رشد چشمگیر شبکه های قدرت سبب شده که برای افزایش بازده سیستمهای قدرت خطوط انتقال و نیروگاهها اغلب در نزدیکی حاشیه پایداری خود کار کنند و امکان ناپایداری سیستم به دلیل افزایش بار خطوط و خروج واحدهای نیروگاهی بیشتر شده است به همین دلیل پیش بینی و تشخیص ناپایداری ولتاژ در سیستمهای قدرت بسیار مهم می باشد و باعث افزایش امنیت شبکه می شود. از طرفی کمبود توان راکتیو در شبکه های قدرت نیز سبب ایجاد افت ولتاژ و نوسانات ولتاژی و حتی فروپاشی ولتاژ شبکه می گردد. لذا مسأله پایداری ولتاژ یکی از مهمترین مسایل پیش روی شبکه های برق می باشد. برای افزایش پایداری ولتاژ و جلوگیری از فروپاشی ولتاژ از روش های همچون تکنیک های حذف بار، استفاده از ترانسفورماتورهای مجهز به تپ چنجرهای تحت بار، تولید توان راکتیو و جبران سازی توان راکتیو(نصب بانکهای خازنی ثابت و سوئیچ شونده، کندانسور سنکرون، ادوات facts) استفاده می شود. استفاده از تپ چنجر به دلیل محدودیت تپ ترانس ها بازه عملکرد کمتری دارد همچنین روش حذف بار نسبت به روش تزریق توان راکتیو مقبولیت کمتری دارد چرا که با وجود جبرانساز های کنترل پذیر و صدمات اقتصادی ناشی از حذف قسمتی از بارهای مصرفی، نقاط ضعف این استراتژی نمایان تر می شود. از طرفی، توان راکتیو تولید شده توسط ژنراتورها و بانکهای خازنی برای تغییرات ناگهانی بارها و کاربردهای فوری مثل توربین های بادی بسیار کند هستند. در یک شبکه قدرت با استفاده از جبرانسازی توان راکتیو به میزان مناسب و در محل مورد نیازمی توان به حفظ پایداری ولتاژ شبکه کمک کرد. درمیان جبرانسازهای توان راکتیو، ادوات facts موازی همچون statcom ، به دلیل قابلیت انعطاف و کنترل پذیری قابل توجهی که دارند همواره مورد توجه محققان قرار گرفته اند . در سطح کشور ما نیز علاوه بر محدودیتهای ذکر شده برای افزایش پایداری ولتاژ، به دلیل عدم استفاده از سیستم های کنترل avrبه صورت حلقه بسته (در بعضی از نیروگاهها)، عدم وجود تنظیم کننده های تپ چنجر اتوماتیک (در بعضی از پستها)، محدودیت تولید توان راکتیو (در برخی از نیروگاهها)، اختلاف زیاد بین حداکثر و حداقل بار در زمانهای مختلف و توپولوژی خاص شبکه در بعضی از مناطق، نیاز به منابع توان راکتیو کنترل پذیر بسیار جدی و ضروری به نظر می رسد به نحوی که مطابق شواهد یکی از دلایل برخی از حوادث منجر به خاموشی شبکه در سالهای اخیر عدم وجود منابع توان راکتیو کنترل شونده مناسب و کافی بوده است. در این تحقیق پس از معرفی روشهای مطالعه پایداری ولتاژ ابتدا به بررسی وضعیت پایداری استاتیکی ولتاژ شبکه ieee-14buses به عنوان یک شبکه استاندارد به روش پخش بارتداومی پرداخته شد و پس از تعیین محل مناسب در شبکه برای نصب جبرانساز توان راکتیو، تأثیر جبرانسازی توان راکتیو statcom بر روی پایداری ولتاژ مورد مطالعه قرار گرفت و در ادامه به دلیل مشکلاتی که در سالهای اخیر به علت خشکسالی و کاهش تولید نیروگاههای حرارتی در شبکه برق منطقه ای خوزستان وجود داشته است از جمله، خاموشی هایی که در بارهای صنعتی به طور ناخواسته برای ایجاد پایداری شبکه ایجاد شد و صدمات زیادی در تولید صنایع فولاد و نفت ایجاد کرد، طرح استفاده از یک statcom در شبکه ??? کیلوولت برق منطقه ای خوزستان جهت بهبود پروفایل ولتاژ و پایداری استاتیکی ولتاژ به روش پخش بار تداومی مورد بررسی قرار گرفت. که پس از استفاده از statcom ، با توجه به قابلیتهای منحصر به فرد آن درجبرانسازی توان راکتیو شاهد افزایش پایداری ولتاژ و بهبود پروفایل ولتاژ وکاهش تلفات توان راکتیو و اکتیو درکل شبکه بودیم. علاوه بر افزایش پایداری استاتیکی ولتاژ در این پروژه مکان مناسب برای جبرانسازی توان راکتیو و میزان ظرفیت مناسب برای جبرانسازی توان راکتیو توسط statcom برای شبکه ieee-14buses و شبکه ??? کیلوولت برق منطقه ای خوزستان تعیین شد.

