در این پروژه ابتدا انواع مبدلهای اصلاح ضریب توان ایزوله و غیر ایزوله معرفی می گردند و مشکلات و مزیت های آنها بررسی خواهد شد. همچنین روشهای کنترلی مورد استفاده برای این مبدل ها به طور خلاصه معرفی می گردند. سپس روش های سوییچ زنی نرم مبدل های اصلاح ضریب توان بدون پل شامل سوییچ زنی در جریان صفر و سوییچ زنی در ولتاژ صفر بررسی می گردند. در پایان مبدل های پیشنهادی معرفی خواهد شد که شامل یک مبدل اصلاح ضریب توان غیر ایزوله بدون پل با قابلیت سوییچ زنی در ولتاژ صفر و یک مبدل اصلاح ضریب توان ایزوله نوع اندوکتانس سری می باشند. در مبدل اصلاح ضریب توان بدون پل پیشنهادی شرایط سوییچ زنی در ولتاژ صفر با استفاده از یک مدار کمکی فراهم می گردد که دارای تعداد المان های کمتری نسبت به مدارات مشابه می باشد که این موضوع باعث کاهش تعداد المان های مورد نیاز برای ساخت این مبدل نسبت به دیگر مبدل های معرفی شده در مقالات شده است. همچنین در این مبدل به دلیل عبور تمامی جریان رزونانس از مدار کمکی هیچ گونه استرس اضافی ولتاژ و یا جریان بر روی سوییچ های اصلی مدار وجود نخواهد داشت. علاوه بر آن سوییچ مدار کمکی در شرایط جریان صفر عمل نموده و تلفات سوییچ زنی اضافی به مدار تحمیل نمی کند. در مبدل اصلاح ضریب توان نوع اندوکتانس سری معرفی شده استفاده از یک فیدبک مغناطیسی توان دوبار پردازش شده ی آن تا حدودی محدود گردیده است که این موضوع باعث کاهش تلفات ناشی از پردازش مجدد توان می گردد که به نظر می رسد اثر مطلوبی بر روی راندمان این مبدل داشته باشد همچنین با متمرکز کردن توان دوبار پردازش شده به زمان های مورد نیاز نوسانات ولتاژ خروجی آن نیز تا حدودی کاهش یافته است. هرکدام از مبدل ها به دقت تحلیل شده و یک روش طراحی برای هرکدام معرفی گردیده است همچنین نتایج تئوری با استفاده از شبیه سازی کامپیوتری و آزمایش عملی مبدل ها تایید شده است.

چکیده با توجه به مزایای فراوان منابع تولید پراکنده در شبکه های توزیع، کاربرد آنها به سرعت در حال افزایش است. با وارد شدن منابع پراکنده به سیستم های توزیع، مفهوم ریزشبکه (mg) در حوزه سیستم های انرژی الکتریکی مطرح شده است. ایده شکل گیریmg ، کنترل هماهنگ منابع پراکنده و داشتن یک سیستم الکتریکی با قابلیت اطمینان بالا است که بطور اقتصادی مورد بهره برداری قرار گیرد. واحدهای تولید پراکنده موجود در یک ریزشبکه دارای ظرفیت توان کوچک و مشخصه های تولید مختلف هستند، معمولا منبع غالب تولید انرژی برای کنترل فرکانس در حالت خودگردان وجود ندارد و پاسخ سریع واحدهای تولید پراکنده مبتنی بر اینورتر و ظرفیت اضافه بار محدود آنها می تواند باعث ایجاد برخی از مسائل دینامیکی در سیستم شود. لذا به منظور عملکرد صحیح یک ریزشبکه، بویژه در حالت خودگردان، به یک استراتژی مدیریت توان (pms) مناسب نیاز است. استراتژی مدیریت توان باید بگونه ای باشد که علاوه بر تقسیم مناسب بار بین واحدهای تولید، به اغتشاشات و گذراهای ناشی از تغییر در حالت کار سیستم پاسخ مناسب بدهد. اغلب کنترلهای بی سیم از روش های افتی معمول، یعنی روش افتی ?