتارها دارای یک علت فیزیکی قابل مشاهده نیستند. بلکه به نظرمی رسد که بعضی از رفتارها از منابع درونی ناشی می گردند. دکارت این اعمال را رفتارهای اختیاری می نامید و ادعا میکرد که انسان ها قابلیت این رفتار را دارند. اگرچه بعضی از رفتارهای انسان بازتابنده است، اما اغلب آنها توسط ذهن اراده می گردد که بخشی از دنیای ماشینی ماده و نیرو نیست. چون ذهن خارج از دنیای نیرو قرار دارد، بنابریان قوانین مکانیک بر روی آن تاثیری ندارد، بلکه خارج از زنجیره علیت مکانیکی قرار دارد. این راهکار دوگانه نگری نام دارد.
راهکار شناختی: اراده
امانوئل کانت (1804-1724) دیدگاه سقراطی را برای انگیزه قبول داشت. او معتقد بود که بدون اینکه کسی به ما یاد دهد، ما میدانیم که اعمال درست و غلط وجود دارند، و میدانیم که باید چه اعمالی را انجام دهیم و از چه اعمالی خودداری کنیم. بنابراین بر خلاف دیدگاه لوح سفید، کانت معتقد بود که بعضی از جنبه های ذهن انسانی درونی است و مسلماً جنبه های درونی مهمتر هستند. کانت نظریه خود را بر مبنای این حقیقت بیان کرد که مفاهیمی در ذهن ما وجود دارد که ورودی حسی نمی تواند آنرا توجیه کند. برای مثال، ایده علیت (که یک رخداد باعث رخداد دیگری می گردد) بخشی از ورودی حسی نیست. ما باید مفاهیم معینی را در نظر بگیریم که توسط آنها ورودی ها را از دنیای حسی سازماندهای و تعبیر می کنیم. کانت می گفت که هر فرد دارای یک نهاد مرکزی است که قابلیت درک و عمل کردن بر مبنای دستورات اخلاقی را دارد (یعنی انتخاب های رفتاری اختیاری).
نقاط ضعف دانشمندان اولیه
در طی روزهای اول انقلاب علمی، توضیحات رفتار با جزئیات کامل تری بیان شد. تئوری های فیلسوفان باستانی و قرون وسطی توسعه داده شدند تا در حدود گسترده تری رفتارها را توضیح دهند. البته این توضیحات هنوز عمدتاً بر مبنای منطق و عقل سلیم هستند. اگرچه تفکرات عقلانی آن زمان بعنوان مسئله انگیزه با دیدگاه عینی تر و انتقادی تری بود، با اینحال آنها هنوز بطور کامل از روش علمی برای تعیین این مسئله استفاده نمی کردند که آیا ایده های آنها تا حدودی دارای دقت است. ما تا قرن 19 ام شاهد بررسی رفتارها با فرآیند علمی کامل نبودیم.
ظهور روانشناسی
روشهای روانشناسان اولیه
درطی قرن 19، قدرت کلیسا هنوز بر جوامع علمی تأثیرگذار بود اما بتدریج وضعیت خود بعنوان منبعی از حقیقت را از دست میداد. بر عکس، روش علمی محبوبیت زیادی پیدا کرد. یافته های جدید در مورد کالبدشناسی و فیزیولوژی یک راهکار تجربی را برای بررسی رفتار الهام بخشید. این راهکار جدید برای مطالعه رفتار نام جدیدی به خود گرفت: روانشناسی.
روانشناسان اولیه با استفاده از اصول علم تلاش کردند تا به سوالاتی مانند این پاسخ دهند: انگیزه چطور بر روی رفتار تأثیر می گذارد؟ اگرچه رفتار مفهومی است که آشکار، آسان برای تعریف کردن، و قابل سنجش است، اما انگیزه هیچکدام از این خصوصیات را ندارد. انگیزه بخودی خود قابل اندازه گیری نیست. اما میتوان آنرا بصورت غیرمستقیم در فیزیولوژی (برای مثال، فعالیت قلبی-عروقی، فعالیت بصری، فعالیت برقی پوست، و فعالیت پلاسما)، در رفتار (برای مثال، تلاش، نهفتگی، انتخاب، احتمال واکنش، حالت چهره، و حرکات بیانگر بدن)، و بصورت کلامی (برای مثال، خود-گزارشی و مطالعه موردی) بیان کرد. محققان با تمرکز بر جنبه های خاص این طبقات به نتیجه گیری های خردمندانه ای در مورد انگیزه رسیده اند.
راهکار زیست شناختی