چکیده : امروزه ظهور و توسعه طیف گسترده بارهای غیرخطی در میان دیگر مصرف کنندگان انرژی الکتریکی باعث شده است که عملاً حذف برخی از منابع تولیدکننده هارمونیک از شبکه های قدرت امری غیر ممکن و غیر منطقی به نظر برسد. در چنین شرایطی بکارگیری روشهایی برای جلوگیری از انتشار هارمونیکها در شبکه های قدرت، می تواند به عنوان یک راه حل مناسب درنظر گرفته شود. فیلترهای اکتیو از موثرترین تجهیزاتی هستند که می توان از آنها در این راستا و برای رفع مشکلات ناشی از انتشار هارمونیکها و بهبود مقوله کیفیت توان بهره برد. در این گزارش از میان توپولوژیهای مختلف و روشهای کنترلی متنوع فیلترهای اکتیو، ساختاری انتخاب شده است که در آن فیلتر به صورت موازی با شبکه قرار گرفته است. این فیلتر شامل یک مبدل vsi است که به صورت کنترل حلقه باز و بر اساس روش pwm، از طریق یک ترانسفورماتور حایل وظیفه تزریق جریان هارمونیکی جبرانساز را به شبکه بر عهده دارد. در بخش کنترلر این فیلتر، پس از پردازش سیگنال نمونه برداری شده از جریان بار غیرخطی، سیگنالی که شامل تمامی مولفه های هارمونیکی زاید جریان بار است، به عنوان مرجع سوئیچینگ در مبدل vsi بکارگرفته می شود. در این نوع کنترل، بر خلاف انتظار جریانی که از سمت فیلتر به شبکه تزریق خواهد شد، معادل سیگنال جریان هارمونیکی جبرانساز استخراج شده در بخش کنترل نخواهد بود. علت اصلی در بروز این مشکل رامی توان در تأثیر پاسخ فرکانسی ترانسفورماتور حایل مدار فیلتر اکتیو در تبدیل ولتاژ خروجی اینورتر به جریان تزریقی به شبکه جویا شد. در چنین شرایطی باید با پیش بینی رفتار ترانسفورماتور حایل، در مواجهه با مولفه های هارمونیکی ولتاژ خروجی اینورتر و تبدیل آنها به مولفه های هارمونیکی جریان، با اعمال یک اصلاح در سیگنال مرجع الگوی سوئیچینگ، عملکرد صحیح فیلتر اکتیو را حتی در شرایط کنترل حلقه باز تضمین نمود. اما از آنجائیکه بکارگیری ترانسفورماتور به عنوان مدار حایل در ساختار فیلتر اکتیو موازی، به دلیل مطلوب بودن عبور دایمی هارمونیکهای زاید از آن، در مقایسه با دیگر کاربردها متمایز می باشد؛ بنابراین شاید نتوان به سادگی از مدلهای مرسوم و شناخته شده در مقالات مختلف، به عنوان مدل ترانسفورماتور در این کاربرد خاص استفاده نمود. در این تحقیق برای استخراج مدل مطلوب ترانسفورماتور، از روشهای موجود در شناسایی رفتار یک سیستم بهره گرفته ایم. بکارگیری هر یک از روشهای شناسایی سیستم، مستلزم در اختیار داشتن مجموعه ای از اطلاعات ورودی و خروجی واقعی سیستم می باشد؛ لذا با طراحی و ساخت یک اینورتر تکفاز که قابلیت تولید ولتاژی با فرکانسهای مختلف (در محدوده کاری فیلتر اکتیو مورد نظر) را دارا است، و همچنین یک ترانسفورماتور آزمایشگاهی، ابتدا نتایج واقعی سیستم، که بیانگر رفتار ترانسفورماتور در تبدیل یک ولتاژ هارمونیکی به یک جریان هارمونیکی می باشد، اندازه گیری و ذخیره شده اند. در مرحله بعد، پس از دستیابی به یک شناخت و آگاهی کافی از مبانی تئوریک روشهای مختلف شناسایی یک سیستم و مقایسه تحلیلی بین آنها، به کمک نرم افزار matlab و مطابق با دسته ای از اطلاعات واقعی از سیستم، یک مدل مطلوب برای ترانسفورماتور حایل مدار فیلتر اکتیو استخراج شده است. در ادامه نیز موفق شده ایم به یک مدل معادل الکتریکی مناسب نیز دست یابیم، که به خوبی رفتار ترانسفورماتور را در این کاربرد خاص توجیه می نماید. در پایان نیز با در اختیار داشتن این مدل یک الگوی اصلاحی برای سیگنال مرجع پیشنهاد گردیده، که قادر است با اعمال تغییراتی در فرمان سوئیچینگ اینورتر، صحت عملکرد فیلتر اکتیو را تضمین نماید. نتایج متعدد شبیه سازیها نشان می دهد که فیلتر اکتیو در حضور این الگوی اصلاحی، با بروز رفتارهای استاتیکی و دینامیکی کاملاً مناسب، به خوبی می تواند از عهده وظایف خود در جبرانسازی هارمونیکی جریان بار و تأمین توان راکتیو مورد نیاز، حتی در شرایط غیر ایده آل نیز، برآید. عدم نیاز به استفاده از سنسورهای اضافی در مدار کنترل و بکارگیری روشهای مرسوم کنترل حلقه بسته، از بین رفتن احتمال بروز ناپایداری در سیستم کنترلر فیدبک منفی در شرایط خاص، حذف مشکلات ناشی از متغیر بودن فرکانس سوئیچینگ مبدل vsi خصوصاً در طراحی و تنظیم فیلترهای پسیو خروجی مبدل، کنترل ساده تر، عملکرد و دقت مناسب فیلتر اکتیو در شرایط غیر ایده آل، از جمله مزایای مهم طرح پیشنهادی در مقایسه با دیگر روشهای مرسوم به شمار می روند.

خازن ها برای کاهش توان راکتیو جاری در شبکه به کار می روند. در بارهایی که ضریب توان پایینی دارند، خازن گذاری در سمت مصرف کننده موجب کاهش بهای برق پرداختی مشترک می شود. با این وجود، بالا بودن تعداد دفعات کلیدزنی با توجه به ماهیت متغیر بار و نیز وجود هارمونیک ها در شبکه موجب کاهش طول عمر خازن ها می شوند. در این پروژه، تاثیر در نظر گرفتن اثر کلیدزنی و هارمونیک ها در حالت ماندگار بر روی خازن بهینه بررسی می شود و نشان داده شده است که برای تعیین خازن جبران ساز ضریب توان باید اثر کلیدزنی و هارمونیک ها همزمان در نظر گرفته شوند. نتایج این بررسی به صورت مطالعات عددی بر روی شبکه برق مرکز مخابرات اراک نشان داده شده است. خازن بهینه برای این شبکه به کمک الگوریتم ژنتیک به گونه ای تعیین می شود که با در نظر گرفتن اثر کلیدزنی و هارمونیک ها به طور همزمان، سود حاصل از خازن گذاری بیشینه گردد. بر این اساس می توان خازن بهینه را برای شبکه های مشابه با بار متغیر و اعوجاجات هارمونیکی تعیین کرد.

در شبکه های قدرت امروزی با توجه به روند خصوصی سازی و افزایش میزان مصرف و همچنین هزینه بالای احداث خطوط انتقال و واحدهای تولیدی جدید، بهره برداری از شبکه تا نزدیکی مرز پایداری ولتاژ نیز انجام می شود. در شبکه قدرت ایران نگاهی به آمار احداث خطوط انتقال و میزان رشد مصرف در یکی دو دهه اخیر نشان می دهد که نرخ رشد بار نسبت به نرخ رشد خطوط انتقال خیلی بالاتر بوده است. در حال حاضر خطوط انتقال ایران بعضا زیر 50 درصد ظرفیت حرارتی خود تحت بار هستند؛ ولی با توجه به اینکه طبق آمار ظرف 10 سال آینده میزان مصرف به دو برابر میزان فعلی خواهد رسید، پیش بینی می گردد که بارگیری شبکه انتقال در آینده بسیار بالاتر از مقدار فعلی بوده و شبکه تحت فشار بیشتری قرار گیرد. همین شرایط در مورد سیستم های قدرت سایر کشورها نیز وجود دارد و در نتیجه بحث پایداری ولتاژ، قطعا یکی از مهمترین دغدغه های شبکه های برق جهان خواهد بود. به همین دلیل، در این پایان نامه به بررسی روش های تشخیص پدیده ناپایداری ولتاژ و نیز حفاظت شبکه در مقابل ناپایداری ولتاژ بر مبنای این روش ها پرداخته می شود. در این پایان نامه، در ابتدا مفاهیم اساسی پایداری ولتاژ و ابزارهای تحلیل آن در شبکه های قدرت بیان شده است. سپس یکی از روش های تشخیص ناپایداری ولتاژ را انتخاب کرده و بر روی شبکه برق باختر و در حوادث مختلف، پیاده سازی شده است.

