شبکه های انتقال در سیستم های مدرن قدرت، به دلیل افزایش تقاضا از یک سو و محدودیت های احداث خطوط جدید از سوی دیگر، تحت فشار مضاعف می باشند. یکی از نتایج این مسئله، خطر از دست رفتن پایداری به دنبال بروز یک اغتشاش است. با پیدایش سیستم های انتقال توان انعطاف پذیر (facts) تغییرات شگرفی در شبکه ی انتقال از حیث بهره برداری بهتر از سیستم های موجود بدون از بین رفتن حاشیه ی پایداری مطلوب اتفاق افتاد. امروزه انواع مختلفی از ادوات facts موجود است که برخی به صورت سری و برخی موازی در شبکه قرار می گیرند. یکی از تأثیرگذارترین آن ها کنترل کننده ی یک پارچه ی عبور توان (upfc) است که با توانایی کنترل پارامترهای مختلف شبکه، قابلیت های sssc، statcom و tcpar را ترکیب و به عنوان ابزاری چند منظوره مورد بهره برداری قرار می گیرد. پایداری گذرا یکی از مهمترین مسائل پیش روی یک سیستم قدرت است که در صورت وقوع اغتشاش در سیستم، به سرعت در معرض خطر قرار می گیرد. در این پایان نامه با به کارگیری upfc و کنترل آن با کنترل کننده ی عصبی- فازی هدف بهبود پایداری گذرا دنبال شده است. با توجه به این که تابع انرژی گذرای سیستم ابزار مناسبی برای بررسی مسئله ی پایداری است، بهینه سازی تابع انرژی upfc به منظور دستیابی به بیشترین حاشیه ی پایداری گذرا مدنظر قرار می گیرد. این ایده، اساس تولید اطلاعات آموزش مورد نیاز در شبکه ی anfis به عنوان کنترل کننده ی upfc قرار گرفته است. بررسی پایداری گذرا با محاسبه ی زمان بحرانی رفع خطا انجام می گیرد که افزایش آن به معنای بهبود پایداری گذرا و مسئله ای حیاتی در سیستم قدرت است. مطالعه ی چگونگی تأثیر upfc در نیل به هدف، با پیاده سازی روش پیشنهادی بر روی دو سیستم انجام می شود: یکی سیستم تک ماشینه- شین بینهایت (smib) و دیگری سیستم 9 باس ieee. نتایج شبیه سازی کارآمدی روش پیشنهادی را در هر دو سیستم به اثبات می رساند. همچنین با شبیه سازی دیگر ادوات facts از جمله sssc و statcom برتری upfc با مقایسه ی نتایج به اثبات می رسد. با به کارگیری روش کنترل عصبی- فازی نیز با توجه به ترکیب توانایی آموزش شبکه های عصبی و سادگی قوانین فازی، انتظار کنترل مناسب تر به وسیله ی مقایسه ی نتایج حاصل با کارهای گذشته برآورده می گردد. تجزیه و تحلیل کاملی بر اساس نتایج حاصل انجام شده تا کارآمدی روش پیشنهادی به طور کامل اثبات گردد.

در این رساله، کنترل مستقیم گشتاور و شار درایو موتور سنکرون رلوکتانسی بر مبنای روشهای خطی سازی ورودی- خروجی، خطی سازی ورودی- خروجی تطبیقی و کنترل مود لغزشی طراحی و سپس پیاده سازی عملی می گردد. از آنجا که تحقق کامل استراتژی های مختلف کنترلی (اعم از کنترل ماکزیمم گشتاور به جریان و ماکزیمم ضریب توان مجاز و ...) مستلزم دانستن مقادیر دقیق پارامترهای الکتریکی می باشد و روش کنترل خطی سازی ورودی- خروجی نیز به پارامتر حساسیت زیادی دارد لذا در گام نخست، پارامترهای الکتریکی ماشین اندازه گیری می شوند. در تنها مقاله منتشرشده در زمینه کنترل مستقیم گشتاور درایو موتور سنکرون رلوکتانسی مبتنی بر خطی سازی ورودی- خروجی، معیار برقراری استراتژی راندمان بهینه (با در نظر گرفتن تلفات آهن) و گشتاور تولیدی به عنوان خروجیهای کنترل کننده انتخاب شده اند. لذا، امکان کنترل مستقل دامنه شار مغناطیسی استاتور وجود ندارد. بعلاوه، تحقق کامل روش پیشنهادی وابسته به تنظیم مناسب ضرائب دو pi بکار رفته در آن می باشد. بنابراین در گام دوم این پایان نامه، کنترل مستقیم شار و گشتاور موتور سنکرون رلوکتانسی بگونه ای پیشنهـاد می گردد که درآن شار نیز مشابه گشتاور مستقیماً کنترل و دو pi مذکور نیز حذف شوند. در گام سوم، کنترل سرعت درایو موتور سنکرون رلوکتانسی بر مبنای خطی سازی ورودی- خروجی تطبیقی ارائه می گردد. نکته قابل توجه در این روش آن است که با برقرار بودن شرط تحریک مداوم و ثابت فرض نمودن lq، تخمین بهنگام ld و rs امکان پذیر است. از مزایای بکارگیری این کنترل کننده تطبیقی، امکان اجرای استراتژیهای کنترلی مختلف بدون نیاز به دانستن مقادیر دقیق پارامترهای الکتریکی و یا تهیه جدول می باشد. در گام چهارم یک روش کنترل مستقیم گشتاور و شار جهت درایو موتور سنکرون رلوکتانسی در دستگاه مرجع شاردور استاتور مبتنی بر کنترل مود لغزشی و مدولاسیون بردار فضایی ارائه می گردد. ترکیب اصولی کنترل مود لغزشی، dtc و مدولاسیون بردار فضایی یک سیستم درایو ساده و در عین حال مقاوم را بوجود می آورد. بطور ویژه، کنترل مود لغزشی درایو را نسبت به اغتشاشات گشتـاور بار و تغییرات نقطه کـار مقاوم می سازد، dtc مـوجب پاسخ دینامیکی سریـع می شود و مدولاسیون بردار فضـایی، پاسخهای حالت دائم گشتاور، شار و جریان را با کاهش ریپل بهبـود می بخشد. روشهای پیشنهادی با بهره گیـری از یک رایانه ی سنکـرون با یک بورد cpld بصورت آزمایشگــاهی مورد ارزیــابی قرار می گیرند.