تئوری غریزه: چارلز داروین (82-1809) با تئوری ابتکاری تکامل خود وابستگی فیزیکی در بین همه حیوانات (از جمله انسان ها) را بیان کرد. همچنین، ویلیام جیمز (1910-1842) فیلسوف و روانشناس آمریکایی، نیز تلاش کرد تا فاصله روانشناختی بین انسان ها و حیوانات را پر کند. قبل از این زمان، رفتار حیوانات غیر انسان به واکنش های غیر شناختی با نام غریزه نسبت داده میشد. انسان ها (که قدرت تفکر منطقی و اراده آزاد را دارند) نیازی به غریزه ندارند. البته جیمز با این نظریه مخالف بود. ایده او در مورد غریزه با ایده بازتاب مترادف بود: تکانی که توسط یک محرک خاص تحریک می گردد. جیمز نیز مانند کانت، معتقد بود که انسان ها بطور حسی می دانند که چطور نسبت به شرایط مختلف واکنش نشان دهند، و این درک مستقیم را به غریزه نسبت داد. او تشخیص داد که انسان ها با حس همدردی و اعمال کمک با نجات دهی بدون داشتن نفع شخصی، و بدون اینکه به آنها آموخته شده باشد، نسبت به محرک های خاصی (مانند پریشانی نوزاد) واکنش نشان میدهند. جیمز پیشنهاد کرد که سیستم عصبی نسبت به محرک های خاصی حساس است و با رفتار خاصی به این محرک ها واکنش نشان میدهد. شکل رفتار غریزی سپس توسط تجربه با محرک تغییر می یابد تا احتمال نتیجه رفتاری به حداکثر برسد. بعبارت دیگر، غریزه خاک رسی را فراهم می ساخت که رفتارهای یاد گرفته شده از آن ساخته می شد. جیمز لیستی از غریزه های انسانی را پیشنهاد کرد که شامل مکیدن، لبخند زدن، پیاده روی، عصبانیت، رنجش، ترس از افراد غریبه، ترس از صدا، ترس از تاریکی، کنجکاوی، نهانکاری، شرم، و عشق به والدین می باشد.
ویلیام مک دوگال (1938-1871) تئوری را برای رفتار غریزی بر مبنای مشاهدات خود از چندین گونه مختلف مواجه شده با چالش های مختلف بیان کرد. برای مثال، موش ها و موش های صحرایی در یک هزارتو در آب قرار داده شدند که چند مسیر برای فرار داشت: مسیرها بر روی آب یا مسیرهای زیرزمینی قرار داشتند که فقط با داخل شدن در آب قابل دسترسی بود. بعضی اوقات استفاده از یک مسیر خاص منجر به شوک الکتریکی به پاها می شد بطوریکه موش مجبور بود که مسیرهای امن و مسیرهای خطرناک را از هم متمایز سازد. مک داگل از جعبه های معما نیز استفاده کرد، که نیازمند این بود که موش ها و راکون ها چندین چفت را باز کنند تا به غذای داخل جعبه برسند. نتایج این آزمایش و آزمایشات دیگر باعث شد که مک داگل نتیجه گیری کند که اغلب رفتارهای حیوانات دارای ماهیت غریزی و غیر یاد گیرنده است.
بر خلاف غریزه ساده جیمز، غریزه مک داگل را میتوان بر حسب جنبه های شناختی (دانستن اینکه کدام شیء می تواند غریزه را ارضا کند)، عاطفی (احساس نسبت به یک شیء)، و رغبتی (داشتن حس هدف برای حرکت به سوی یک شیء یا دور شدن از آن) توصیف کرد. این ایده هدف بود که تئوری مک داگل را خیلی ارزشمند ساخت.
مک داگل احساس کرد که همه رفتارهایی که توسط پیش بینی رخدادهای آینده هدایت میشد که حس هدف برای رسیدن به یک هدف خاص بود. او پیش بینی را به انسان ها محدود نکرد بلکه تصور می کرد که همه حیوانات قادر به پیش بینی رخدادهای آینده هستند، و بنابراین به شیوه ای عمل می کنند که رخدادهای آینده رخ دهند یا رخ ندهند. مک داگل نیز مانند هابز، می گفت که رفتار توسط نتیجه پیش بینی شده تحریک می گردد. نسبت دادن پیش بینی به حیوانات غیر انسان نقطه ضعفی برای تئوری مک داگل بود چون یک تعبیر شبه انسانی است که نمی توان آنرا بصورت علمی آزمایش یا تأیید کرد. البته ایده استفاده از رخدادهای آینده بعنوان محرکی برای رفتار مدتها پس از رد شدن تئوری غریزه مک داگل نیز باقی ماند.

فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد

تعداد صفحات این مقاله 22  صفحه

پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید

دانلود مقاله ترجمه شده انتقال و سرمایه گذاری نیروی برق

اختصاصی از زد فایل دانلود مقاله ترجمه شده انتقال و سرمایه گذاری نیروی برق دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

چکیده
این مقاله به بررسی سرمایه گذاری نیروی باد و تقویت انتقال می پردازد. مدل پیشنهادی یک برنامه ریاضی با محدودیت های تعادل (MPEC) است که درصدد است تا پروژه های باد بهینه را برای توسعه و تقویت های شبکه ای مورد نیاز شناسایی کند. مطابق دیدگاه عملگر انتقال/سیستم، این MPEC تلاش میکند تا پرداخت های مصرف کننده را به حداقل برساند و توسط شرایط سرمایه گذاری و تعادل بازار در شرایط عملکردی مختلف محدود می گردد. تصور می شود که مجموعه ای از کمکهای مالی به پیشرفت سرمایه گذاری مستقل بر نیروی باد کمک میکند. یک مثال و دو مطالعه موردی، خصوصیات این مدل پیشنهادی را توصیف میکنند.
کلمات کلیدی: بازار برق، برنامه ریاضی با محدودیت های معادل (MPEC)، سرمایه گذاری انتقال، سرمایه گذاری نیروی برق

نمادگذاری ها
نمادگذاری های اصلی بکار رفته در این مقاله بشرح زیر است، و در صورت نیاز نمادهای دیگری نیز تعریف می گردد.
مقادیر ثابت:
پذیرندگی خط k
قیمت پیشنهاد شده توسط بلوک تولید b ام از واحد تولید i ام
بودجه برای سرمایه گذاری در خطوط انتقال
بودجه برای سرمایه گذاری بر نیروی برق
هزینه سرمایه گذاری برای خط k
هزینه سرمایه گذاری محاسبه شده سالیانه برای برای خط k
هزینه سرمایه گذاری نیروی باد در باس n
هزینه سرمایه گذاری محاسبه شده سالیانه نیروی باد در باس n
نیروی مصرف شده توسط تقاضای i ام در سناریوی w و بلوک تقاضای t
توان انتقال خط k
حد بالایی بلوک تولید b ام از واحد تولید i ام
شدت باد در باس n در بلوک تقاضای t و سناریوی w
تعداد ساعات در بلوک تقاضای t
باس ارسال-انتهایی خط k
باس دریافت-انتهایی خط k
کمک مالی محاسبه شده سالیانه برای سرمایه گذاری نیروی باد در باس n
وزن سناریوی w در بلوک تقاضای t
قدرت تا بلوک l ام توان باد که می توان آنرا در باس n نصب کرد (که بلوک 1 برابر با 0 خواهد بود).

متغیرها:
جریان قدرت در خط k در بلوک تقاضای t و سناریوی w
نیروی تولید شده توسط بلوک تولید b ام از واحد تولید i ام در بلوک تقاضای t و سناریوی
نیروی باد تولید شده در باس n در بلوک تقاضای t و سناریوی w
متغیر باینری که برابر با 1 خواهد بود اگر بلوک نیروی باد l ام، نیروی باد نصب شده در باس n را تعیین کند، و در غیر اینصورت 0 خواهد بود.
متغیر باینری که برابر با 1 خواهد بود اگر خط آینده k ساخته شود و در غیر اینصورت 0 خواهد بود.
نیروی باد ایجاد شده در باس n
زاویه ولتاژ در باس n در بلوک تقاضای t و سناریوی w

شاخص ها و سری ها:
سری شاخص های تقاضاهای واقع در باس n
سری شاخص های واحدهای تولید واقع در باس n
سری شاخص های بلوک های نیروی باد در باس n
سری شاخص های سناریوهای مربوط به بلوک تقاضای t ام
سری شاخص های بلوک های واحد تولید i ام
سری شاخص های واحدهای تولید
سری شاخص های همه خطوط انتقال (موجود و آینده)
سری شاخص های خطوط انتقال آینده
سری شاخص های باس ها
سری شاخص های بلوک های تقاضا