افزایش ظرفیت تولید و به هم پیوستگی شبکه ها منجر به افزایش سطح جریان اتصال کوتاه در سیستم قدرت می شود. در نتیجه جریانهای اتصال کوتاه ممکن است تا حد مقادیر نامی کلیدهای قدرت موجود افزایش یافته و حتی از آن فراتر رود و موجب تخریب تجهیزات شبکه شود. کاربرد محدودکننده جریان خطا می تواند یک راه حل موثر جهت کاهش سطح جریان خطا به مقادیر قابل قبول، فراهم نماید. در سیستم های انتقال و توزیع حلقوی، فواید فنی و اقتصادی بکارگیری fcl ، به تعداد، مکان های نصب و پارامتر بهینه محدودکننده ها وابسته است. در این پایان نامه، جایابی بهینه محدودکننده جریان خطا در شبکه برق منطقه ای فارس با بکارگیری الگوریتم ژنتیک مورد بررسی قرار گرفته است. در این روش کمترین تعداد محدودکننده ها به همراه مکان های نصب و پارامتر بهینه هر محدودکننده به طور همزمان محاسبه می شود، به گونه ای که جریان های خطا را به ظرفیت قطع کلیدهای قدرت موجود محدود کند. در بخش جایابی دو نرم افزار digsilent و matlab با یکدیگر لینک شده اند. جهت انتخاب مکان های کاندید بهتر برای قرارگیری fcl ها و در نتیجه کاهش فضای جستجو، ضریب حساسیت به صورت کاهش در جریان خطای باس در نتیجه تغییر در امپدانس هر شاخه معرفی شده است. بکارگیری این ضریب می تواند کارایی و دقت محاسبات را بهبود بخشد. جریان های خطای بزرگ ممکن است عملکرد سنکرون ژنراتورهای موجود در شبکه را تحت تاثیر قرار دهند. محدودکننده جریان خطا با کاهش جریان خطا به طور سریع و موثر می تواند موجب بهبود پایداری گذرای سیستم شود. در ادامه پایان نامه، پایداری گذرای شبکه برق فارس پس از بکارگیری fcl های جایابی شده با استفاده از نرم افزار digsilent مورد بررسی قرار گرفته است.

تزریق ولتاژ upfc در یک محدوده دایره ای حول انتهای فازور ولتاژ انتقال ( طرف تولید کننده ) است، یعنی اینکه تزریق ولتاژ upfc به طور کلی منجر به تقدم یا تأخر زاویه انتقال موجود می شود. به عبارت دیگر، upfc دارای دو تکه نیم سیکل مساوی به عنوان محدوده کاری است، که یکی با ایجاد تقدم و دیگری با ایجاد تأخر در زاویه موثر انتقال مشخص می شود. اگرچه این قابلیت کلیupfc می تواند در بسیاری از کاربردهای عملی به کارگرفته شود، کاربردهای دیگری وجود دارند که در آن ها تزریق ولتاژ ی که منجر به تغییر یک جانبه تقدم یا تأخر زاویه انتقال شود مطلوب تر است یا در آن محدوده های کاری غیر مساوی ارجحیت دارد. به عنوان مثال، اگر زاویه انتقال قابل حصول برای انتقال توان مطلوب بسیار کم باشد، upfc بایستی ابتدا یک تقدم زاویه فاز مناسب جهت دست یابی به نقطه عملکرد حالت ماندگار ایجاد کند که حول آن، کنترل توان حقیقی و رآکتیو تحت شرایط موجود سیستم انجام شود . دراین کاربردها کنورتورهای upfc علی رغم هزینه بسیار بالای طراحی ونصب به طورموثری مورد بهره برداری قرار نمی گیرند. از آن جا که مقدار نامی mva مورد نیاز متناسب با محدوده کنترل است، به سادگی ملاحظه می شود که کنورتورهایupfc در بهترین حالت به اندازه 50 درصد مورد استفاده قرار می گیرند. ملاحظه دیگر در این کاربرد آن است که بخش مهمی از مقدار نامی upfc مصروف کنترل زاویه حالت ماندگار می شود، در حالی که این امر می تواند با وسایل اقتصادی تر انجام شود. هدف از این پروژه ترکیب یک عامل جابجا کننده فاز با upfc می باشد تا نیاز عملیاتی برای کار در محدوده حالت ماندگار توسط این عامل بگونه ای اقتصادی تر فراهم شود. برای دستیابی به این مهم از یک ترانس سه سیم پیچه برای شاخه موازی upfc استفاده کرده ایم، که سیم پیچ سوم ان یک جابجا کننده فاز pst می باشد که باعث تغییر محدوده کاری upfc می شود و در واقع قسمتی از زاویه انتقال مورد نیاز شبکه توسط ترانس جابجا کننده فاز تامین شود و به همان نسبت از ظرفیت upfc کاسته شود. خروجی این ترانس فاز شیفتر متناسب با تغییرات منظم و پیش بینی شده بار، مانند تغییر بارهای فصلی و بزرگ می تواند دارای n قسمت باشد که انتخاب n نقطه کار را بصورت پله ای برای ما امکان پذیر می کند و فواصل ناپیوسته بین این نقاط کاری می تواند با upfcکه قابلیت تزریق توان راکتیو را هم دارا می باشد، پیوسته شود. به عبارتی دیگر نقطه کاری نزدیک به نقطه کار حالت ماندگار شبکه توسط pst احراز می شود و upfc برای جبرانسازی و تغییرات پیش بینی نشده ای که در اطراف نقطه کار حالت ماندگار وجود دارد به کار می رود. در نهایت طرح پیشنهادی روی یک مدار نمونه و همچنین جهت بهبود وضعیت پخش بار روی قسمتی از شبکه برق تهران بکار گرفته شده.