در این گزارش، طراحی کنترلگرهای بهینه-مقاوم جهت اعمال بر روی سیستم های غیرخطّی توسط مدلسازی فازی (t-s) مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است. در این راستا، با توجّه بر اهمیّت مدلسازی سیستمها در طراحی کنترلگر، مدلسازی سیستمهای دینامیکی غیرخطّی مورد بررسی قرارگرفته است. همچنین در بحث مدلسازی سیستمهای غیرخطّی، مدلسازی فازی به عنوان یکی از راهکارهای موجود جهت مدلسازی سیستم های غیرخطّی معرفی شده و ویژگیهای آن با توجّه بر مطالعات انجام شده، مورد بحث و بررسی واقع شده است. در ادامه با اشاره بر ویژگیهای کنترلگرهای حلقه بسته ی فازی، انواع روشهای مرسوّم در طراحی کنترلگرهایی که دارای قابلیت بهره گیری از سیستم استنتاج فازی هستند، ارائه گردیده است. در بین روشهای مطرح شده در طراحی کنترلگرهای فازی، جهت حصول کنترلگر مقاوم-بهینه روش طراحی کنترلگر فازی با بهره ی برنامه ریزی انتخاب و مورد بررسی قرار گرفته و ویژگیهای منحصر به فرد آن ارائه گردیده است. در ادامه طراحی کنترلگرهای از نوع بهره ی برنامه ریزی شده در قالب کنترلگر فیدبک حالت و کنترلگرهای مبتنی بر مشاهده گر با تعریف معیارهای مرسوّم و کارآمد بهینه-مقاوم مورد بررسی قرار گرفته است. در امر طراحی، معیارهای حصول کارایی بهینه-مقاوم، از نوع کنترل با تضمین حد بالای تابع هزینه و معیار زیر بهینه ی hinf و ساختار قانون کنترل از نوع جبرانسازی توزیع یافته ی موازی (pdc) و جبرانسازی توزیع یافته ی موازی پویا (dpdc) انتخاب شده است. همچنین امر طراحی کنترلگر ساختار یافته در قالب حل عددی مسئله ی بهینه سازی محدّب، بر روی محدوده ی تشکیل یافته شده، توسط نامساویهای ماتریسی خطّی (lmis) فرمول بندی شده است. جهت بررسی کارامدی هر یک از قضیه های مطرح شده، کاربردهایی از هر یک از انواع کنترلگرهای مطرح شده ی فیدبک حالت، کنترلگر فیدبک حالت مبتنی بر مشاهده گر و کنترلگر مبتنی بر فیدبک خروجی ارائه گردیده است. از دسته کاربردهای مطرح شده در این گزارش می توان طراحی کنترلگر بهینه-مقاوم فازی از نوع حالت را جهت اعمال بر روی سیستم درایو موتور القایی روتور سیم پیچی شده و طراحی کنترلگر بهینه-مقاوم فازی از نوع حالت و مبتنی بر مشاهده گر حالت را برای سیستم آزمایشگاهی آونگ-گاری نام برد. در هر یک از کاربردهای مطرح شده کارآیی کنترلگر توسط ارائه ی نتایج شبیه سازی های انجام گرفته و یا نتایج بدست آمده از پیاده سازی کنترلگر بر روی سیستم عملی مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. در انتها با ارائه و بررسی قابلیت ها و معایب روش مطرح شده به ارائه ی پیشنهاداتی جهت بهبود و رفع معایب، پرداخته شده است.