-p برای تقسیم توان حقیقی و روش افتی e-q برای تقسیم توان راکتیو در حلقه های کنترل توان استفاده می کنند. روش های افتی برای تقسیم توان حقیقی و راکتیو بین واحدهای تولید پراکنده در ریزشبکه هایی که در حالت خودگردان کار می کنند استفاده شده است. اما در برخی شرایط، استفاده از این روشها با اشکالات جدی از جمله وجود تزویج بین کنترل های توان حقیقی و راکتیو، تقسیم توان راکتیو نامناسب بین منابع و رفتار دینامیکی و گذرای نامطلوب تقسیم توان مواجه است. به همین منظور در این تحقیق استراتژیهای جدید کنترل توان مبتنی بر روش غیرمتمرکز برای یک ریزشبکه خودگردان متشکل از منابع ولتاژ اینورتری ارائه می گردد و در آن سعی می شود تقسیم توان بین منابع، بخصوص در شرایط وجود تزویج بین توانهای حقیقی و راکتیو بهبود یابد، تنظیم ولتاژ در باسهای ریزشبکه و بطور خاص در باسهای حساس ارتقا یابد، مصرف سوخت در ریزشبکه کاهش، و رفتار گذرا و دینامیکی ریزشبکه بهتر گردد. در اینجا به جای مشخصه های افتی معمول توان که مشخصه هایی خطی و استاتیک هستند، مشخصه های غیرخطی و دینامیکی پیشنهاد می گردد. مشخصه های پیشنهادی بر اساس مدل ریزشبکه طراحی می شوند و پارامترهای آنها بنحوی تعیین می گردند که نسبت به نامعینی های ریزشبکه مقاوم باشند. این مشخصه ها بر اساس حل مسائل بهینه سازی با معیار مختلف بهره برداری مانند بهبود تقسیم توان بین منابع، بهبود پروفیل ولتاژ در باسهای ریزشبکه،کاهش مصرف سوخت ریزشبکه و معیار پاسخ گذرای توان منابع تعیین می شوند. کلمات کلیدی- منابع تولید پراکنده، ریزشبکه، استراتژی مدیریت توان، مشخصه های کنترل فرکانس و ولتاژ، نامعینی های ریزشبکه

در این پایان نامه ژنراتورهای القایی دو تحریکه بعنوان یکی از پرکاربردترین ژنراتورهای مورد استفاده در نیروگاه های بادی مورد بررسی قرار می گیرند. همچنین نحوه ی اثرگذاری این نیروگاه ها بر بحث کنترل فرکانس شبکه مورد مطالعه قرار می گیرد و روش های موجود جهت مشارکت این نیروگاه ها در بهبود کنترل فرکانس شبکه معرفی می شود. وجود مبدل الکترونیک قدرت در این ساختار امکان کنترل سریع و مستقل توان های اکتیو و راکتیو را فراهم می آورد. این امر باعث می شود تا توان اکتیو خروجی ژنراتورهای القایی دو تحریکه بر خلاف ژنراتورهای سنکرون معمولی به تغییرات فرکانس سیستم چندان حساس نباشد و از نظر شبکه این ژنراتورها دارای اینرسی ناچیزی باشند. از این رو افزایش نیروگاه های بادی مبتنی بر این نوع ژنراتورها چنانکه همراه با حذف واحدهای سنتی باشد باعث کاهش اینرسی کلی سیستم خواهد شد و افزایش افت فرکانس سیستم و همچنین نرخ تغییرات فرکانس سیستم در پی وقوع عدم تعادل توان اکتیو در شبکه را به دنبال خواهد داشت. از سوی دیگر توربین های بادی سرعت متغیر بالقوه امکان مشارکت در بهبود کنترل فرکانس سیستم را دارا هستند. برای استفاده از این قابلیت ها می-بایست اصلاحاتی در روش های کنترلی آنها صورت پذیرد. روش های موجود برای مشارکت نیروگاه های بادی در کنترل فرکانس شبکه به دو دسته ی روش های کوتاه مدت و روش های مشارکت در کنترل اولیه ی فرکانس تقسیم بندی می گردند. در روش های کوتاه مدت ایده ی اصلی استفاده از انرژی جنبشی موجود در جرم توربین است. در این روش با اصلاح حلقه ی کنترل توان اکتیو در سیستم کنترل ژنراتور القایی دو تحریکه، شرایطی فراهم می آید تا نیروگاه بادی در هنگام تغییرات