امروزه افزایش مصرف برق یکی از شاخص های پیشرفت و توسعه در جهان محسوب می شود. این موضوع باعث افزایش تولید و به هم پیوستگی شبکه های برق در جهان شده است. پیامد طبیعی این امر، افزایش قدرت اتصال کوتاه شبکه خواهد بود تا حدی که ممکن است مقادیر نامی ظرفیت اتصال کوتاه در شبکه، دیگر پاسخگوی سطح اتصال کوتاه شبکه نباشد. در این شرایط، اولین راه حلی که به ذهن می رسد، جایگزینی تجهیزات شبکه با تجهیزاتی است که تحمل مقادیر اتصال کوتاه بالاتر را دارند. اما این کار، بسیار زمان بر است و علاوه بر این منجر به صرف هزینه های فراوان خواهد شد. اگر بتوان جریان های اتصال کوتاه در شبکه را به مقادیر کمتری در حد تحمل ظرفیت اتصال کوتاه تجهیزات موجود کاهش داد، دیگر نیازی به تعویض این تجهیزات نخواهد بود. یکی از روش های کاهش جریان خطا، استفاده از محدود کننده های جریان خطا (fcl) در شبکه قدرت است. عملکرد محدود کننده های جریان خطا، وارد کردن یک امپدانس بزرگ به صورت سری در حین خطا و در نتیجه کاهش جریانهای اتصال کوتاه می باشد در حالی که در شرایط کارکرد عادی شبکه، fcl ها امپدانس بسیار کوچکی از خود نشان می دهند و تاثیر چندانی بر روی کارکرد عادی شبکه ندارند. در سال های اخیر، پیشرفت در زمینه های تجهیزات ابررسانا و همچنین ادوات الکترونیک قدرت، موجب ارایه fclهایی با سرعت عملکرد بالا در حین خطا و در عین حال قیمت های مناسب شده است. تا کنون استفاده از fclهای ابررسانا در سطح ولتاژهای انتقال به دلیل هزینه های بالای آن ، کاربرد عملی نداشته و به نظر می رسد استفاده از این نوع fcl در سطح ولتاژهای بالاتر از 20 کیلوولت با محدودیتهای اقتصادی مواجه است.البته اخیرا چند شرکت آمریکایی جهت نصب آزمایشی چند دستگاه fcl ابررسانا در سطح ولتاژ 138 کیلوولت به توافق رسیده اند که این fclها در سال 2012 در ایالت های کالیفرنیا و اوهایوی آمریکا نصب خواهد شد. شرکت zenergy نیز از نصب آزمایشی یک دستگاه fcl ابررسانا در سال جاری (2011) خبر داده است. رشد سریع ادوات الکترونیک قدرت موجب پیشرفت fclهای حالت جامد و کاربرد آن ها در سطح ولتاژهای انتقال شده است. در واقع استفاده از fclهای حالت جامد در سطح ولتاژهای بالاتر از 66 کیلوولت سابقه بیشتری نسبت به fclهای ابررسانا دارد. از جمله این موارد، نصب fcl هیبرید با قابلیت جبرانسازی سری در سطح ولتاژ 500 کیلوولت در ایالت کالیفرنیای آمریکا و همچنین استفاده از fcl رزونانسی سری در شبکه 500 کیلوولت شرق کشور چین است که هر دوی این موارد در این پایان نامه شرح داده شده است. این پایان نامه، در فصل اول به بررسی روش های سنتی و جدید مقابله با افزایش جریان های اتصال کوتاه می پردازد. در فصل دوم، دو نمونه عملی کاربرد موفق fclهای حالت جامد در کشورهای چین و آمریکا در سطح ولتاژ 500 کیلوولت بررسی شده است. فصل سوم، مزایای اقتصادی کاربرد fcl و مقایسه آن با روش های دیگر مدیریت جریان خطا را بیان می کند. در فصل چهارم، شبکه انتقال برق منطقه ای فارس به عنوان یک مورد مطالعاتی که در سال های آینده با مشکل اضافه جریان اتصال کوتاه مواجه خواهد شد، بررسی و fcl رزونانسی سری جهت حل این مشکل پیشنهاد شده است. پس از بررسی مزایای اقتصادی نصب این نوع fcl در شبکه مورد اشاره، تاثیر آن در افزایش پایداری گذرای سیستم و همچنین امکان بروز و نحوه مقابله با پدیده نوسانات زیر سنکرون به اجمال بررسی شده است. فصل پنجم نیز شامل خلاصه ای از نتایج بدست آمده در این پایان نامه به همراه پیشنهاد هایی جهت ادامه این پروژه و سایر پروژه های مشابه است.

بوشینگ های خازنی یکی از اجزاء کلیدی ترانسفورماتورهای قدرت هستند که علی رغم جزئی بودن قیمت آنها در برابر قیمت کل ترانسفورماتور، کیفیت آنها تأثیر عمده ای بر کارکرد و قابلیت اطمینان ترانسفورماتور دارد. در بوشینگ های خازنی ولتاژ بالا، تجمع ولتاژ و شدت میدان الکتریکی بر روی چترک های مقره، بسیار بالا است? این تجمع در قسمت فلزی فلنج نیز مشاهده می گردد. مقدار قرار دادن عایق های چند گانه بین الکترودها یا صفحه های شناور در بوشینگ خازنی باعث ایجاد سطوح هم پتانسیل می گردد. کاهش شدت میدان الکتریکی در این نواحی می تواند در بهبود بوشینگ خازنی تأثیر بسزایی داشته باشد. در این پایان نامه با تغییر در شیو? قرار گیری صفحه های شناور به صورت فویل آلومینیومی که به کاغذ آغشته به روغن چسبیده اند، بهبود در کنترل ولتاژ، کاهش شدّت میدان الکتریکی و کاهش تنش الکتریکی بر روی بوشینگ خازنی، بررسی می شود. جهت محاسبه توزیع میدان الکتریکی، از نرم افزار maxwell که مبتنی بر روش اجزاء محدود در(fem) الکترومغناطیس می باشد، استفاده شده است. با ارائه ساختار دوم، برای قرار گرفتن هست? خازن ها، تاثیر آن بر کاهش پروفیل ولتاژ، شدّت میدان الکتریکی و تنش الکتریکی نشان داده می شود. همچنین اثرات اضافه ولتاژ و اثرات آلودگی بر روی بوشینگ ترانسفورماتورهای قدرت مورد بررسی قرار گرفته اند.

علاقه به استفاده از منابع انرژی های تجدید پذیر روز به روز در حال افزایش است به طوریکه پیش بینی می شود تا سال 2100 بخش اعظم انرژی مورد نیاز بشر از این طریق تامین شود. یافتن منابع جدید انرژی و بومی نمودن آنها، در قرن حاضر، در ردیف اول فعالیت های جهانی قرار دارد. برای کشورهای در حال پیشرفت نیز با مباحث مطرح شده در زمینه برنامه ریزی صحیح مصرف انرژی، استفاده از منابع انرژی تجدید شدنی، محسوس تر می باشد. سوخت های فسیلی منابع انرژی تمام شدنی هستند و به همین دلیل تمرکز بر بومی نمودن و استفاده از منابع انرژی تجدید شدنی، از جمله انرژی خورشیدی، در حال گسترش است. برای اینکه کاربردهای انرژی خورشیدی گسترده تر شود، بایستی بازده این سیستم ها به حداکثر مقدار ممکن افزایش یابد. برای افزایش بازده سیستم های خورشیدی، راه حل های متفاوتی از جمله بهبود تکنولوژی ساخت صفحات خورشیدی، تکنیک های ذخیره سازی انرژی و کاهش تلفات در مبدل های dc/ac، ترفندهائی برای تمرکز پرتوهای دریافتی خورشید بر سطح پنل و استفاده از دنبال های خورشیدی وجود دارد. راه حل مهم و قابل توجه در به حداکثر رساندن بازده سیستم های خورشیدی علاوه بر توجه به تکنولوژی ساخت صفحات خورشیدی، استفاده از دنبال کننده های خورشیدی است. در این پایان نامه سیستم دنبال کننده خورشیدی دو محوره ی هوشمندی مطرح می شود که علاوه بر داشتن حداکثر بازده ممکن در تبدیل انرژی خورشیدی، می تواند به طور پیوسته خورشید را دنبال نماید. همچنین با ترفند استفاده از ماژول gps در این سیستم، استفاده از آن محدود به نقطه خاصی نیست و می توان در هر نقطه از جهان از آن استفاده نمود. قابل توجه است که عملکرد این سیستم کاملاً آنی بوده و نیاز به تنظیمات اولیه ندارد. فقط کافی است یکبار در هنگام نصب، استقرار سیستم در جهت جنوب جغرافیایی مناسب تنظیم گردد. با بررسی مقالات متعدد در زمینه دنبال کننده های خورشیدی تک محوره و دو محوره، میزان افزایش بازده توسط این سیستم ها نسبت به یک پنل ثابت مشابه به ترتیب بین 30-35 درصد و 40-45 درصد برآورد شده است. میزان افزایش بازده توسط سیستم مطرح شده در این پایان نامه بالای 52 درصد به دست آمده است که این میزان افزایش بازده قابل توجه است.