سیستم توزیع که از بخش های اساسی هر سیستم قدرت محسوب می شود، از اهمیت فوق العاده ای برخودار است. پیچدگی، پراکندگی و نزدیکی به مصرف کننده بر اهمیت شبکه های توزیع می افزاید. به گونه ای که حجم عمده ای از سرمایه گذاری اولیه برای تهیه انرژی از نیروگاه تا محل مصرف به سیستم توزیع مربوط می شود. منابع تولید پراکنده در مقایسه با ژنراتورهای بزرگ و نیروگاهها، حجم و ظرفیت تولید کمتری داشته و با هزینه پایین تری راه اندازی می شوند. همچنین اتصال این تولیدات به شبکه های توزیع منافع و سود مندیهای زیادی به دنبال دارد. از جمله مواردی که استفاده از واحدهای تولید پراکنده را مورد توجه قرار می دهند، می توان به مسائلی نظیر مسائل اقتصادی در توسعه نیروگاهها، کاهش آلودگی محیط زیست، بالا بودن بازدهی این منابع در تولید برق، بالا بردن کیفیت برق رسانی به مشتریان، کاهش تلفات در شبکه های توزیع، بهبود پروفیل ولتاژ، آزاد سازی ظرفیت شبکه و بسیاری از موارد دیگر اشاره نمود. هدف از این پایان نامه تعیین توان و مکان منابع تولید پراکنده است بطوریکه با لحاظ قیود مساله موجب کاهش تلفات شبکه توزیع شود. سپس الگوریتم ژنتیک و الگوریتم پرندگان برای یافتن یک جواب بهینه از یک مجموعه جواب قابل قبول بکار رفته است و با نرم افزارmatlab الگوریتم جایابی و تعیین ظرفیت در دو شبکه نمونه حقیقی فشار متوسط مربوط به شبکه توزیع شهر شهرکرد شبیه سازی شده است

در این گزارش، طراحی یک سیستم درایو موتور القایی تکفاز به منظور بهبود راندمان مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است. با توجه به اهمیت صرفه جویی در مصرف انرژی پس از معرفی انواع موتور های تکفاز به بررسی منابع تلفات در موتورهای القایی پرداخته می شود؛ همچنین روش های مختلف کنترل اینگونه موتورها به تفصیل بیان می شود و معایب و مزایای هر یک تشریح می گردد. در این راستا، با توجّه به اهمیت مدلسازی سیستمها در طراحی کنترل کننده، ابتدا مدلسازی سیستم درایو موتور مورد بررسی قرارگرفته است. در بحث مدلسازی به منظور افزایش راندمان کار موتور دو روش ماکزیمم نسبت گشتاور به جریان و روش جستجو، مورد بحث و بررسی واقع شده اند. در ادامه، ساخت و پیاده سازی مجموعه آزمایشگاهی درایور موتور تکفاز ارائه شده است. در ساخت این مجموعه از بورد کنترلی ezdsp که در آن یک پردازنده دیجیتال سیگنال (dsp) بکار رفته، استفاده شده است. در قسمت ساخت مجموعه آزمایشگاهی درایو روند طراحی سیستم بطور کامل تشریح گردیده است و قسمت های مختلف از جمله اینورتر، مدار فرمان سو ییچ ها، سنسور های اندازه گیری جریان و ولتاژ، نحوه اندازه گیری سرعت موتور و مجموعه موتور و بار آن با استفاده از شکل های مناسب معرفی شده اند. در ادامه سیستم ساخته شده مورد آزمایش قرار می گیرد و شکل موج های قسمت های مختلف ارائه می گردد. در پایان نتایج عملی و شبیه سازی با یکدیگر مقایسه می شوند و با توجه به نتایج، صحت روش پیشنهادی مورد ارزیابی قرار می گیرد.

با پیدایش ادوات facts تغییرات چشم گیری در شبکه ی انتقال از حیث بهره برداری بهتر از سیستم های موجود بدون از بین رفتن حاشیه ی پایداری مطلوب اتفاق افتاد. امروزه انواع مختلفی از ادوات facts موجود است که به طرق مختلف در شبکه قرار می گیرند. یکی از جدیدترین تجهیزات موثر برای این منظور hfc می باشد، که به عنوان ابزاری چند منظوره مورد بهره برداری قرار می گیرد. با توجه به مقایسه های صورت گرفته در فصل 4، hfc با تزریق کمترین ولتاژ سری توسط pst به عنوان رقیب منحصر به فردی برای upfc معرفی می شود. همچنین در این پایان نامه hfc با یک آرایش متفاوت دیگر (اقتصادی تر از upfc) نیز مورد مقایسه واقع شده است. نتایج حاصل در سیستم تحت مطالعه موید برتری اقتصادی hfc بر این ترکیب می باشد. هرچند هنوز hfc قادر به برآورده ساختن کلیه ویژگی های upfc نمی باشد، اما با توجه به پیشرفت ادوات الکترونیک قدرت و تجهیزات کلاسیک مورد استفاده در این ترکیب، می توان به مزیت های روزافزون