موتورهای الکتریکی بسیار کوچک بخش مهمی از سیستمهای میکروالکترومکانیکی هستند و به دلیل کاربردهای متفاوتی که دارند تحقیقات زیادی در زمینه آن ها صورت گرفته است. در این پایان نامه تحقیق بر روی متداول ترین میکروموتورهای الکتریکی که بر مبنای اصول میدان های الکترو استاتیکی کار می کنند انجام شده است. از آنالیز اجزاء محدود برای به دست آوردن پارامتر های الکتریکی میکروموتور با ظرفیت خازنی متغیر استفاده شده است و برای به دست آوردن گشتاور الکتریکی از نقاط انرژی به دست آمده توسط آنالیز fem از درون یابی به روش اسپلاین استفاده می شود. از ترکیب آنالیز اجزاء محدود و روش عددی ذوزنقه ای تعمیم یافته جهت حل معادلات کامل دینامیکی این ماشین استفاده شده است. و نتایج این معادلات با معادلات ساده شده میکرو ماشین جهت مقایسه ارائه شده است. همچنین دو روش کنترل سرعت جدید برای کنترل دور این ماشین معرفی شده است. با توجه به این واقعیت که گشتاور تحویلی توسط این نوع ماشین ها به ساختار هندسی آن ها بستگی دارد، لذا بهینه سازی ساختار هندسی این ماشین ها به نحوی که بتوان بیشترین گشتاور خروجی مسطح ممکن را از آن ها دریافت کرد، مورد توجه قرار گرفته است. برای بهینه سازی این ماشین ها از ترکیب آنالیز fem دو بعدی و روشهای هوشمند جستجو نظیر الگوریتم ژنتیک و الگوریتم de استفاده شده است، که برای نخستین بار جهت بهینه سازی میکروموتورها از این روشها استفاده شده است.

بعد از وقوع خاموشی در سیستم قدرت، در مراحل اولیه بازگردانی سیستم های قدرت ممکن است اضافه ولتاژهای هارمونیکی هنگام برقدارکردن ادوات قدرت ایجاد شود. این اضافه ولتاژها ممکن است به برخی تجهیزات آسیب رسانده و بازگردانی سیستم قدرت را به تأخیر بیاندازد. بنابراین این اضافه ولتاژها بایستی بدقت بررسی شده و در صورت نیاز محدود گردند. بررسی وقوع این پدیده و تعیین اقدام اصلاحی مناسب مستلزم شبیه سازی های زمانبر و طولانی است. در این پروژه اضافه ولتاژهای حاصل از کلیدزنی ترانسفورماتورها، راکتورهای موازی، بانک های خازنی و خطوط انتقال بررسی شده و مقادیر پیک و مدت زمان این اضافه ولتاژها تخمین زده خواهد شد. برای کاهش تعداد شبیه سازی های لازم در مورد برقدارکردن ترانسفورماتور و راکتور موازی، از یک شاخص هارمونیکی استفاده می شود که بدترین حالت کلیدزنی و شار باقیمانده را با استفاده از الگوریتم های عددی و بدون اجرای شبیه سازی کامپیوتری تعیین می کند. همچنین با استفاده از این شاخص هارمونیکی، روشی جدید برای کاهش اضافه ولتاژهای حاصل از برقدارکردن ترانسفورماتورها بر مبنای کلیدزنی کنترل شده ارائه خواهد شد. برای تخمین سریع مقادیر پیک و مدت زمان اضافه ولتاژها از یک شبکه عصبی مصنوعی استفاده شده است. این شبکه دارای ساختار پرسپترون چندلایه بوده و در آن از الگوریتم levenberg-marquardt مرتبه دوم استفاده شده است. نتایج شبیه سازی برای سیستم تست 39 باسه new england نشان می دهد که روش پیشنهادی قادر به تخمین مقادیر پیک و مدت زمان اضافه ولتاژهای هارمونیکی با دقت مناسب می باشد.