ترانسفورمرهای قدرت بزرگترین، سنگین ترین و معمولا گرانترین تجهیز سیستم قدرت می باشند.واضح است که در نظر گرفتن تمهیدات مناسب برای راه اندازی، بهره برداری و تعمیرات ترانسفورمرهای قدرت اساسی می باشد. آنها اصلی ترین تجهیز در سیستم قدرت می باشند.از انجاییکه زمان تعمیرات طولانی بوده و همیشه ترانس جایگزین وجود ندارد، بنابراین ارزیابی عملکرد تک تک آنها در سیستم قدرت مهم می باشد. در این شرایط چون همیشه امکان تست عملی وجود ندارد و از طرفی در مرحله طراحی بایستی تمهیدات لازم در نظر گرفته شود، بنابراین استفاده از مدل برای شبیه سازی و تحلیل ضروری به نظر می رسد. در این پایان نامه قصد داریم مدل مناسب و بهینه برای ترانسفورمر سه فاز را برای تحلیل پدیده های گذرا ارائه کنیم. برای این منظور از نرم افزار maxwell که اجرای روشfem را امکان پذیر می کند استفاده می کنیم. در این راستا ابتدا خازن و کانداکتانسهای سری و موازی توسط تحلیل ac conduction محاسبه شده ، سپس مدل فشرده شامل این عناصر در external circuit پیاده شده و پس از آن با استفاده از تحلیل transient حالت گذرا بررسی می شود.ویژگی خاص این تحقیق استفاده از یک نرم افزار برای تحلیل حالت گذرا بدون محاسبه اندوکتانس و مقاومت بصورت مجزا است.همچنین پدیده های مختلف گذرا با استفاده از این مدل تحلیل می شود.

تعییین نوع جریان خطا در ترانسفورمر و تفکیک بین جریان هجومی و جریانهای خطا یکی از مهمترین مسائل در عملکرد رله های دیفرانسیل ترانسفورمر می باشد. اهمیت این مسئله در شباهت جریان اتصال کوتاه و جریان هجومی است که سبب ایجاد اختلال در عملکرد صحیح ترانسفورمر می گردد.در این پژوهش ابتدا" یک ترانسفورمر جهت اعمال انواع خطاها طراحی شد. ترانسفورمر سه فاز mva125 و با نسبت تبدیل kv 63/132 طراحی شد. سپس از نرم افزار ansoft maxwell به منظور شبیه سازی ها استفاده گردید و یک مدل مناسب در این نرم افزار پیاده سازی شد. این مدل طوری پیاده سازی گردید تا قابلیت ایجاد خطاهایی از 10 تا 90 درصد با پله 10 درصد را داشته باشد. در این مدل خطاهای اتصال کوتاه داخلی سیم پیچ در طرف اولیه و ثانویه، خطاهای اتصال کوتاه سیم پیچ به بدنه در طرف اولیه و ثانویه و همچنین جریان هجومی در زوایای ولتاژ مختلف شبیه سازی گردید. به منظور جداسازی جریان هجومی از جریان اتصال کوتاه، از تکنیک فوریه سریع کوتاه شده استفاده گردید و مولفه هارمونیکی دوم مورد تحلیل قرار گرفت. با توجه به اینکه جداسازی جریان هجومی از اتصال کوتاه در زوایای 30 تا 50 کمی سخت بوده و الگوی دو جریان شباهت زیادی به یکدیگر داشتند نیاز به بررسی شیب آنها بوده است. با بررسی شیب دوم، دو جریان، تمایز آنها مشخص گردید و قابل تفکیک شدند. در تعیین نوع خطا از تکنیک تبدیل موجک استفاده شده است . در تبدیل موجک نیز تابع پایه db4 استفاده گردید. با توجه به تفکیک دو نوع خطا (داخلی سیم پیچ و سیم پیچ به بدنه) در دو سمت اولیه و ثانویه بایستی 4 فاکتور مختلف در نظر گرفته می شد. لذا ابتدا محل خطا (اولیه یا ثانویه) بررسی گردید و سپس نوع خطا تعیین گردید. در تعیین خطای بدنه، مولفه صفر بررسی شد.

تشخیص عیب فرآیندی است که براساس آن داده ها و ویژگی های بدست آمده از فضای داده ها به فضای عیوب سیستم نگاشت می شوند.این نگاشت می تواند به صورت گرافیکی و با استفاده از افراد خبره انجام گیرد. در رویکردی دیگر می توان از روش های مختلف تشخیص عیب خودکار مانند روش های آماری، هوش مصنوعی (شبکه های عصبی، منطق فازی) و روش های مبتنی بر مدل استفاده نمود. استفاده از این روش ها امروزه به طرز چشمگیری در حال گسترش است.در این پایان نامه عیب موجود در ترانسفورماتور را با استفاده از اطلاعات واقعی بوسیله روش هوشمند تشخیص دهیم.نگاهی به مقالات مختلف در مورد تشخیص خطاهای ترانسفورماتور ما را به این مطلب می رساند که استفاده مستقیم از روشهای مرسوم آنالیز گاز مانند روش نسبت گازها(دورننبرگ، مثلث وiec ) دارای مشکلاتی از جمله عدم قدرت تصمیم گیری در همه حالات می باشند. تکنیک های مختلف هوش مصنوعی می تواند به حل این مشکل کمک کند. در این پایان نامه یک مطالعه اصولی از کاربرد هوش مصنوعی در تشخیص مراحل اولیه شکل گیری خطاهای ترانسفورماتور قدرت انجام می گیرد بدین منظور از شبکه عصبی برای تشخیص عیب استفاده شده است. مقادیر استفاده شده در دیتای ورودی از موسسه تحقیقات ایران ترانسفو گرفته شده است. خطایابی توسط شبکه عصبی با استفاده از شبکه عصبی پس انتشار خطا و شبکه عصبی rbf انجام شد.

در سال های اخیر با توجه به رشد روز افزون شبکه قدرت، استفاده از سیستم های انتقال انعطاف پذیر ac، (facts) جهت حداکثر کردن ظرفیت انتقال خطوط موجود به همراه بالا بردن پایداری سیستم های قدرت افزایش یافته است. جبران کننده های استاتیکی (statcom) یکی از انواع ادوات facts می باشند که با کنترل توان راکتیو، در محل نصب، عمل تنظیم ولتاژ باس را انجام می دهند. ناپایداری ولتاژ بیشتر بر اثر نامتعادلی توان راکتیو ایجاد می شود و ممکن است ولتاژ سیستم به کمتر از مقداری افت کند که بتواند بازیابی شود. ناپایداری ولتاژ می تواند منجر به فروپاشی ولتاژ نیز شود. با تزریق و جذب سریع و دقیق توان راکتیو در لحظات مختلف می توان از ناپایداری و فروپاشی ولتاژ جلوگیری کرد. این کار توسط statcom هم قابل انجام است، مسئله مهم در استفاده از statcom برای رسیدن به این هدف، پیدا کردن محل بهینه برای نصب و با توجه به سایر شرایط شبکه تعیین ظرفیت مناسب برای statcom است. برای جایابی بهینه تاکنون از روش های متعددی مثل روش های مبتنی بر هوش مصنوعی (الگوریتم ژنتیک و ...)، روش های برنامه ریزی خطی و غیره استفاده شده است. در در روش diffeomorphism، statcom در باسی قرار می گیرد که دارای بیشترین ضریب مشارکت(pf) ( درجه مشارکت باس ها در یک سیستم بهم پیوسته) است. ضرایب مشارکت می توانند به صورت خطی و غیرخطی در نظر گرفته شوند. با در نظر گرفتن عوامل غیر خطی در سیستم های قدرت، علی رغم پیچیده شدن مسئله، نتیجه کار به واقعیت نزدیک تر می شود. با استفاده از ضریب مشارکت غیر خطی می توان به نتایج مفیدی در افزایش پایداری کل سیستم قدرت رسید. در این پایان نامه هدف بهبود پایداری ولتاژ با استفاده از statcom، در یک سیستمی است که نزدیک نقطه بحرانی کار می کند. در مرجع [7]، svc با روش diffeomorphism برای شبکه نمونه 39 باسه new england جایابی شده است ولی ظرفیت آن تعیین نشده است. در این پروژه به جای svc، از statcom استفاده شده و روش مورد مطالعه بر روی دو شبکه نمونه 30 باسه ieee و 39 باسه new england تست شده است. همچنین ظرفیت statcom با توجه به شرایط شبکه تعیین شده و سپس طرح جدیدی ارائه شده که در آن به جای یک statcom با ظرفیت بیشتر، از دو statcom با ظرفیت های کمتر استفاده می شود. الگوریتم جایابی بهینه با کمک نرم افزار matlab نوشته شده است و شبکه های مورد مطالعه در نرم افزار digsilent شبیه سازی شده اند. نتایج شبیه-سازی ها نشان می دهد که در جایابی با روش ضریب مشارکت غیرخطی، ناپایداری ولتاژ بیشتر و بهتر بهبود می یابد.