فرکانس شبکه توان اکتیو خروجی خود را متناسب با فرکانس تغییر دهد. برای تشخیص میزان عدم تعادل توان معمولاً از دو شاخص افت فرکانس و نرخ تغییرات فرکانس استفاده می شود. در روش دیگر سعی می شود تا از قابلیت ژنراتورهای القایی دو تحریکه در کنترل ولتاژ بهره گرفته شود. در این روش با کنترل ولتاژ شبکه متناسب با فرکانس، بار سیستم بنحوی کنترل می شود که عمل کنترل فرکانس بهتر صورت پذیرد. البته این روش در شبکه هایی که بار حساس به ولتاژ در آنها کم است کارآیی چندان ندارد و می تواند به عنوان روش مکمل برای روش-های قبلی (استفاده از انرژی جنبشی جرم) بکار رود. با این حال روش های فوق دارای محدودیت هایی نیز هستند که کاربرد آنها را بویژه در سرعت های باد زیاد و کم محدود می کند. همچنین روش های مشارکت نیروگاه بادی در کنترل اولیه ی فرکانس معرفی می-گردند. در این پایان نامه روشی برای استفاده بهینه تر از قابلیت های ژنراتورهای القایی دو تحریکه ارائه می گردد. این روش مبتنی بر تخمین مقدار عدم تعادل توان اکتیو درشبکه و تزریق آن توسط نیروگاه بادی بلافاصله پس از وقوع عدم تعادل است.

با توجه به افزایش مصرف انرژی در سالیان اخیر و روند فزاینده قیمت آن تحقیقات زیادی در زمینه استفاده بهینه از سوختهای فسیلی و همچنین استفاده بیشتر از منابع تجدیدپذیر انجام شده و همچنان نیز ادامه دارد. در مبحث بهینه سازی مصرف انرژی، با توجه به اینکه سوختهای فسیلی منبع تقریبا تمام انرژی مورد نیاز برای صنعت حمل ونقل محسوب می شوند، بهینه سازی مصرف سوخت در سیستمهای حمل و نقل مورد توجه قرار گرفته است و در این راستا استفاده از خودروهای هیبریدی در حال حاضر انتخاب اول محسوب می شود که در سالهای اخیر توانسته اند با ورود به بازار تجاری خودرو، به عنوان راه حل میان مدت و حتی بلندمدت مطرح شوند. خودروهای هیبریدی شامل دو دسته اصلی با عنوان اتصال سری و موازی هستند که هر کدام کاربردهای خاص خود را دارند؛ ساختار موازی بیشتر در خودروهای شخصی و ساختار سری بیشتر در خودروهای عمومی(نظیر اتوبوسها) و خودروهای سنگین استفاده می شود. در این پایان نامه با صرفنظر از موضوع اتصال موازی با بیان نقاط قوت و ضعف اتصال سری، بر بررسی امکان افزایش بازده در این ساختار در صورت استفاده از از ژنراتور دوسو تغذیه متمرکز شده ایم. در صورتیکه در ساختار سری از ژنراتور دوسو تغذیه هم محور با موتور درونسوز استفاده شود آنگاه این امکان بوجود می آید تا بخشی از توان خروجی ژنراتور بدون عبور از لینک dc و تبدیل از شکل الکتریکی به الکتریکی به موتور محرک برسد که همانطور که در فصل ? خواهیم دید استفاده از قابلیتهای این ساختار مستلزم بکارگیری روش مناسب کنترلی با توجه به مشخصه های عملکردی همه اجزای سیستم می باشد. روشهایی که جهت کنترل عملکرد خودرو در این ساختار به کارگرفته شده اند همان روشهای سنتی هستند که برای هیبرید سری معمولی نیز به کار گرفته می شود که عبارتند از روش خاموش-روشن یا ترموستاتی و روش تعقیب توان. با بررسی عملکرد ساختار مورد بحث در هر یک از روشهای فوق الذکر می توان پی برد که در روش اول بدلیل پایین بودن متوسط توان بار نسبت به توان تولیدی موتور درونسوز در نقطه بهینه و در نتیجه تلفات ناشی از منبع