1- مقدمه
A- محرک و راهکار
بخاطر اینکه سرمایه گذاری نیروی باد عموماً توسط سرمایه گذاری انتقال محدود می گردد، ما این دو مسئله وابسته را با هم بررسی میکنیم و از این پس آنرا مسئله نیروی باد بعلاوه سرمایه گذاری انتقال می نامیم.
هدف ما اینست که جالب ترین پروژه های نیروی باد و تقویت های انتقال مورد نیاز را شناسایی کنیم که منجر به حداقل پرداخت برای مصرف کننده و هزینه های سرمایه گذاری برای بودجه های انتقال و سرمایه گذاری نیروی باد می گردد.
در اغلب بازارهای برق، توسعه انتقال توسط یک نهاد عمومی با نام اپراتور سیستم انتقال (TSO) یا اپراتور انتقال منطقه ای (RTO) با هدف تسهیل تجارت انرژی معین می گردد. در اغلب بازارهای اروپا و خصوصاً در بازار شبه جزیره ایبریا به این صورت است.
در اغلب بازارها با نفوذ زیاد نیروی باد (بعنوان مثال آلمان یا اسپانیا)، کمک های مالی زیادی به سرمایه گذاری باد اختصاص داده میشود. اگر کمک های مالی برای سرمایه گذاری باد توسط سرمایه های عمومی تأمین گردد، یک نهاد عمومی وظیفه شناسایی و توسعه ساخت تاسیسات نیروی برق را در اغلب محل های مناسب، با در نظر گرفتن تنگناهای (محل های دشوار برای رفت و آمد) احتمالی شبکه به عهده خواهد داشت. برنامه ریز (در نقش خود بعنوان TSO) در واقع تسهیلات انتقال را ایجاد میکند و سرمایه گذاری باد را در مناسب ترین محل ها توسعه میدهد. این در واقع شرایط TSO بخش اسپانیایی بازار برق شبه جزیره ایبریا است.
نیازی به گفتن نیست که برنامه ریز تشخیص میدهد که تجارت برق به دور یک بازار برق می چرخد و بنابراین این محیط بازار بصورت صحیح در مدل تصمیم گیری برنامه ریز نشان داده میشود. بنابراین هدف برنامه ریز اینست که سرمایه گذاری های بهینه را در تسهیلات انتقال و تاسیسات تولید باد شناسایی کند، و در عین حال سنجش رفاه اجتماعی (برای مثال، پرداخت کلی منفی مصرف کننده) مشروط به محدودیت های سرمایه گذاری، بودجه های سرمایه گذاری، و تخلیه بازار در شرایط عملکردی متنوع در افق برنامه ریزی را به حداکثر برساند. تخلیه بازار برای هر شرایط عملکردی موجود بصورت یک مسئله بهینه سازی نشان داده میشود که تصمیمات عملیاتی را شناسایی میکند که رفاه اجتماعی را به حداکثر می رساند. بنابراین مسئله برنامه ریز توسط مجموعه ای از مسائل بهینه سازی (هر کدام در یکی از شرایط عملکردی بازار) محدود می گردد.
ما عملکرد تابع برنامه ریز را بعنوان پرداخت کلی مصرف کننده انتخاب میکنیم چون سرمایه گذاری باد، قیمت های بازار را پایین می آورد و ما با استفاده از این تابع هدف بطور مؤثر این تأثیر را شناسایی میکنیم. چون هزینه های سرمایه گذاری مربوط به برنامه ریز نیز هستند، بنابراین ما هزینه های سرمایه گذاری را به تابع هدف اضافه میکنیم که به حداقل مقدار برسد.
هدف این مقاله اینست که پرداخت مصرف کننده را به حداقل برساند. البته ما باید در چارچوب مدلسازی، هزینه های سرماه گذاری را در خطوط انتقال و نیروی باد ترکیب کنیم. چون تصور میشود که تولید کننده های نیروی باد با قیمت صفر ارائه می گردند، بنابراین اگر هزینه های سرمایه گذاری به تابع هدف اضافه نشود، راه حل بهینه شامل ایجاد همه تاسیسات ممکن برای تولید نیروی برق خواهد بود، که یک راه حل واقع گرایانه نیست.