با گسترش فیزیکی و جغرافیایی شبکه های الکتریکی و پیچیده تر شدن تجهیزات آنها، امکان وقوع خاموشیهای گسترده قوت بیشتری گرفته و لزوم داشتن برنامه برای بازوصل آنها جدی تر خواهد بود. در این تحقیق، ابتدا به مرور مفاهیم و مطالب مربوط به بازوصل سیستمهای قدرت پرداخته می‎شود. سپس مسأله بازگردانی شبکه معرفی شده و مراحل و نحوه حل آن توضیح داده خواهد شد. مهمترین و تأثیر گذارترین مرحله بازگردانی شبکه، تعیین ترتیب و زمان راه‎اندازی نیروگاه‎های شبکه می‎باشد. با تعیین توالی بهینه راه‎اندازی نیروگاه‎های شبکه، می‎توان بیشترین انرژی ممکن را از آن‎ها در طول زمان بازوصل گرفت و به این ترتیب میزان بیشتری از بارهای خاموش شده شبکه را در طول زمان کوتاه‎تری سرویس دهی نمود. پس از تعیین ترتیب و زمان راه‎اندازی نیروگاه‎ها، نحوه بازوصل سایر اجزای شبکه نیز در بازوصل هرچه سریع‎تر و مطمئن‎تر شبکه موثر است. در این تحقیق، مطالب فوق به صورت کامل و جامع بررسی شده و در ادامه سه شبکه نمونه جهت پیاده سازی پروسه بازوصل بر روی آن‎ها و شبیه سازی‎های مربوطه، انتخاب شده‎اند که به ترتیب عبارتند از شبکه 9 شینه wscc، شبکه برق منطقه اصفهان و شبکه 39 شینه ieee. این شبکه‎ها با شرایط و محدودیت‎های مختلف، بازوصل شده‎ و مراحل بازوصل آن‎ها شرح داده شده است. هدف از بازوصل تمامی شبکه‎ها، وصل بیشترین مقدار بار ممکن در کمترین زمان پس از وقوع خاموشی می‎باشد. نتایج به دست آمده، دید بسیار خوبی در مورد نحوه بهینه بازوصل شبکه‎های برق در عمل و چگونگی تأثیر محدودیت‎ها و شرایط شبکه بر آن، خواهد داد که می‎توان از این نتایج جهت بازوصل هرچه سریع‎تر و مطمئن‎تر شبکه‎های برق پس از وقوع خاموشی استفاده نمود.

در سالهای اخیر ، خصوصی سازی در صنعت برق تغییرات عمده ای را ایجاد کرده است که نیاز به روشهای جدیدی برای بازگردانی سیستم قدرت دارد. در این پروژه یک روش بازگردانی بار بهینه ارائه شده که مسائلی همچون دینامیک سیستم را در نظر گرفته است. بازگردانی بار به عنوان یک مسئله بهینه سازی با تابع هدف هزینه بیان می شود. قیود سیستم، قیود امنیتی، قیود عملکردی به این تابع هدف اعمال می شود. مسئله کلی به صورت یک بهینه سازی با قیود دیفرانسیلی و قیود غیر خطی در می آید. برای حل این مسئله از تکنیک گسسته سازی برای تغییر معادلات دیفرانسیلی به معادلات جبری استفاده می شود. بنابر این این مسئله بهینه سازی به صورتی بیان می شود که با روشهای استاندارد ریاضی قابل حل باشد. روش ارائه شده روی سیستم های قدرت خصوصی شده و سیستم های قدرت با وجود منابع تولید پراکنده تست می شود. این روش نشان می دهد که اثر گاورنر ، دینامیک تولید ، محل اغتشاش و فاکتورهای اقتصادی می تواند در نظر گرفته شود. در سیستم های قدرت با منابع تولید پراکنده ، انواع اغتشاشات آنالیز شده و مدل های منابع تولید پراکنده متفاوت بیان می گردد و در نهایت اثر منابع تولید پراکنده روی بازگردانی یک سیستم قدرت مورد بررسی قرار می گیرد. این پایان نامه یک راه حل مناسب برای بازگردانی بار در یک سیستم قدرت ارائه می کند که از این روش می توان برای حل مسائل دیگری در سیستم قدرت نیز استفاده نمود.