ذخیره انرژی و در روش دوم به علت چرخش توان بین برخی از اجزای سیستم و تلفات ناشی از گردش توان در آنها بهبود قابل ملاحظه ای در کاهش مصرف سوخت بوجود نمی آورد به همین دلیل از روشی تحت عنوان تعقیب نقطه کار در کنترل این ساختار استفاده شده است که در آن نقطه کار موتور محرک روی صفحه گشتاور- سرعت بصورت لحظه ای و در یک ناحیه مشخص توسط موتور درونسوز مورد تعقیب قرار می گیرد که در فصل ششم نتایج حاصل از این روش قابل مشاهده و مقایسه است

در سالهای اخیر استفاده از منابع تغذیه سوئیچینگ در صنعت گسترش بسیاری یافته است. بنابراین ارائه توپولوژیهای جدید مبدلهای سوئیچینگ dc-dc به منظور بهبود عملکرد این منابع مورد توجه قرار گرفته است. مبدلهای سوئیچینگ به دو دسته کلی مبدلهای منبع ولتاژ و مبدلهای منبع جریان تقسیم بندی می شوند. از آنجاییکه برخی از سیستمهای تجدید پذیر مانند پیلهای سوختی دارای ولتاژ خروجی پایین و متغییر با بار هستند، استفاده از مبدلهایی که موجب افزایش سطح و تثبیت ولتاژخروجی شود از اهمیت زیادی برخوردار است. از مزیتهای اصلی مبدلهای منبع جریان، بهره ولتاژ بالا نسبت به مبدلهای منبع ولتاژ است که استفاده از ترانسفورمرهای با تعداد دور پایین تر را امکان پذیرمی سازد. از مزایای دیگر مبدلهای منبع جریان حذف اندوکتانس خروجی است. لذا می توان براحتی از ساختارهایی با خروجی های چند سر استفاده کرد. مزیت دیگر مبدلهای منبع جریان این است که اکثر سیستمهای تجدید پذیر قادر به تولید جریانهای ناگهانی نیستند، بنابراین استفاده از مبدلهای منبع ولتاژ امکان پذیر نیست. امروزه کاهش حجم و وزن منابع تغذیه سوئیچینگ در طراحی منابع تغذیه سوئیچینگ از اهمیت زیادی برخوردار است. بنابراین سعی می شود که از فرکانسهای بالا در پیاده سازی منابع تغذیه استفاده گردد. اما بکار گیری فرکانسهای بالا سبب افزایش تلفات سوئیچینگ و نیز کاهش راندمان مدار می شود. لذا استفاده از تکنیکهای سوئیچینگ نرم برای کاهش تلفات و افزایش فرکانس سوئیچینگ مدارغیر قابل اجتناب است. از طرفی استفاده از تکنیکهای سوئیچینگ نرم راه حل مناسبی جهت کاهش نویز rfiو emi است .هنگامیکه میزان انتقال توان بالا است، استفاده از ساختارهای سری و موازی برای انتقال توان به دلیل کاهش استرس و ریپل های ولتاژ و جریان، کاهش تلفات هدایتی مبدل و افزایش چگالی توان انتقالی اهمیت زیادی می یابد. در مبدلهای مدرن امروزی، ساختارهای اینترلیود در کاربردهای جریان - بالا و توان - بالا به دلیل مزیتهایی مانند توزیع توان، پاسخ گذرای سریع، کاهش سایز المانهای پسیو و نیز کاهش ریپل جریان بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. در این پایان نامه دو مبدل بوست اینترلیود pwm پیشنهاد شده است که از تکنیک zcs برای ایجاد شرایط سوئیچینگ نرم برای همه سوئیچهای اصلی و کمکی استفاده می کند. در دو مبدل پیشنهادی تنها از یک سوئیچ کمکی برای ایجاد شرایط سوئیچینگ نرم استفاده می شود. همچنین به دلیل استفاده از تکنیک zcs، تلفات بازیافت معکوس دایودها حداقل می گردد. وضعیتهای مختلف عملکرد دو مبدل پیشنهادی، نتایج شبیه سازی، نتایج عملی و مزایا و معایب ارائه شده است. در نهایت نتیجه گیری و پیشنهادات برای ادامه کار بیان گردیده است.