در این پایان نامه با پیاده سازی سیستم ‍chp در مقیاس کوچک(residential)و بررسی تاثیر سیاست های قیمت انرژی در ایران در حال حاضر و همچنین در آینده، روی سیستم پیشنهادی، با استفاده از یک الگوریتم بهینه سازی(pso)به منظور دستیابی به کمترین هزینه از طریق تعیین اندازه و مدل محرک اولیه(prime mover)صورت می گیرد. همچنین کارکرد و مد عملکردی ژنراتور نیز لحاظ می شود.(اضطراری/دائمی) در این پایان نامه مدل ها و ظرفیت های متفاوت محرک های اولیه بررسی شده و بهترین مدل و ظرفیت محرک اولیه که کمترین هزینه و کمترین تعداد سال بازگشت را دارد، به واسطه الگوریتم psoانتخاب می شود.محرک اولیه انتخابی از نوع موتور درون سوز با ظرفیت kw 5000می باشد. اما در نهایت با بررسی های صورت گرفته مشخص می شود که با توجه به شرایط کنونی در ایران، کاربرد سیستم های تولید همزمان (سیستم های chp)، علیرغم تبلیغات گسترده چندان به صرفه و اقتصادی نمی باشد.

کاربرد تولیدات پراکنده در سال های اخیر گسترش روزافزونی یافته است. مجموعه‎ای از عوامل اقتصادی و فنی باعث گسترش سریع در کاربرد تولیدات پراکنده شده است. ازجمله سیاست های تشویقی دولت ها تغییر ساختار سیستم های قدرت، پیشرفت تکنولوژی و افزایش نگرانی های زیست محیطی ناشی از کاربرد روزافزون سوخت های فسیلی است. از سوی دیگر، مانند هر پدیده جدید دیگر، استفاده از تولیدات پراکنده همراه با برخی نتایج مثبت و منفی برای شبکه و مصرف کنندگان است. برخی مزایای استفاده از تولیدات پراکنده عبارتند از: کاهش تلفات، افزایش قابلیت اطمینان و کاهش هزینه های توسعه شبکه. از طرف دیگر نصب خازن ازجمله مهمترین روش های کاهش تلفات، بهبود پروفیل و افزایش قابلیت اطمینان در سیستم توزیع است، بنابراین نصب هم‏زمان این المان‏ها باعث بهبود پارامترهای سیستم می‏شود. هدف از این پایان نامه بررسی تاثیر این المان ها بر پارامترهای تلفات و قابلیت اطمینان و تعیین موثرترین پارامتر است. شاخص هزینه قطعی مورد انتظار قابلیت اطمینان و تلفات به ازاء نصب منبع تولیدپراکنده و خازن در باس های مختلف و ظرفیت های مختلف محاسبه می شود و سپس میزان تغییر آن ها نسبت به حالتی که هیچ المانی در سیستم نصب نشده است، مقایسه می شود. علاوه براین یک روش تحلیلی ارائه شده است که قابلیت جایابی و مقداردهی هم زمان بیش از یک منبع تولیدپراکنده و خازن را دارد. این الگوریتم را می توان برای جایابی و مقداردهی هم زمان خازن و منبع تولیدپراکنده استفاده کرد. برای نشان دادن صحت روش ارائه شده، روش بررسی تمام حالت های ممکن نیز شبیه سازی شده است و نتایج روش تحلیلی پیشنهادی و روش بررسی تمام حالت های ممکن با هم مقایسه شده است. الگوریتم پیشنهادی برای تعیین تاثیرپذیرترین پارامتر روی یک شبکه 9 باسه استاندارد انجام شده است. علاوه براین روش تحلیلی ارائه شده برای جایابی و مقداردهی منبع تولیدپراکنده و خازن به طور جداگانه و هم زمان به منظور کاهش تلفات روی دو شبکه 33 و 69 باسه استاندارد انجام شده است. شبیه سازی ها نیز در نرم افزار matlab انجام شده است.

با پیچیده تر شدن شبکه های قدرت، رشد تقاضا و نیاز به قابلیت اطمینان، امنیت و بازده بیشتر و همچنین نگرانی های زیست محیطی، نیازمند تغییرات و تحولاتی در بهره برداری و استفاده از شبکه های الکتریکی امروزی هستیم. شرکت های برق و دولت ها، شبکه هوشمند را به عنوان راه نجاتی برای آینده شبکه برق و به عبارت دیگر تنها راه پیش رو برای ادامه حیات شبکه برق می دانند. شبکه های هوشمند میتوانند با استفاده از زیر ساخت های ارتباطی و اطلاعاتی مارا در رسیدن به اهدافمان یاری کنند . پیک بار به عنوان یکی از مسائل اصلی تولید و توزیع توان می باشد، به طوریکه یکی از مهمترین عوامل و دغدغه های پیش روی شرکت های برق، تولید برق مورد نیاز در ساعات پیک بار می باشد. برای شبکه های هوشمند همانند سایر تکنولوژی های نو، اهدافی در نظر گرفته شده و مورد بررسی قرار گرفته است. یکی از تاثیرات شبکه های هوشمند، نقش آنها در کاهش پیک بار است. روش های مختلفی به منظور کاهش پیک بار در شبکه های قدرت وجود دارد. یکی از این روش ها استفاده از سیستم های ذخیره کننده انرژی به عنوان یکی از زیرساخت های مورد نیاز به منظور ایجاد و توسعه شبکه های هوشمند برق، می باشد. طبق گزارشات مختلف نظیر epri، نصب ذخیره ساز به تنهایی در شبکه برق، مقرون به صرفه می باشد. این پایان نامه به بررسی نصب سیستم های ذخیره ساز انرژی و نقش آنها در کاهش پیک بار شبکه در دو سطح توزیع و تولید می پردازد. در ابتدا مکان و ظرفیت بهینه ذخیره ساز انرژی با بکارگیری دو روش تحلیلی و بررسی تمام حالت های ممکن تعیین می گردد. شبیه سازی ها بر روی یک شبکه 12 باسه توزیع شعاعی انجام شده است. یکی از مسائلی که در بهره برداری از ذخیره ساز انرژی باید مورد توجه قرار بگیرد، تعیین استراتژی شارژ و دشارژ این تجهیزات است. در این پایان نامه با استفاده از برنامه ریزی خطی زمان مناسب شارژ و دشارژ ذخیره ساز تعیین می گردد. در بخش تولید با استفاده از برنامه ریزی غیرخطی مرتبه دوم، برنامه ریزی بهینه بهره برداری از ذخیره ساز و نیروگاه ها در ساعات مختلف شبانه روز مشخص می شود.