hfc امیدوار بود. در این پایان نامه با معرفی hfc بهبود یافته ، سعی در حذف یکی از معایب مهم hfc (گسستگی نقاط کاری) بوده و نتایج حاصل از شبیه سازی نیز نشان از برآورده نمودن چنین هدفی می باشد. به دلیل این که با استفاده از tcsc در پیکره بندی hfc پیوستگی نقاط کاری برای hfc بهبود یافته حاصل می گردد. به منظور مقایسه بهتر tcsc با hfc بهبود یافته کنترل کننده های مختلف اعم از pi، فازی،anfis، کنترل کننده ترکیبی فازی anfis و کنترل کننده عاطفی به منظور کنترل زاویه آتش tcsc جهت تامین دقیق توان انتقالی مورد استفاده قرار گرفت. کنترل کننده pi با ضرایب ثابت، فقط برای سیستم های خطی مشخص، یا سیستم های غیرخطی حول یک نقطه کار مشخص دارای عملکرد بهینهای می باشد، با تغییر نقاط کاری، یا تغییر پارامترهای سیستم و در صورت بروز نامعینی و سایر مشکلات مربوط به سیستم های غیر خطی، نیاز به استفاده از کنترل کننده های تطبیقی می باشد. کنترل کننده فازی در عین سادگی، در مقایسه با کنترل کننده pi، در مقابل تغییر نقطه کار مقاوم تر می باشد. هرچند کنترل کننده های pid تطبیقی ممکن است دارای عملکرد مناسبی باشند، اما در مقایسه با کنترل کننده عاطفی دارای این محدودیت هستند که به محاسبات پیچیده تر، زمان بیشتر جهت پردازش، حجم داده ها و حافظه بالاتر نیاز دارند. کنترل کننده حلقه باز anfis طراحی شده بر اساس مدل معکوس سیستم و فقط بر اساس یک ورودی و یک خروجی عملکرد شایسته ای را از خود نشان داد. هرچند به دلیل حلقه باز بودن آن، دارای خطای حالت ماندگار می باشد. در نقاط مختلف میزان این خطا متفاوت بوده و در بسیاری از شرایط قابل قبول است. همچنین در مقایسه با روش های کنترلی حلقه باز از مزایای بیشتری برخوردار است. برای اینکه وابستگی کنترل کننده نسبت به تغییر پارامترها و حتی خطای احتمالی حالت ماندگار کمتر شود، از ترکیب کنترل کننده anfis با کنترل کننده فازی استفاده شده است. بنابراین این مجموعه حتی در اثر وجود نامعینی ها در سیستم و تغییرات پارامترها کنترل کننده مقاومی محسوب می شود. همچنین برای اولین بار کاربرد کنترل کننده عاطفی در ادوات facts مورد استفاده واقع شد که عملکرد بسیار مناسبی از این کنترل کننده شاهد بودیم. می توان این کنترل کننده را به عنوان مناسب ترین کنترل کننده برگزید، چرا که دارای خاصیت تطبیقی در عین سادگی و مقاوم بودن در برابر تغییر سیگنال مرجع می باشد. در hfc تحت مطالعه دو سطح کنترلی) یکی کنترل سریع توسط tssc و دیگری pst با پاسخ کند در حدود چند ثانیه) وجود دارد. هر چند امروزه دیگر از pst کمتر استفاده می شود، در این کاربرد با تعریف دو سطح کنترلی برای hfc و ترکیب با کنترل سریع tssc، استفاده مجدد و مقرون به صرفه از pst به منظور کنترل سریع توان انتقالی امکان پذیر گردید. به خاطر این که تپ های موجود در ترانسفورماتور به صورت پله ای تغییر می کند، انتظار دست یابی به هر توان انتقالی در صورت عدم استفاده از tcsc امری غیر ممکن است. با توجه به توانایی های متنوع تعریف شده برای hfc بهبود یافته می توان استراتژی های متنوعی تعریف نمود که در این پایان نامه به ذکر چند نوع از آنها پرداخته شد و در شرایط متنوع نیز شبیه سازی شد. بنابراین با توجه به بحث صورت گرفته، می توان نتایج را به شرح زیر بیان نمود: - مقرون به صرفه بودن hfc نسبت به دیگر ادوات facts اعم از upfc و هر ترکیب دیگر upfc. - برتری کنترل کننده ی عاطفی نسبت به سایر کنترل کننده های طراحی شده. - برتری استراتژی پیشنهادی نسبت به استراتژی های قبلی. - برتری hfc بهبودیافته نسبت به تجهیزات مورد استفاده و هر ترکیب دیگر آن. - تامین کنترل دقیق توان اکتیو انتقالی توسط hfc بهبود یافته. - برتری hfc بهبود یافته از لحاظ اقتصادی نسبت به hfc. - برتری hfc بهبود یافته از لحاظ کنترل دقیق توان نسبت به hfc. - برتری hfc بهبود یافته از لحاظ تامین توان انتقالی بیشتر نسبت به hfc. - برتری hfc بهبود یافته نسبت به تزریق هارمونیک کمتر نسبت به tcsc.