امروزه بهره برداری از انرژی های تجدید پذیر به دلیل رو به اتمام بودن منابع سوخت فسیلی دارای اهمیت روزافزونی می باشد. انرژی باد یکی از منابع انرژی ذکر شده است که بهره برداری از آن به مراتب ساده تر می باشد. بهره برداری از این انرژی با استفاده از یک توربین بادی متصل به یک ژنراتور الکتریکی میسر است. یکی از ژنراتورهای مورد استفاده برای این منظور ماشین القایی دو سو تغذیه می باشد. در این ماشین می توان توان الکتریکی استاتور متصل به شبکه را از طریق اعمال ولتاژهای صحیح به سیم پیچی های روتور کنترل نمود. در این پایان نامه مدل ماشین القایی دو تغذیه که یکی از پر کاربردترین ژنراتورها برای این منظور است معرفی شده و کنترل توان آن مورد بررسی قرار گرفته است. با توج به مدل ماشین، توان یک ماشین القایی دو سو تغذیه به طور مستقیم با حاصلضرب بردارهای شار استاتور و روتور دارای رابطه خطی است، با نادیده گرفتن مقاومت استاتور و ثابت در نظر گرفتن شار استاتور و همچنین استفاده از مدل دو محوری ماشین منطبق بر شار استاتور، می توان توان اکتیو و راکتیو الکتریکی استاتور ماشین را به طور مستقل به ترتیب با کنترل شار روتور در راستای عمودی و افقی شار استاتور کنترل کرد. اما در واقعیت به دلیل وجود مقاومت استاتور شار استاتور ثابت نبوده و اندازه و زاویه بردار آن با تغییرات جریان و توان تغییر می کند. این امر علاوه بر ایجاد تزویج میان کنترل توان اکتیو و راکتیو موجب غیر خطی شدن رابطه توان بر حسب شار شده و کنترل مستقل و سریع امکان پذیر نخواهد بود. در این پایان نامه به منظور مستقل سازی کنترل توان ابتدا مدل ماشین در مختصات مرجع شار شبکه (grid flux) معرفی شده و سپس با در نظر گرفتن مقاومت استاتور و شار نشتی ماشین، شار روتور مرجع صحیح با پیشبینی شار استاتور محاسبه شده و کنترل توان به صورت مستقل انجام می شود. با توجه به این نکته که در ماشین القایی دو سو تغذیه جریان رتور به طور مستقیم قابل اندازه گیری می باشد می توان با استفاده از تخمین جریان روتور و مقایسه آن با مقدار اندازه گیری شده، موقعیت روتور را تخمین زده و روند کنترل را مستقل از سنسور موقعیت انجام داد. منظور تضمین عملکرد صحیح تخمین موقعیت روتور، یک حلقه اصلاح گر پارامتر اندوکتانس مغناطیس کنندگی ماشین به طور همزمان این پارامتر را تخمین می زند. نتایج شبیه سازی انجام شده بر روی یک ماشین dfim 4kw نشاندهنده توانایی روش ارائه شده در کنترل مستقل و مطلوب توان اکتیو و راکتیو استاتور می باشد. همچنین تخمین موقعیت روتور و اصلاح پارامتر ماشین به طور مطلوبی در طول مدت شبیه سازی انجام شده است. به منظور آزمایش روش ارائه شده، یک مدل آزمایشگاهی 4kw محیا گردید که نتایج بدست آمده از آن نتایج شبیه سازی را تأیید می نماید.