مبدل های الکترونیک قدرت، رابط بین منابع تولید پراکنده و شبکه قدرت می باشند. آن چه که در این پژوهش به دنبال آن هستیم، تقسیم صحیح توان راکتیو در خروجی این مبدل ها است. در مقالات، این کار تحت کنترل دروپ توان راکتیو-ولتاژ(q- v) انجام میشود. مشکل اساسی، وابستگی توان راکتیو به امپدانس خروجی مبدل های الکترونیک قدرت و امپدانس خط انتقال است. این امپدانس خروجی، شامل امپدانس فیلتر خروجی مبدل نیز می باشد. در این پژوهش، برای تقسیم صحیح توان راکتیو بین مبدل های الکترونیک قدرت، روش کنترلی جدیدی بر پایه ی دروپ ارائه می گردد. این روش تا حد قابل قبولی مشکل امپدانس خط را برطرف می نماید. در ادامه، به منظور بهینه سازی طرح معرفی شده، روش کنترلی جدیدی بر اساس الگوریتم ژنتیک معرفی می شود. انتظار ما این است که با به کار بردن روش پیشنهادی، تقسیم توان راکتیو بین مبدل های الکترونیک قدرت بهبود یابد.

پژوهش های متعددی در زمینه ی بهره برداری از این سیستم صورت گرفته که جایابی، ظرفیت، نحوه ی اتصال توربین به شبکه و افزایش کیفیت توان از آن جمله اند. اما سیستم توربین – ژنراتور در لحظات خطا با مخاطراتی مواجه می شود که در حفاظت سنتی برای حفاظت از این سیستم، آن را بلافاصله از شبکه جدا می-کرده اند. اما در سال های اخیر مهندسان دید خود را تغییر داده اند. آنها خطاها را از دیدگاه مدت زمان حضور روی شبکه و شدت آن ها دسته بندی کرده اند و این ایده را مطرح می کنند: شاید بتوان در برخی خطاها ضمن حفاظت از سیستم توربین – ژنراتور و تجهیزات جانبی، آن را در شبکه نگه داشت تا توربین بلافاصله پس از رفع خطا تولید توان اکتیو را از سر بگیرد. این ایده در مجامع آکادمیک تحت عنوان قابلیت گذر از خطا شناخته می شود. کشورهایی که بخش عمده ی توان الکتریکی خود را از منابع تجدیدپذیر تأمین می کنند در تلاشند این ایده را عملیاتی کنند و در این راه استانداردهایی نیز تدوین کرده اند. روز به روز نیز مهندسان روش های جدیدتری برای رسیدن به این مهم پیشنهاد می کنند. رساله ی پیش رو نیز تلاش دارد روشی برای برآورده کردن الزامات استانداردها در این زمینه ارائه دهد که پیاده سازی آن ساده باشد. مبانی این روش، کنترل جریان روتور و استفاده از محدود کننده ی جریان خطای ابررسانا(ی مقاومتی)است. در حقیقت تلاش بر آن است که از خاصیت ترانسفورماتوری ماشین القایی استفاده شده و با کنترل جریان روتور در مقداری خاص، جریان استاتور نیز کنترل شود. هدف از استفاده از محدود کننده ی جریان خطای ابررسانا نیز تلف کردن انرژی اضافی تحویل نشده به شبکه است.

چکیده ندارد.

سیستم های قدرت مدرن سیستم هایی بزرگ و پیچیده هستند. بعضی اغتشاشات می توانند ساختار سیستم را تغییر داده و باعث بروز عکس العمل های غیر خطی در سیستم شوند. بنابراین قوانین کنترل قدیمی که بر اساس خطی سازی حول نقطه کار بنا نهاده شده اند قادر به پاسخ گویی مناسبی برای سیستم های مدرن نیستند و باید استراتژی کنترلی به کار گرفت که پاسخ مناسبی برای رفتارهای غیر خطی سیستم قدرت داشته باشد. هدف این پروژه استفاده از بهترین عنصر facts یعنی upfc و سریعترین وسیله ذخیره ساز انرژی، smes ، می باشد که با یک استراتژی کنترلی غیر خطی مناسب جهت بهبود میرایی نوسانات توان یا بهبود رفتار دینامیکی سیستم استفاده می شود. استراتژی کنترلی مناسبی که در این پروژه استفاده می شود روش مستقیم لیاپانوف (clf) بوده که بر اساس تابع انرژی در سیستم قدرت بنا نهاده شده و می تواند تبادل توان های اکتیو و راکتیو بین کنترل کننده ( ترکیب upfc وsmes ) و سیستم قدرت را طوری تنظیم کند که همواره در جهت بهبود شرایط کاری سیستم در حالت های گذرا باشد. یکی از مسائل مهم که کنترل کننده ها با آن مواجه هستند انتخاب سیگنال یا سیگنال های ورودی مناسب است که در کارایی و پیاده سازی استراتژی کنترلی نقش مهمی دارند. در این پروژه از سیگنال های کنترلی استفاده شده است که به صورت محلی بوده اند، بدین معنی که سیگنال های ورودی کنترل کننده در همان محلی که کنترل کننده نصب می شود قابل اندازه گیری هستند و احتیاج به اندازه گیری متغیرهای حالت سیستم که سرعت رتور و زاویه توان ژنراتورهای سنکرون هستند نمی باشد. در این پایان نامه از نرم افزار pscad/emtp برای شبیه سازی سیستم قدرت نمونه و همچنین ادوات upfc وsmes استفاده شده است. دینامیک عناصر الکترونیک قدرت بطور کامل در شبیه سازی در نظر گرفته شده و هیچگونه ساده سازی در آن صورت نگرفته است. برای سیستم قدرت نیز از مدل حفظ ساختار (spm) استفاده شده که در آن ماشین های سنکرون با مدل درجه سه و بارها به صورت استاتیکی مدل می شوند.