از مشکلات اساسی موتورهای القایی تکفاز زیاد بودن نوسانات گشتاور آنهاست که باعث بالا رفتن دمای سیم پیچ ها و اتلاف توان در آنها می شود. علاوه بر این موجب بروز خطا در متغیرهای تحت کنترل و محدودیت کاربرد موتور در مصارفی که نیازمند دقت زیاد است می شود. این موتورها بدلیل سادگی ساختار و سهولت ساخت و هزینه تولید کم، کاربرد گسترده ای در لوازم خانگی و صنعت (موتورهای توان پایین زیر یک کیلو وات) یافته اند. در این کاربردها با توجه به کارکرد موتور در سرعت ثابت ، رفتار موتور بهینه نیست. لذا با توجه به تعداد زیاد موتورهای القایی تکفاز، انرژی الکتریکی قابل توجهی تلف می شود. از طرف دیگر هزینه روبه افزایش انرژی الکتریکی موجب ازدیاد هزینه انرژی تلف شده می گردد. بنابراین بهینه سازی عملکرد و افزایش بازده آنها ضروری بنظر می رسد. در این پایان نامه پس از بررسی مختصر روشهای کنترلی ارائه شده در این زمینه، کنترل مستقیم شار و گشتاور با بهره گیری از تکنیک های غیر خطی؛ خطی سازی با فیدبک ورودی خروجی، حالت لغزشی و گام به گام عقب انتگرالی در دستگاه مختصات ساکن معرفی می گردد. همانطور که از مقایسه نتایج حاصل از شبیه سازی روش خطی سازی ورودی-خروجی با روش کنترل برداری در راستای شار روتور دیده می شود، روش ارائه شده در کنترل گشتاور و شار استاتور از نظر زمان صعود، زمان نشست و میزان بالازدگی پاسخ و درصد ضربانات گشتاور بهتر از روش دیگر می باشد. علاوه بر این، روش خطی سازی ورودی-خروجی بر خلاف تکنیک های مختلف کنترل برداری نیازی به امتدادیابی میدان های مغناطیسی در یک دستگاه مختصات مرجع خاص ندارد بلکه به کمک متغیرهای ورودی جدید همواره امکان کنترل مستقل از هم گشتاور تولیدی و اندازه شار مغناطیسی استاتور(روتور) به طور خودکار فراهم است. به بیان دیگر این روش مشابه یک روش کنترل اسکالر (v?f ثابت) است که در آن عملاً همان نتایج کنترل برداری قابل دستیابی است. اما، در هر دو روش کنترل برداری و خطی سازی با فیدبک لازم است تا بطور قطعی اطلاعات نسبتاً دقیقی از بردار شار دور مغناطیسی روتور(استاتور)، پارامترهای ماشین و نیز سرعت و موقعیت به هنگام روتور در اختیار باشد. دلیل این موضوع آن است که رفتار دینامیکی ماشین درایو نسبت به تغییرات پارامترهای ماشین به خصوص ثابت زمانی مدار روتور و همچنین نامعینی ها و اغتشاشات احتمالی موجود در مشخصه بار مکانیکی حساس است. پارامترهای ماشین با تغییردما، تغییرفرکانس و با اشباع هسته تغییر می کنند. روش کنترلی حالت لغزشی برخلاف کنترل خطی سازی ورودی-خروجی نسبت به تغییرات پارامترها حساس نبوده و پاسخ مطلوب سیستم را همچنان حفظ می کند. از این تکنیک معمولاً در سیستم هایی استفاده می شود که شناخت دقیقی نسبت به مشخصات آنها در دست نیست و یا ممکن است سیستم تحت تاثیر متغیرهای پیش بینی نشده ای قرار گیرد. عمدهترین مزیت این روش مقاوم کردن سیستم در مقابل تغییرات می باشد. علاوه بر این پاسخ دینامیکی سریع، پیاده سازی آسان سخت افزاری و پایداری مناسب سیستم در حالت ماندگار از مزایای این نوع کنترل کننده می باشد. همچنین بهینه سازی راندمان موتور القایی دو فاز بازای هر بار مکانیکی و سرعت داده شده، با بهره گیری از روش جستجو تعیین می شود. در این روش، شار مرجع موتور بدون نیاز به هیچیک از پارامترهای الکترومکانیکی بدست می آید.

امروزه تکنولوژی سیستم های فوتوولتائیک به دلیل ایمنی بالا و عدم تولید آلاینده ها، در تولید توان الکتریکی پاک نقش مهمّی را ایفا می کنند. آرایه فوتوولتائیک یک منبع توان با مقاومت داخلی غیرخطّی می باشد. مشخّصه غیرخطّی یک آرایه فوتوولتائیک تابعی از دما و شدّت تابش است. توان خروجی آرایه با تغییرات دما و تابش تغییر می کند بنابراین نقطه کار یک آرایه فوتوولتائیک با تغییرات شرایط جوّی و همچنین تغییرات اندازه بار جا به جا می شود. به دلایل اقتصادی و افزایش بازدهی، نقطه کار مطلوب سیستم فوتوولتائیک که در نقطه توان ماکزیمم آن واقع است باید در خروجی آرایه قرار گیرد. به منظور استخراج توان ماکزیمم از آرایه، بایستی مقاومت بار با مقاومت داخلی آرایه برابر شود. برای این منظور می توان با تغییر دوره عمر پالس اعمالی به مبدّل dc-dc بوست، بین مقاومت بار دیده شده از سمت آرایه و مقاومت داخلی آن تساوی برقرار کرد و توان حداکثر را برای تحقّق تعقیب نقطه توان ماکزیمم به بار رسانید. این پایان نامه، با ارائه مدلی از سلول های فوتوولتائیک سیلیکونی پلی کریستال و با بکارگیری تکنیک هوشمند فازی- عصبی، به تعقیب نقطه توان ماکزیمم پرداخته است. شبکه عصبی توسط مقادیر بهینه ای که از الگوریتم ژنتیک بدست آمده، آموزش داده شده است. تعقیب نقطه توان ماکزیمم توسط نرم افزار matlab، مطالعه و شبیه سازی شده است. نتایج بدست آمده از این روش بیانگر دقت و سرعت بالای روش پیشنهادی در تعقیب نقطه توان ماکزیمم تحت شرایط تغییرات سریع جوّی و تغییرات بار مبدّل است.