در این پایان نامه، کنترل حلقه بسته موقعیت، موتور سنکرون رلوکتانسی سه فاز با استفاده از روش های غیر خطی مورد بررسی قرار می گیرد.ابتدا به بررسی مدل های رایج مداری این موتور پرداخته و مدار معادل را بدست می آوریم.پس از آن، به بیان گشتاور در این موتور در حالت کلی می پردازیم و گشتاور را برای یک ماشین رلوکتانسی بدست می آوریم.پس از آن کمی بحث را حول عوامل ایجادکننده تلفات و نامعینی ها ادامه داده و انواع تلفات را مطرح می کنیم.سپس بدون در نظر گرفتن نامعینی و اغتشاشات خارجی به بررسی کنترل کننده ی خطی موجود پرداخته و نتایج عملکرد بصورت شبیه سازی ارایه گردیده اند.مشاهده گردید که این کنترل کننده در صورت تنظیم صحیح، رفتاری بسیار نرم و دقیق از خود نشان می دهد و حول پروفایل مرجع به نرمی نوسان می کند. سپس تاثیر اغتشاشات وارده در شبیه سازی برسی گردید که منجر به ناپایداری سیستم گشته و وابسته به پارامتر بودن کنترل کنده ی خطی ساده به اثبات رسید.پس از آن کنترل کننده ی لغزشی متداول بررسی شد.با تغییر بهره لغزش، عملکرد سیستم تحلیل گشت ومشاهده گردید که با افزایش بهره، با وجود افزایش پایداری، پدیده شوریدگی تشدید گردید.پدیده ی شوریدگی پدیده ایست که به مرور زمان باعث خستگی روتور و پدیدار شدن اندوکتانس های نهفته می گردد.پس حداکثر تلاش برای کاستن هرچه بیشتر از این پدیده باید صورت می گرفت.در این شبیه سازی ها این نکته عیان گشت که با افزایش بهره، گرچه شوریدگی افزایش می یابد ولی در عین حال، پایداری سیستم نیز بیشتر شده و سیستم در برابر اغتشاشات قوی تری ایستادگی می کند.بدلیل نیاز به دانستن بهره لغزش، برای اجتناب از ناپایدار شدن سیستم همراه با عملکرد با شوریدگی کم، به کنترل کننده ی وفقی روی آوردیم که علاوه بر کاهش شوریدگی، دیگر نیاز به تخمین بهره نداشت.پس از آن، کنترل کننده های جدیدی مطرح گردیدند که علاوه بر سادگی و انعطاف پذیری کنترل کننده های خطی، خصوصیت پایداری کنترل کننده ی ساختار متغیر را نیز دارا می باشند.چند کلاس از این کنترل کننده مورد بحث قرار گرفت.بعد از آن، نتایج آزمایشات عملی ثبت شده، ارائه گردید.در این آزمایشات، ابتدا تمام کنترل کننده ها، اعم از فیدبک حالت کلاسیک، لغزشی کلاسیک در 3 بهره مجزا و نهایتا کنترل کننده ی خطی لغزشی در 2 کلاس کاری بررسی و تحلیل گردیدنددر این آزمایشات مشاهده گردید و همانطور که انتظار می رفت، کنترل کننده ی خطی رفتاری بسیار نرم و روان از خود به نمایش گذاشت؛دستگاه نیز گشتاور ضربانی بسیار خفیفی از خود به نمایش گذاشت، در نتیجه صدای کمی تولید گشت.با افزایش بهره به مقدار 0.5، حضور پدیده ی شوریدگی، مخصوسا در سرعت موتور بطور محسوسی ظاهر گردید.با این وجود، پس از اعمال نامغینی که بصورت تغییر آنی گشتاور، صورت پذیرفت، مشاهده گردید که محدوده ی لغزش شکسته و موقعیت از مسیر اصلی منحرف شده است.با افزایش بهره، شوریدگی بیشتر شده ولی در عوض، پایداری در برابر اغتشاش گشتاور مشاهده گردید.پس از این پیاده سازی ها، کنترلر خطی لغزشی پیاده سازی شد و در عدم حضور اغتشاش، بوضوح، در مورد کلاسی که ابتدا لغزشی و سپس خطی ست، مشاهده گردید که موتور به نرمی به پروفایل مذکور میل کرده و حتی در صورت بروز اغتشاش پایدار می ماند.در فصل 4 نیز به تشریح فیدبک خطی ساز پرداخته و نتایج شبیه سازی آن نیز ارائه گردید.سپس بدلیل لزوم افزایش قابلیت اطمینان وکاستن از هزینه های تولبد سیستم، عملکرد بدون حسگر بررسی شده و انواع و اقشام روشها بررسی و ارائه گردید.