در این پروژه مدل سازی پدیده هیسترزیس در هسته ترانسفورماتورها در حالت ماندگار و حالت گذرا (جریان هجومی) انجام شده است. در قسمت حالت ماندگار، یکی از مدل های مورد استفاده جهت مدل سازی پدیده هیسترزیس در هسته ترانسفورماتورها، مدل جیلز-آترتون می باشد. در این پروژه پارامترهای مدل جیلز-آترتون و مدل جیلز-آترتون اصلاح شده با استفاده از روش های مختلف بهینه سازی تعیین می شوند. روش های بهینه سازی که در این پروژه استفاده شده اند شامل روش direct search) ds)، روش الگوریتم ژنتیک (ga)، روش particle swarm optimization) pso)، روش differential evolution) de)، روش bacterial swarm foraging) bsf)، روش seeker optimization algorithm) soa)، و روش group search optimizer) gso) می باشند. پارامترهای مدل جیلز-آترتون و مدل جیلز-آترتون اصلاح شده با روش های مختلف بهینه سازی به شکلی تعیین می شوند که اختلاف میان حلقه هیسترزیس اندازه گیری شده و حلقه هیسترزیس شبیه سازی شده به حداقل برسد. نتایج نشان می دهند که می توان با بکارگیری روش های مختلف بهینه سازی، پارامترهای بهینه را برای مدل های جیلز-آترتون و جیلز-آترتون اصلاح شده بدست آورد. در بین روش های مختلف بهینه سازی که در این پروژه مورد استفاده قرار گرفته است، برخی دارای قابلیت بیشتری جهت شناسایی مینیمم مطلق هستند. در بخش نتایج شبیه سازی مقایسه ای میان روش های مختلف موجود در این پروژه انجام شده است. در انتهای قسمت حالت ماندگار، مدلی جدید جهت مدل سازی پدیده هیسترزیس در حالت ماندگار ارائه شده است. در بخش نتایج شبیه سازی، آزمایشی بر روی یک ترانسفورماتور تکفاز انجام گرفته است. مقایسه ای میان مدل پیشنهادی و داده های اندازه گیری شده انجام شده است. نتایج، دقت و سرعت بسیار بالای روش پیشنهادی را به خوبی نشان می دهند. در قسمت حالت گذرا پس از ارائه روش های موجود جهت مدل سازی پدیده هیسترزیس، روشی جدید جهت مدل سازی پدیده هیسترزیس در حالت گذرا(جریان هجومی) ارائه شده است. در بخش نتایج شبیه سازی و در قسمت حالت گذرا، آزمایش عملی بر روی یک ترانسفورماتور تکفاز انجام گرفته است. مقایسه ای میان مدل پیشنهادی و داده های اندازه گیری شده انجام شده است. نتایج، دقت و سرعت بسیار بالای روش پیشنهادی را به خوبی نشان می دهند.