شکل 1- منحنی های بار و مدت زمان استمرار باد

راه حل بهینه مسئله تصمیم گیری برنامه ریز باعث میشود که تصمیمات سرمایه گذاری انتقال بصورت واقعی انجام شود و طرح های سرمایه گذاری باد در بین سرمایه گذاران مستقل سود گرای باد توسعه داده شود. وقتی که تاسیسات باد ساخته شدند، هزینه های سرمایه گذاری نیروی باد توسط کمک های مالی و فروش تولید نیروی باد در منبع بازیابی می گردد.
وقتی که جالب ترین پروژه های باد از لحاظ اجتماعی شناسایی شدند، سرمایه گذاران مستقل ممکن است آنها را قبول کنند. تأثیر کمکهای مالی در جالب سازی این پروژه های نیروی باد بصورت جامع و با استفاده از مدل پیشنهادی تحلیل می شود.
همانطور که در مدلهای توسعه توان متداول است، ما نیز راهکار ثابتی را اتخاذ میکنیم که بر سال هدف آینده متمرکز است. در این سال هدف، بار در هر گره توسط یک منحنی ثابت و دقیق استمرار بار توصیف می گردد که از تعدادی از بلوک های تقاضا تشکیل شده است. عدم اطمینان بار با در نظر گرفتن سطوح مختلف بار در هر بلوک تقاضا توصیف می گردد (شکل 1). عدم اطمینان تولید باد نیز با در نظر گرفتن شدت های مختلف نیروی باد در هر بلوک تقاضا نشان داده میشود (شکل 1).
توصیف پیشنهادی بار و عدم اطمینان تولید باد منجر به تعدادی بلوک های تقاضا و تعدادی سناریو در هر بلوک تقاضا می گردد که باید به اندازه کافی بزرگ باشند تا همه ترکیبات ممکن تقاضا و تولید بار را برای سال هدف و در سراسر گره های سیستم انرژی الکتریکی در نظر گرفته شده نشان دهند.
مدلسازی بار و تولید باد بترتیب از طریق منحنی های بار و استمرار باد، راهکار مناسبی را برای مسئله سرمایه گذاری تشکیل میدهد (مانند راهکاری که در این مقاله پیشنهاد شده است). البته این مدلسازی ممکن است اجازه نمایش دقیق عملکرد واحدهای ذخیره یا محدودیت های عملیاتی مانند حداقل زمانهای بالا و پایین واحدهای قراردادی را به ما ندهد. با این وجود، تا حد معینی، عملکرد واحدهای پمپ-ذخیره را میتوان در یک چارچوب منحنی استمرار باد نشان داد.
مدل سرمایه گذاری پیشنهادی بصورت یک MPEC تصادفی ساخته میشود که تلاش میکند تا سطح سرمایه گذاری باد بهینه را در هر گره (در گره های انتخابی) و تقویت های انتقال بهینه (در کریدورهای انتخابی) را شناسایی کند که توسط شرایط و حدود سرمایه گذاری، و توسط تعادل بازار در هر سناریو محدود می گردد. MPEC تصادفی را میتوان بصورت یک مسئله برنامه نویسی خطی ترکیبی-صحیح (MILP) دوباره قالب ریزی کرد که با استفاده از حل کننده های branch-and-cut موجود قابل حل می باشد.
B- بازبینی مقالات و کمک های این مقاله به مقالات موجود
تعداد زیادی از کارهای گزارش شده در مقالات فنی بطور همزمان ایجاد و سرمایه گذاری انتقال را بررسی نمی کنند. مثالهایی از این مورد منابع 6 تا 9 است. در منبع 6 مسئله سرمایه گذاری بصورت رخدادهای تصادفی تقاضاها، دسترس پذیری واحدهای قدرت، و عوامل توان انتقال خطوط مدلسازی می شود. منبع 7 برای هماهنگ سازی تولید و توسعه انتقال با استفاده از محرک هایی برای سرمایه گذاران برای بازیابی هزینه های سرمایه گذاری خود، یک راهکار تکرار شونده را پیشنهادی میکند. در منبع 8 روابط متقابل بین تولید کنندگان، شرکت