امروزه استفاده از عناصر الکترونیک قدرت در تجهیزات صنعتی از قبیل درایوها و یکسوکننده ها رشد چشم گیری یافته است. چنین تجهیزاتی به خاطر ماهیت غیرخطی شان در شبکه هارمونیک تولید می کنند. از این رو مبحث مقابله با هارمونیک ها هم اکنون یکی از مسائل مورد توجه می باشد و استانداردهایی نیز در خصوص سقف مجاز تولید این آلودگی ها توسط مجامع بین المللی وضع شده است. یکی از وسایلی که جهت کاهش سطح هارمونیک ها در شبکه به طور موثر استفاده می شود، فیلتر اکتیو است. تکنیک های کنترلی فیلتر اکتیو به دو دسته ی کنترل حلقه باز و کنترل حلقه بسته تقسیم می شوند. تکنیک های کنترلی حلقه بسته دارای دقت بیشتری هستند که از میان آن ها می توان به تکنیک جریان سلف ثابت، ولتاژ خازن ثابت، تکنیک های کنترلی خطی ولتاژ و روش های جدیدتری مثل روش های وقفی، پیش بین و حالت لغزشی اشاره کرد. کنترل حالت لغزشی پر کاربرد ترین روش برای کنترل فیلتر اکتیو است، زیرا به دلیل داشتن ساختار متغیر با زمان تناسب بیشتری با ساختار متغیر با زمان فیلتر اکتیو دارد. علاوه بر این کنترل حالت لغزشی خصوصیاتی مانند مقاومت، حساس نبودن نسبت به تغییر پارامترهای سیستم و سادگی پیاده سازی را دارا می باشد. در این پایان نامه ابتدا فیلتر اکتیو vsi به عنوان راه حلی برای کاهش هارمونیک های بار غیرخطی در نظر گرفته شده است. این فیلتر اکتیو به روش کنترل حالت لغزشی توسط سه الگوی کلیدزنی مختلف کنترل شده است. الگوی کلیدزنی سوم که روشی نوین است، نسبت به دو الگوی کلیدزنی دیگر جریان منبع را در هنگام عبور از صفر به حالت سینوسی نزدیک تر می کند. در ادامه فیلتر اکتیو با یکسوساز pwm مقایسه گردید؛ نتایج شبیه سازی، برتری فیلتر اکتیو را از نظر میزان کاهش هارمونیک ها و وابسته نبودن به پارامترهای سیستم نشان می دهد. بعد از آن، فیلتر اکتیو csi با دو روش کنترل مرسوم و کنترل حالت لغزشی که روش نوینی برای این فیلتر است، مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد، استراتژی کنترلی دوم به دلیل داشتن جزء انتگرالی، thd جریان منبع را بیشتر کاهش می دهد. در نهایت دو فیلتر اکتیو با ساختار csi و vsi با هم مقایسه شده اند نتایج شبیه سازی ها حاکی بر این است که اگر برای فیلتر اکتیو با ساختار vsi به منظور جلوگیری از اتصال کوتاه شدن خازن لینک dc ناحیه ی مرده ای را در نظر بگیریم thd جریان منبع نامطلوب می شود. بنابراین فیلتر اکتیو باساختار csi عملکرد بهتری نسبت به فیلتر اکتیو با ساختار vsi با در نظر گرفتن ناحیه ی مرده در توان های بالا دارد.

امروزه به علت افزایش نگرانی ها از آلودگی محیط زیست ناشی از احتراق سوخت های فسیلی، استفاده از انرژی های تجدید پذیر به منظور تولید توان الکتریکی افزایش چشمگیری داشته است، به خصوص انرژی باد که به علت عدم تولید گاز های گلخانه ای، سودآوری و هزینه نگهداری کم بسیار مورد توجه قرار گرفته است. ژنراتور های القایی دو سو تغذیه به علت مزایای زیادی چون امکان عملکرد سرعت متغیر، کاهش نرخ توان مبدل به حدود %30 توان نامی ژنراتور، تلفات و هزینه کمتر و امکان کنترل مستقل توان اکتیو و راکتیو، به وفور در سیستم های تولید توان بادی مورد استفاده قرار می گیرند. اما به علت اینکه استاتور این ژنراتور ها مستقیماً به شبکه متصل می شود، نسبت به اختلالات شبکه بسیار حساس هستند و عدم تعادل اندکی در ولتاژ شبکه، جریان شبکه را به میزان زیادی نامتعادل می کند. این امر باعث تولید گرمای نابرابر در سیم پیچ های استاتور شده و همچنین منجر به ایجاد نوسانات توان و گشتاور با فرکانس دوبل شبکه خواهد شد که نه تنها برای پایداری شبکه مضر است بلکه به سیستم مکانیکی توربین بادی هم آسیب وارد می کند. جدا کردن ژنراتور از شبکه در هنگام رخداد عدم تعادل در ولتاژ شبکه بهره وری سیستم تولید توان بادی را کاهش می دهد، لذا مطلوب است که در هنگام خطا ژنراتور متصل به شبکه باقی بماند و اثرات ناشی از عدم تعادل ولتاژ شبکه حذف شده و یا تا حد امکان کاهش داده شوند. بنابر این پیشنهاد روش هایی به منظور بهبود عملکرد سیستم تحت شرایط عدم تعادل ولتاژ شبکه موضوع مهمی خواهد بود. طرح های کنترل توان برای ژنراتور های القایی دو سو تغذیه مورد استفاده در توربین های بادی را می توان به دو دسته کلی طبقه بندی نمود: طرح های کنترل برداری (vc) و طرح های کنترل مستقیم توان (dpc) . در این پایان نامه یک طرح جدید کنترل مستقیم توان برای ژنراتور القایی دو سو تغذیه در حالت اتصال به شبکه پیشنهاد شده است. این طرح امکان تأمین همزمان دو هدف کنترلی یعنی حذف نوسانات توان اکتیو و راکتیو را با استفاده از روش کنترل حالت لغزشی فراهم می کند. به علاوه این روش اعوجاجات هارمونیکی (thd)جریان استاتور را هم کاهش می دهد. با مقایسه این روش با روش کنترل حالت لغزشی مبتنی بر تولید مولفه های جبرانی توان و همچنین روش کنترل مستقیم بهبود یافته توان(dpc+) نتیجه می شود که این روش پیشنهادی علاوه بر امکان تأمین همزمان دو هدف کنترلی، مزایای زیادی نظیر عدم نیاز به تجزیه ولتاژ و جریان استاتور به مولفه های توالی مثبت و منفی، عدم نیاز به تولید مولفه های جبرانی توان و قابلیت اجرا در قاب مرجع ساکن استاتور را دارا می باشد. به علاوه نشان داده می شود که روش کنترل پیشنهادی پاسخ دینامیکی سریعی داشته و نسبت به تغییرات سرعت باد و هارمونیکی شدن منبع ولتاژ شبکه هم مقاوم است.