فرکانس سیستم قدرت، شاخص برقراری تعادل بین توان تولیدی و بار مصرفی در شبکه محسوب می شود، به طوری که افزایش ناگهانی بار و یا کاهش تولید، موجب می شود فرکانس شبکه از مقدار نامی فاصله گیرد. در این مطالعه، ضمن اشاره به اصول کنترل فرکانس در نیروگاه های سنتی، مدل توربین های حرارتی و آبی معرفی شده و گاورنر به عنوان واحد کنترلی ژنراتورهای سنکرون جهت جبران عدم تعادل توان، مورد ارزیابی قرار می گیرد. پس از آشنایی با نحوه کنترل فرکانس توسط نیروگاه های سنتی، ساختار و نحوه اتصال توربین بادی به شبکه قدرت، معرفی شده و عملکرد توربین بادی پس از وقوع اغتشاش فرکانسی، بررسی می شود. مبدل الکترونیک قدرت مورد استفاده در ساختار ژنراتور القایی دوسو تغذیه، ضمن تأمین شرایط استخراج حداکثر توان، قابلیت کنترل مستقل توان اکتیو و توان راکتیو را فراهم می سازد. وجود این مبدل، همچنین موجب می شود ژنراتور القایی نسبت به انحراف فرکانس عکس العمل نشان ندهد و به همین علت، افزایش نفوذ این نیروگاه ها و جایگزین شدن آن ها به جای ژنراتورهای سنکرون در سیستم قدرت، مشکلاتی جهت کنترل فرکانس شبکه به دنبال خواهد داشت. از سوی دیگر، امکان تزریق سریع توان به شبکه در ژنراتور القایی دو سو تغذیه، به ما اجازه می دهد با اصلاح حلقه کنترلی این ژنراتور، آن را در کنترل فرکانس شبکه سهیم نماییم. مشارکت توربین بادی در کنترل فرکانس، به دو دسته کلی طبقه بندی می شود: کنترل کوتاه مدت فرکانس و کنترل بلند مدت فرکانس. مشارکت توربین در کنترل کوتاه مدت فرکانس، از طریق آزاد نمودن بخشی از انرژی جنبشی موجود در جرم توربین صورت می گیرد. در این مطالعه، ضمن معرفی و شبیه سازی روش های مورد استفاده در این زمینه، توانستیم از طریق یک الگوریتم هوشمند، پاسخ فرکانس شبکه را در مقایسه با روش های قبلی بهبود بخشیم. قسمت پایانی این پژوهش، به مشارکت توربین بادی در کنترل بلند مدت فرکانس اختصاص یافته است و چگونگی تخصیص ذخیره چرخان، در شرایط عملکرد عادی سیستم و نیز اعمال کنترل اولیه فرکانس از طریق ژنراتور القایی دوسو تغذیه، به طور کامل بررسی می شود و در پایان با توجه به نتایج شبیه سازی و مباحث پایداری، استراتژی مناسب در این زمینه ارائه خواهد شد.