چکـــیــده: افزایش تولید و ظرفیت سیستم قدرت باید همراه با حفظ قابلیت اطمینان و انعطاف پذیری سیستم باشد. یکی از عواملی که باعث کاهش این دو شاخصه مهم سیستم قدرت می شود، افزایش سطح جریان اتصال کوتاه سیستم است. معمولا برای رفع این مشکل از محدودکننده های جریان خطا استفاده می شود. از سوی دیگر چند دهه ای است، مفهوم facts با استفاده از تجهیزات غیر خطی در شبکه معرفی شده است. upfc، به عنوان کاملترین عنصر از مجموعه ادوات facts ، ترکیبی از یک sssc و یک statcom می باشد که به صورت پشت به پشت توسط لینک dc به هم متصل شده اند. upfc برای کنترل مستقل شارش توان اکتیو و راکتیو در خط انتقال مورد استفاده قرار می گیرد. در نتیجه قادر به تنظیم ولتاژ ترمینال و جبرانسازی سری خط و تنظیم زاویه فاز در حالت عملکرد نرمال شبکه می باشد. معمولا برای جلو گیری از آسیب دیدن عناصر نیمه هادی به هنگام بروز خطا در سیستم، upfc توسط کنترلرهای اضافی بای پس می شود. با بای پس کردن upfc جریان زیادی از ادوات سری موجود در خط، تا قبل از باز شدن مدار شکن ها، عبور می کند. عبور جریان خطا علاوه بر وارد آوردن تنش های مکانیکی و حرارتی شدید به تجهیزات؛ که ممکن است باعث صدمه دیدن تجهیزات موجود گردد، باعث افت ولتاژ در باس متصل به upfc می شود. افت ولتاژ در باس upfc در جریان خطوط دیگری که به این باس متصل هستند تاثیر دارد. در این تحقیق استفاده از upfc بعنوان محدود کننده جریان خطا، پیشنهاد شده است. در واقع به جای جدا کردن upfc از مدار در زمانی که خطا در خط انتقال رخ می دهد، استراتژی کنترلی upfc تغییر داده شده و این عنصر در مدار باقی می ماند. تغییر استراتژی کنترلی upfc به گونه ای اعمال می گردد، که این عنصر در شرایط خطا به صورت یک سلف بزرگ عمل می کند و باعث محدودسازی جریان خطا و مینیمم شدن تنش های وارد بر لینک dc می گردد. با توجه به هزینه های نسبتا کلان ساخت، نصب و بهره برداری از upfc در شبکه های قدرت، استفاده دو منظوره از این تجهیز، نیاز به محدود کننده جریان خطا را نیز برآورده ساخته و میانگین هزینه کاربرد upfc را کاهش خواهد داد. در این پروژه برای نشان دادن عملکرد upfc در شرایط خطا و تحقیق امکان پذیر بودن ایده پیشنهادی علاوه بر تحلیل ریاضی و مفهومی، از شبیه سازی در نرم افزار pscad/emtdc استفاده شده است.

استفاده از انرژی باد برای تولید انرژی الکتریکی طی سالهای اخیر از رشد چشمگیری برخوردار بوده است. با افزایش نفوذ توربین‪های بادی در سیستم های الکتریکی ، بررسی رفتار توربین‪های بادی در شرایط مختلف شبکه و تاثیر آنها بر روی عملکرد کل سیستم و تجهیزات الکتریکی اهمیت زیادی پیدا کرده است. کیفیت توان یکی از مباحث مهم سیستم های الکتریکی است. کیفیت توان منبع یعنی اینکه ولتاژ پیوسته و سینوسی با دامنه و فرکانس ثابت به مصرف کننده برسد. توربین‪های بادی متصل به شبکه ممکن است کیفیت توان را تحت تاثیر قرار دهند. کیفیت توان به تاثیرات متقابل شبکه و توربین بادی وابسته است. هدف اصلی این پروژه بررسی اثر توربین‪های بادی متصل به شبکه برکیفیت توان است. در این پروژه ضمن تشریح تاثیرات متقابل توربین‪های بادی و سیستم الکتریکی بر روی هم بیشتر به مشکلاتی احتمالی در اتباط با اتصال مزرعه های بادی بزرگ به شبکه الکتریکی پرداخته شده است. بنابراین در این پروژه به دو سوال زیر که ملاحظات اصلی در اتصال مزرعه های بادی به شبکه های الکتریکی است پاسخ داده شده است. - تاثیر نوسانات باد و در نتیجه آن تاثیر توان نوسانی توربین بادی بر روی ولتاژ شبکه - واکنش توربین بادی به هنگام اتصال کوتاه در شبکه یا به عبارت دیگر پایداری گذرای ولتاژ در هنگام اتصال کوتاه شبکه و تاثیر توربین بادی بر آن. ساختار انواع توربین‪ها هم از نظر الکتریکی و هم از نظر مکانیکی با هم متفاوت هستند. بنابراین برای بررسی تاثیر استفاده از انرژی باد بر روی سیستم الکتریکی باید به طور جداگانه رفتار هر یک از توربین‪ها را در این رابطه مورد ازیابی قرار داد. در توربین‪های بادی بیشتر از ژنراتور های القائی استفاده می شود. به همین علت در این پروژه توربین‪های بادی مجهز به ژنراتور القائی مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. بسیاری از مزرعه های بادی موجود از توربین‪های بادی سرعت ثابت استفاده می کنند. توربین‪های بادی سرعت ثابت از دیدگاه کیفیت توان شبکه ضعیف ترین نوع توربین بادی است. در ایران نیز بیشتر از این نوع توربین استفاده شده است. بنابراین در این پروژه بیشترین تمرکز بر روی توربین‪های بادی سرعت ثابت است. در این پروژه مدلسازی توربین‪های بادی مجهز به ژنراتور القائی قفس سنجابی ، ژنراتور القائی با مقاومت متغیر و ژنراتور القائی از دو سو تغذیه ارائه شده است. کارهای که تا به حال در این زمینه انجام شده بیشتر به مدلسازی انواع توربین‪های برای بررسی پایداری بوده است. در این پروژه ضمن شبیه سازی دینامیکی توربین‪ها مدلسازی وشبیه سازی آنها در شرایط دائمی ارائه شده است.استفاده از روش حالت دائمی امکان پیش بینی رفتار توربین‪های بادی را فراهم می‪سازد. تحلیل دقیق رفتار ژنراتور‪ها از دیدگاه کیفیت توان و چرائی و چگونکی تاثیر این نوع توربین‪ها بر عملکرد توربین با جزئیات کامل بیان شده است. در این پروژه ضمن مقایسه توربین‪های بادی مجهز به ژنراتورهای القائی راه حلی برای بهبود مزرعه های بادی مجهز به این توربین‪ها ارائه شده است. در این پروژه نشان داده شده است که توربین‪های بادی سرعت ثابت مجهز به ژنراتور القائی قفس سنجابی توان نوسانی به شبکه تحویل می‪دهند. توان راکتیو غیر قابل کنترل از شبکه دریافت می‪کنند که این باعث نوسان ولتاژ در شبکه می‪شود. با وقوع اتصال کوتاه در شبکه احتمال ناپایداری این نوع توربین‪ها و جدائی آنها از شبکه زیاد است. توربین‪های بادی مجهز به ژنراتور القائی مقاومت متغیر به عنوان یک راه حل برای برطرف کردن برخی از معایب توربین‪های بادی مجهز به ژنراتور القائی قفس سنجابی مطالعه قرار گرفته و نتایج مقایسه شده است. نشان داده شده است که توربین‪های بادی سرعت متغیر مجهز به ژنراتور القائی از دو سو تغذیه از نظر کیفیت توان رفتار بهتری دارد. پیشنهادی که در این پروژه ارائه شده است جایگزین کردن برخی از ژنراتور‪های القائی قفس سنجابی با ژنراتور‪های القائی از دو سو تغذیه با ظرفیت یکسان در یک مزرعه بادی به منظور بهبود کیفیت توان مزرعه است. در این پروژه برای نشان دادن نتایج بررسی های انجام شده از نرم افزار pscad استفاده شده است.