نگرانی ها در مورد آلودگی زیست محیطی با احتراق سوخت های فسیلی بیش از پیش تشدید شده است، بطوریکه سیاست های رشد و توسعه منابع جایگزین انرژی بیشتر از قبل مورد توجه قرار گرفته اند. با اجرای پرتکل کیوتو، صنعت انرژی توسعه انرژیهای تجدید پذیر را آغاز کرده است. در میان انواع انرژی های نو، باد به عنوان یکی از مهمترین و اقتصادی ترین انرژی های پاک مورد توجه مضاعف قرار گرفته است. امروزه در نیروگاه های بادی ژنراتورهای متفاوتی به کار گرفته می شود که در این میان ژنراتور القایی از دو سو تغذیه به دلیل مزایای فراوانی چون قابلیت کار در ناحیه زیر سنکرون و فوق سنکرون بیش از سایر ژنراتورها مورد توجه قرار گرفته اند. نیروگاه های بادی معمولا در نقاطی دور از شبکه اصلی قرار دارند و از طریق یک خط انتقال به شبکه متصل می شوند. از آنجایی که این شبکه غالبا دچار عدم تعادل در فازها می باشد، کارکرد عادی ژنراتور القایی از دوسو تغذیه دچار مشکل می شود. نامتعادل بودن ولتاژها می تواند سبب نامتعادلی در جریان استاتور و نتیجتا ایجاد گرمای نامتعادل در سیم بندی ماشین گردد. این در حالی است که جریان های نامنعادل استاتور باعث ایجاد ریپل گشتاور بالا بر روی شافت ماشین و ایجاد مولفه های دو برابر فرکانس (مولفه های 100 هرتز) در توان در توان خروجی استاتور می شود. بعلاوه در حالیکه نوسانات توان خروجی پایداری شبکه را تحت تاثیر قرار می دهد. در این پایان نامه ژنراتور القایی از دو سو تغذیه درحالی که از طریق یک خط انتقال به شبکه نامتعادل متصل شده است و یک بار محلی را تغذیه می کند و با کنترل توسط سه مبدل الکترونیک قدرت مورد مطالعه قرار گرفته است: یک مبدل سری سمت شبکه در مدار استاتور و یک مبدل پشت به پشت در قسمت رتور. در ابتدا یک روش کنترلی بهبودیافته جهت کنترل ولتاژ لینک dc مبدل پشت به پشت بر مبنای کنترل مد لغزشی ارائه شده است تا نوسانات ولتاژ مذکور را به حداقل برساند. در ادامه به منظور از بین بردن نوسانات گشتاور الکترومغناطیسی، حذف مولفه های نوسانی با فرکانس 100 هرتز از توان خروجی ماشین، متعادل سازی جریان های استاتور و روتور یک روش کنترلی جدید بر مبنای مد لغزشی و بدون جداسازی مولفه ها برای کنترل مبدل سری سمت شبکه پیشنهاد شده است. قابل ذکر است که روش کنترلی پیشنهادی دارای بدلیل عدم نیاز به جداسازی مولفه ها دارای پاسخ دینامیکی سریعی است. روش کنترلی پیشنهادی در برابر تغییر پارامترها مقاوم می باشد. پایداری هر سه مبدل الکترونیک قدرت (مبدل سمت روتور، مبدل سری سمت شبکه، مبدل موازی سمت شبکه) اثبات شده است.

تولید روز افزون نیروی برق از انرژی باد در سال های اخیر موجب گردیده تا اکثر کشورها قوانین و استانداردهای جدیدی در خصوص مزارع بادی وضع کنند. هدف از ایجاد این قوانین و استانداردها ارتقاء امنیت اتصال مزارع بادی به شبکه است. بر اساس این استانداردها، ولتاژ شبکه می تواند دارای هارمونیک و مقداری نامتعادلی باشد، که در این شرایط باید توربین بادی به صورت کاملا موفقیت آمیزی عمل کند. امروزه پرکاربرد ترین ساختار توربین های بادی سرعت متغیر، ژنراتور القایی از دو سو تغذیه (dfig) می باشد. اما از آنجایی که استاتور مستقیما به شبکه متصل می شود، این ساختار نسبت به تغییرات ولتاژ به گونه ای حساس می باشد که یک تغییر کوچک در ولتاژ شبکه می تواند باعث بروز صدمات جدی به ژنراتور شود. در حالت ولتاژ نامتعادل و هارمونیکی شبکه، مشکلات عدیدی همچون نوسانات گشتاور الکترومغناطیسی، نوسانات توان های اکتیو و راکتیو خروجی از سیستم dfig، ریپل ولتاژ لینک dc و همچنین هارمونیکی شدن جریان خروجی از کل سیستم ژنراتور القایی دو سو تغذیه را خواهیم داشت. در این پایان نامه هدف اصلی، فائق آمدن به تمامی مشکلات ذکر شده به صورت همزمان می باشد. از این رو ساختار جدیدی برای ژنراتورهای القایی از دو سو تغذیه ارائه شده است. همچنین نتایج بدست آمده ساختار جدید با استفاده از نرم افزار matlab ارائه گردیده و با نتایج ساختار های مرسوم مقایسه شده است.