در این پروژه ابتدا انواع مبدلهای اصلاح ضریب توان ایزوله و غیر ایزوله معرفی می گردند و مشکلات و مزیت های آنها بررسی خواهد شد. سپس روش های سوییچ زنی نرم مبدل های اصلاح ضریب توان بدون پل شامل سوییچ زنی در جریان صفر و سوییچ زنی در ولتاژ صفر بررسی می گردند. در پایان مبدل های پیشنهادی معرفی خواهد شد که شامل یک مبدل اصلاح ضریب توان غیر ایزوله بدون پل با قابلیت سوییچ زنی در ولتاژ صفر می باشد. در مبدل اصلاح ضریب توان بدون پل پیشنهادی شرایط سوییچ زنی در ولتاژ صفر با استفاده از یک مدار کمکی فراهم می گردد که دارای تعداد المان های کمتری نسبت به مدارات مشابه می باشد که این موضوع باعث کاهش تعداد المان های مورد نیاز برای ساخت این مبدل نسبت به دیگر مبدل های معرفی شده در مقالات شده است. همچنین در این مبدل به دلیل عبور تمامی جریان رزونانس از مدار کمکی هیچ گونه استرس اضافی ولتاژ و یا جریان بر روی سوییچ های اصلی مدار وجود نخواهد داشت. علاوه بر آن سوییچ مدار کمکی در شرایط جریان صفر عمل نموده و تلفات سوییچ زنی اضافی به مدار تحمیل نمی کند. این مبدل به دقت تحلیل شده و یک روش طراحی برای آن معرفی گردیده است همچنین نتایج تئوری با استفاده از شبیه سازی کامپیوتری و آزمایش عملی مبدل تأیید شده است.

حضور dg در سیستم توزیع باعث تغییر اندازه و جهت جریان خطا در خطوط می گردد. از آنجا که رله های سیستم توزیع از نوع اضافه جریان جهتی می باشند هماهنگی آنها پس از ورود dg از بین خواهد رفت. در این پایان نامه برای حفظ هماهنگی رله های سیستم توزیع در حضور تولید پراکنده روش جدیدی مبتنی بر ناحیه بندی سیستم به وسیله fcl معرفی می شود. در این روش تعداد ناحیه های در نظر گرفته شده برای سیستم توزیع، برابر با تعداد محل های اتصال این سیستم به شبکه قدرت (grid) می باشد. به طوریکه در هر ناحیه یک grid وجود داشته باشد تا افت ولتاژ در تعداد باس کمتری در موقع خطا اتفاق افتد و یا به عبارت دیگر کیفیت توان بهتر گردد. وجود یک grid در هر ناحیه باعث بالا بودن نسبی جریان اتصال کوتاه گردیده که موجب عملکرد سریع رله های جریان زیاد می گردد. همچنین یک الگوریتم برای جایابی fclها معرفی شده است. در این روش، رله های هر ناحیه به طور مجزا از نواحی دیگر با یکدیگر هماهنگ می شوند. علاوه بر این برای حفاظت خطی که بر روی آن fcl نصب می گردد از یک رله اضافه ولتاژ در دو سر fcl استفاده می شود. در این پایان نامه از دو سیستم استفاده شده است. ابتدا بخش توزیع سیستم 30 باسه ieee مورد استفاده قرار گرفته است. این سیستم از طریق سه باس به شبکه قدرت متصل است. بنابراین به سه ناحیه طوری تقسیم شده که هر کدام از این سه باس در یک ناحیه واقع شوند. سیستم دوم سیستم توزیع شعاعی 69 باسه ieee می باشد. این سیستم از طریق یک باس به شبکه قدرت متصل شده است. فرض می شود که سه dg با قدرت اتصال کوتاه بالا نیز به سیستم متصل شوند. بنابراین این سیستم به چهار ناحیه تقسیم می گردد. نتایج بدست آمده از اعمال روش پیشنهادی بر روی این سیستم گزارش داده شده و مورد بحث قرار گرفته اند.