های انتقال، و ISO در یک بازار رقابتی شبیه سازی می گردد که در آن، تصور می شود که مکانیزم پرداخت توان ، سرمایه گذاری عاملان را افزایش میدهد. در این منبع، از روش مونت کارلو برای شبیه سازی وقفه های تصادفی واحدهای تولید و خطوط انتقال استفاده میشود. و در نهایت، منبع 9 از مدل بهینه سازی چهار-سطحی برای تعیین توسعه انتقال بهینه با پیش بینی طرح های توسعه تولید استفاده میکند. باید توجه داشت که منابع ذکر شده بالا با در نظر گرفتن منابع تولید قراردادی به مسئله سرمایه گذاری نزدیک میشوند و مدلهایی را ایجاد میکنند که بعلت ماهیت نامطمئن این منابع برق، نمیتوان آنها را بطور مستقیم برای مسئله سرمایه گذاری تجدید شدنی اعمال کرد.
مسئله سرمایه گذاری باد با در نظر گرفتن یک شبکه انتقال ثابت، در منبع 1 و منابع 10 تا 13 بررسی شده است. منبع 1 مدلی را برای بدست آوردن سرمایه گذاری بهینه باد از یک تولید کننده نیروی باد پیش بینی شونده در یک بازار برق منبع-مبنا ایجاد میکند. منبع 10 روشی را برای توزیع بهینه توان باد، به حداکثر رساندن نفوذ نیروی باد و حفظ امنیت شبکه بیان میکند. منابع دیگر مانند 11 و 12 مسئله سرمایه گذاری نیروی باد بهینه را در شبکه های توزیع با هدف به حداقل رساندن تلفات انرژی حل میکنند. منبع 13 تکنیکی را برای طراحی بهینه محرک ها برای توسعه سرمایه گذاری نیروی برق فراهم می سازد.
با توجه به مسئله سرمایه گذاری انتقال در محیط بازار، بهتر است به منابع 12 و 15 اشاره کنیم. منبع 14 یک مسئله MILP را برای حل مسئله سرمایه گذاری انتقال پیشنهاد میکند، درحالیکه منبع 15 یک مدل دو-سطحی را ارائه میدهد.
ما برای بررسی همزمان نیروی باد و مسئله سرمایه گذاری انتقال، یک مدل دو-سطحی را در این مقاله در نظر گرفته ایم. سابقه کاملی از مدل های دو-سطحی را میتوان در منبع 16 پیدا کرد.
در چارچوب بالا، کمک های این مقاله به مقالات موجود 4 مورد است:
1) فراهم سازی یک MPEC تصادفی برای حل مسئله سرمایه گذاری انتقال به اضافه نیروی باد در محیط بازار
2) برای فرمولبندی مسئله MPEC در گزینه 1 بصورت یک مسئله MILP
3) تحلیل و تعیین کیفیت تأثیر کمکهای مالی بر روی سرمایه گذاری نیروی باد
4) فراهم سازی و بحث در مورد نتایج کامل از یک مثال توضیحی و دو مطالعه موردی.
C- ساختار مقاله
ادامه این مقاله بدین شرح است: در بخش 2 مدل دو-سطحی پیشنهادی، تبدیل آن به MPEC ، و مسئله MILP معادل آنرا توصیف میکنیم. در بخش های 3 و 4 نتایج بترتیب یک مثال توضیحی و دو مطالعه موردی را بیان میکنیم. در بخش 5 نتیجه گیری را بیان میکنیم. و در نهایت در قسمت ضمیمه فرآیند دقیق خطی سازی را توضیح میدهیم.
2- فرمولبندی مدل
A- مدل دو-سطحی
مسئله سرمایه گذاری در نیروی باد و در توان انتقال را میتوان با استفاده از یک مدل دو-سطحی فرمولبندی کرد. این مسئله دو-سطحی از یک مسئله سطح بالایی و مجموعه ای از مسائل سطح پایین تشکیل شده است. مسئله سطح بالایی تصمیمات سرمایه گذاری با هدف به حداقل رساندن پرداخت مصرف کننده و هزینه های سرمایه گذاری را نشان میدهد. مسائل سطح پایینی تخلیه بازار تحت بار زیاد و شرایط تولید نیروی باد را نشان میدهند. فرمولبندی مسئله بصورت زیر است:

مشروط به

که

مشروط به



توجه داشته باشید که متغیر دوتایی همراه با هر محدودیت مسائل سطح پایینی (2) بصورت یک علامت دو نقطه نشان داده میشود.
تابع هدف (1a) مسئله سطح بالایی (1) پرداخت کلی مصرف کننده (گزینه اول) و هزینه های سرمایه گذاری در توان نیروی باد (گزینه دوم) و خطوط انتقال (گزینه سوم) را نشان میدهد. مقداری که هر مصرف کننده باید پرداخت کند بصورت مصرف قدرت در هر بلوک تقاضا، و سناریوی افزایش یافته توسط قیمت تخلیه بازار مطابق محاسبه می گردد. ما فرض میکنیم که قیمتی که هر مصرف کننده باید پرداخت کند ( ) قیمت حاشیه ای موقعیتی (LMP) باسی است که مصرف کننده در آن قرار دارد. LMP ها برای هر سناریو و بلوک تقاضا بصورت متغیر دوتایی همراه با محدودیت های تعادل (2b) در مسئله سطح پایینی مطابق (2) محاسبه می گردد. عامل اجازه قیاس پذیر کردن پرداخت سالیانه مصرف کننده و هزینه های سرمایه گذاری سالیانه را میدهد. تصور می شود که کمک مالی سرمایه گذاری نیروی باد را توسعه میدهد. توجه داشته باشید که ما فرض میکنیم که کمکهای مالی درصدهای ثابتی از هزینه های سرمایه گذاری هستند. یک طرح کمک مالی متفاوت را میتوان به آسانی در مدل پیشنهادی ترکیب کرد.
محدودیت های (1b) و (1c) بیان میکنند که نیروی باد فقط در بلوک های مجزا موجود است. محدودیت های (1c) بیان میکنند که فقط یک بلوک نیروی باد الزامی است و تعیین میکند که نیروی باد باید در هر باس از سیستم نصب شود. برای مثال اگر نیروی باد موجود در بلوک های 50-MW موجود باشد، مقادیر ثابت بصورت خواهند بود و غیره. اگر نیروی باد بهینه ای که باید نصب شود 100 MW باشد، متغیرهای بصورت و خواهند بود. محدودیت های (1d) متغیرهای باینری را تعریف میکنند که بیان میکند که اگر خط آینده k ساخته شود، و نه . و در نهایت محدودیت های (1e) و (1f) سرمایه هایی را برای سرمایه گذاری بترتیب در توان نیروی باد و خطوط انتقال اعمال میکنند.
تابع هدف (2a) از هر مسئله سطح پایینی (2) که مسئله سطح بالایی را محدود می سازد، نشاندهنده بیشینه سازی رفاه اجتماعی است. چون ما فرض میکنیم که تولید کننده های قدرت هزینه های حاشیه ای را به دنبال دارند و بارها در هر سناریو و بلوک تقاضا ثابت هستند، بنابراین بیشینه سازی رفاه اجتماعی معادل با کمینه سازی هزینه تولید است. همچنین، توجه داشته باشید که تولید کنندگان باد با قیمت صفر ارائه می شوند.
محدودیت های (2b) تعادل قدرت را در هر باس از سیستم اعمال میکنند. محدودیت های (2c) تولید قدرت باد را برای دسترس پذیری نیروی باد در هر باس برای هر سناریو و بلوک تقاضا محدود می سازند. توجه داشته باشید که تولید باد کاهش داده میشود اگر نیاز به برآورده سازی محدود توان شبکه وجود داشته باشد. این مسئله از طریق معادله (2c) در مدل پیشنهادی وارد می گردد. محدودیت های (2d) و (2e) جریان قدرت را بترتیب از طریق خطوط موجود و آینده و با استفاده از یک مدل dc بدون تلفات تعریف میکنند. این جریان های قدرت توسط محدودیت های (2f) محدود به توان های انتقال خط می گردند. محدودیت های (2g) تولید قدرت هر بلوک تولید را به اندازه آن محدود می سازند. و در نهایت، محدودیت های (2h) و (2i) حدود زاویه را اعمال میکنند و زاویه ولتاژ را در هر باس مرجع ثابت می سازند.
مدل سرمایه گذاری نیروی باد و انتقال (2)-(1) را میتوان توسعه داد تا تکنولوژی های تولید دیگر را در نظر بگیرند. برای انجام اینکار، محدودیت های (2c) را باید تغییر داد تا خصوصیات منابع تولید مورد مطالعه را نشان دهند، درحالیکه تابع هدف (2a) باید هزینه های پیشنهادی تاسیسات جدید (بجای تاسیسات باد) را ترکیب کنند تا در سیستم ایجاد گردند، چون تصور می شود که تولید کننده های باد با قیمت صفر ارائه می گردند.
B- مسئله MPEC
مسئله سطح بالایی (1) و مجموعه مسائل سطح پایینی (2) بیان شده در قسمت قبلی را باید با هم حل کرد. بنابراین باید مسئله دو-سطحی (2)-(1) را به یک مسئله یک-سطحی (MPEC) تبدیل کرد. توجه داشته باشید که برای مقادیر ثابت متغیرهای بهینه سازی مسئله سطح بالایی، مسائل سطح پایینی (2) بصورت پیوسته و خطی (و بنابراین بصورت محدب) هستند. بنابراین دو راه برای بدست آوردن MPEC وجود دارد:
1) فرمولبندی KKT: برای جایگزین سازی هر مسئله سطح پایینی با شرایط کاروش-کوهن-تاکر (KKT)
2) فرمولبندی اصلی-دوگانه: برای جایگزین سازی هر مسئله سطح پایینی با محدودیت های اصلی آن، محدودیت های دوگانه آن و برابری قضیه دوگانگی قوی (SDT)
هر دو گزینه به یک اندازه معتبر هستند. البته استفاده از شرایط KKT نیازمند برطرف سازی تعداد زیادی از محدودیت های مکمل است (یکی برای هر محدودیت نابرابری مسئله 2). این محدودیت های مکمل، غیر خطی هستند و مسئله را بصورت کلی غیر قابل کنترل می سازد، اگر تعداد زیادی از سناریوها و بلوک های تقاضا در نظر گرفته شوند. بنابراین فرمولبندی اصلی-دوگانه بصورت زیر در نظر گرفته میشود:

مشروط به



توجه داشته باشید که محدودیت های اصلی (3c)، محدودیت های دوگانه (3d)-(3m) ، و برابری SDT(3n) بعنوان محدودیت های مسئله سطح بالایی (1) برای اجرای مدل MPEC برای مسئله نیروی باد و سرمایه گذاری انتقال شامل شده اند.
C- مسئله MILP
مسئله (3) که در بخش قبلی بیان شد شامل غیر خطی بودن در محدودیت های و است. این محدودیت های غیرخطی را میتوان با استفاده از تکنیک استفاده شده در ضمیمه، به محدودیت های خطی دقیق تبدیل کرد.
در نهایت، مسئله نیروی باد و سرمایه گذاری انتقال را میتوان بصورت مسئله MILP زیر فرمولبندی کرد:

مشروط به

فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد

تعداد صفحات این مقاله   28 صفحه

پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید

دانلود مقاله کنترل فرکانس ریز شبکه جزیره‌ای شده بر اساس منابع انرژی هیبریدی باتری-دیزل-PV –باد

اختصاصی از زد فایل دانلود مقاله کنترل فرکانس ریز شبکه جزیره‌ای شده بر اساس منابع انرژی هیبریدی باتری-دیزل-PV –باد دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

دانلود رایگان مقاله انگلیسی

عنوان انگلیسی مقاله:

Frequency Control of Islanded Microgrid Based on Wind-PV-Diesel-Battery Hybrid Energy Sources

عنوان فارسی مقاله:

کنترل فرکانس ریز شبکه جزیره‌ای شده بر اساس منابع انرژی هیبریدی باتری-دیزل-PV –باد

سال انتشار:2014

تعداد صفحات انگلیسی:5

تعداد صفحات فارسی به فرمت ورد قابل ویرایش :17

Abstract

Frequency control is a big challenge to an islanded microgrid, resulting from load and those intermittent microsources such as solar photovoltaic (PV) and wind turbine (WT). A novel frequency control scheme is proposed to enhances the anti frequency interference ability for islanded microgrid. The hierarchical frequency control structure is designed according to different net load fluctuation range and control characteristics of battery storage system (BS) and diesel generator (DE). The primary frequency regulation of battery inverter is based on droop control strategy to improve the transient frequency response, and a frequency error integral regulation method of diesel generator is adopted for secondary frequency regulation to regain a new steady frequency state. Finally, simulation studies prove the effectiveness of the proposed frequency control method

چکیده

کنترل فرکانس یک چالش بزرگ برای ریزشبکه‌ای که در نتیجه بار و منابع متناوب مانند فوتوولتائیک خورشیدی(PV) و باد جزیره‌ای شده ، می‌باشد. یک روش کنترل فرکانس جدید بمنظور افزایش توانایی ضد تداخل فرکانسی برای ریز شبکه جزیره‌ای شده ارائه می‌شود. ساختار سلسله‌ مراتبی کنترل فرکانس بر اساس رنج‌های مختلف تغییرات بار شبکه و مشخصات کنترل سیستم ذخیره باتری(BS) و دیزل ژنراتور(DE) طراحی می‌شود. تنظیم فرکانس اولیه اینورتر باتری بر اساس استراتژی کنترل دروپ، بمنظور بهبود پاسخ فرکانسی گذرا است و برای تنظیم فرکانس ثانویه، یک روش تنظیم انتگرال خطا فرکانس دیزل ژنراتور برای بازیابی یک حالت فرکانس پایدار جدید انتخاب می‌شود. سرانجام مطالعات شبیه‌سازی موثر بودن روش کنترل فرکانس ارائه شده را ثابت می‌کند.

فایل فلش فارسی prestigio pap 5500duo تست شده 100%

اختصاصی از زد فایل فایل فلش فارسی prestigio pap 5500duo تست شده 100% دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

فایل فلش فارسی prestigio pap5500duo

این فایل کاملا تست شده است

بعد از پرداخت لینک دانلود در اختیار شما قرار میگیرد