در این پایان نامه یک مدل تحلیلی برای پیش بینی توزیع چگالی شاردر فاصله هوایی برای ماشین آهنربای سطحی در شرایط بی باری و بارداری ارایه شده است. اثر شیار استاتور به صورت جریان های مجازی در نظر گرفته شده است، نحوه مدل کردن جریان مجازی بطور مفصل بحث خواهد شد. اساس روش ارایه شده حل معادلات ماکسول در هر ناحیه و اعمال شرایط مرزی بین نواحی است. مزیت این روش نسبت به روش های تحلیلی پیشین ریاضیات ساده تر و حجم محاسبات کمتر می باشد.

تقاضای روزافزون برای منابع توان کوچکتر و کارآمدتر برای تجهیزات الکترونیکی فشردهتر، منجر به روی آوردن به مبدلهای dc/dc جدید شده است. مزایای مبدلهای dc/dc کاملاً شناخته شدهاند که عبارتند از چگالی توان بالا و بازدهی خوب. کنترل صحیح این مبدلها از اهمیت زیادی برخوردار است. در این میان روش کنترلی غیرخطی به دلیل پاسخ دینامیکی خوب، مقاوم بودن و رفتار پایدار در برابر تغییرات بار و ولتاژ ورودی توجه خاصی را دریافت کرده است. در این پایاننامه، به طراحی روش کنترلی جدیدی برای حل مشکل تنظیم ولتاژ خروجی مبدل positve output elementary super-lift luo(poesll) پرداخته شده است. طراحی کنترلکنندههای تطبیقی و لغزشی، پایداری با عملکرد مطلوب را برای مبدلهای dc/dc ممکن میسازد. این تحقیق شامل ترکیب مدل دینامیکی سیگنال بزرگ متوسط و روشهای کنترل تطبیقی و لغزشی از جمله روش کنترل تطبیقی فیدبک حالت است. در طراحی کنترلکنندههای تطبیقی، پارامترهای کنترلکننده در حین کار چنان تطبیق داده میشوند که با وجود نامعینی برخی پارامترها، عمل کنترل به درستی صورت پذیرد. پایداری کلی سیستم با روش کنترل تطبیقی فیدبک حالت اثبات شده است. برخی ویژگیهای کنترلکننده تطبیقی فیدبک حالت در مقایسه با کنترلکننده مد لغزشی عبارتند از: فرکانس کلیدزنی ثابت، پاسخ مناسب، حذف وزوز ، کاهش ریپل ولتا‍ژ و حذف سنسورهای اضافی. نتایج شبیهسازیهای انج انجام شده، نشان دهنده این مزایا هستند.

امروزه موتورهای مغناطیس دائم بدون جاروبک جریان مستقیم به دلیل چگالی توان بالا، نسبت گشتاور بر آمپر بالا، لختی کم، راندمان بالا و مقاوم بودن ساختاری اهمیت زیادی پیدا کرده اند. در مقابل مزایای فراوان این موتورها، ریپل گشتاور زیاد آنها آزار دهنده است. مهمترین علت این ریپل در ماشین های با ولتاژ ضدمحرکه ذوزنقه ای، گشتاور کاگینگ، عدم تقارن مکانیکی و عدم تساوی شیب صعود و نزول جریان ها در ناحیه کموتاسیون است. در این پایان نامه یک روش pwm حلقه بسته برای حذف ریپل کموتاسیون در رنج وسیعی از سرعت موتور ارائه شده است که در عین سادگی روش به پارامترهای موتور وابسته نمی باشد و در مقابل تغییرات ولتاژ منبع و پارامترهای موتور مقاوم می باشد. همچنین کموتاسیون در حداقل زمان ممکن صورت می گیرد . در بسیاری از مراجع یک تا سه حسگر ولتاژ و دو تا سه حسگر جریان برای کنترل ریپل ناحیه کموتاسیون استفاده شده است در حالیکه در روش پیشنهادی به تنها یک حسگر جریان نیاز است. همچنین روش مناسبی برای تشخیص خروج از ناحیه کموتاسیون مورد استفاده قرار گرفته است. علاوه بر آن، سخت افزار پیشنهادی برای پیاده سازی این روش با استفاده از fpga یا یک ریز پردازنده ارزان به همراه مدارات آنالوگ جنبی ارائه شده است. نتایج شبیه سازی ارائه شده با زبان برنامه نویسی c++ حاکی از کارایی روش پیشنهادی و مقاوم بودن آن نسبت به عدم قطعیتهای پارامتری می باشد.