چکیده راه حل مشکل حفاظت دیفرانسیلی ترانسفورماتور ،تشخیص درست جریان هجومی از جریان خطای داخلی می باشد، روشی که در اینجا ارایه خواهد شد براساس اندوکتانس لحظه ای معادل خواهد بود که میتواند بطور درست جریان هجومی را از جریان اتصال کوتاه داخلی با استفاده از داده های ولتاژ و جریان مورد نیاز تشخیص دهد. در مورد ترانسفورماتور با اتصال ?-? جریان فاز سمت ? به دو مولفه گردشی و غیر گردشی تجزیه می شود. مولفه غیر گردشی از جریان خط بدست می آید اما مولفه گردشی از این روش بدست نمی آید. از طرفی اندوکتانس لحظه ای معادل بشدت تحت تاثیر جریان گردشی سمت ? قرار دارد و دقت این روش بخاطر وجود جریان گردشی، تضمین نمی شود. در حال حاضر روشی برای تخمین دقیق جریان گردشی وجود ندارد بنابراین محاسبه دقیق اندوکتانس لحظه ای تحت تاثیر قرار میگیرد. در این پایان نامه یک روش برای اندازه گیری دقیق جریان گردشی بر اساس جریان فاز و جریان دیفرانسیلی به همراه شبیه سازی کلی با استفاده از نرم افزار matlab ارایه شده است.با استفاده از این روش نتنها اندوکتانس لحظه ای معادل می تواند بدون تاثیر جریان گردشی محاسبه شود بلکه نقاط کور در حفاظت دیفرانسیلی حذف می شود و حفاظت دیفرانسیلی می تواند با دقت و قابلیت اعتماد بالا کار کند. نتایج بدست آمده از روش فوق نشان میدهد که وقتی جریان هجومی در ترانسفورماتور جاری می شود اندوکتانس لحظه ای معادل ،دستخوش تغیرات معنی داری می شود به این صورت که بطور متناوب از زیاد به کم و سپس از کم به زیاد تغییر می کند. این به دلیل آن است که در این حالت ،ترانسفورماتور بطور متناوب در ناحیه خطی و اشباع منحنی مغناطیسی هسته کار می کند و دائماً در حال تغییر است. اما وقتی خطای داخلی اتفاق بیفتد اندوکتانس لحظه ای خیلی کوچک می شود. با این تغییرات ما می توانیم بطور موثر جریان هجومی را از جریان خطا تشخیص بدهیم. در این روش نیازی نیست جریان سیم پیچی دلتا را اندازه گیری کنیم بنابراین ضروری نیست ترکیب ct ها تغییر کند بعلاوه این تکنیک کاربرد زیادی برای کاربردهای عملی دارد و می تواند در ترانس های hv و کمتر از 220kv بکار برود. کلمات کلیدی : حفاظت دیفرانسیلی ترانسفورماتور - جریان هجومی - اندوکتانس لحظه ای معادل - جریان گردشی

امروزه استفاده از سیستم های مبتنی بر انرژی باد گسترش چشمگیری پیدا کرده است. در این تحقیق یک سیستم بادی با ژنراتور القایی دو سوتغذیه پیشنهاد شده است که از سیستم کنترلی موسوم به تک سیکلی برای کنترل مبدل پشت به پشت استفاده شده است . ژنراتور از طریق یک مبدل پشت به پشت به شبکه متصل گردیده است. مبدل سمت ژنراتور سرعت ژنراتور را تنظیم کرده و مبدل سمت شبکه توان راکتیو را کنترل می نماید. سیستم شبیه سازی شده شامل یک مزرعه بادی 9 مگاواتی ( متشکل از 6 توربین 1.5 مگاواتی) است که به شبکه توزیع 25 کیلوولت متصل گردیده است. هدف کنترل کننده تک سیکلی ،کنترل توان اکتیو ورودی به ژنراتور و نیز کنترل توان راکتیو باس بار سمت ترمینال ژنراتور تحت حالت های مختلف از جمله تغییربار ، اعمال خطا و همچنین بارهای نامتقارن از قبیل بار غیرخطی است. به منظور دقت بهتر کنترل کننده پارامترهای pi موجود درکنترل کننده را توسط الگوریتم بهینه سازی پرندگان یا اجتماع ذرات(pso) تخمین می زنیم. با انجام شبیه سازی و رویت نتایج بدست آمده دقت و سرعت کنترل روش پیشنهاد شده و همچنین سادگی سیستم کنترل در مقایسه با روش های کنترلی مرسوم بخوبی نمایان است

استفاده از کانورترهای منبع ولتاژ چند سطحی در سیستم های انرژی و قدرت به دلیل ظرفیت توان بالا، عملکرد عالی و قابلیت اطمینان بالای آن ، رواج زیادی پیدا کرده است. این کانورترها در مقایسه با کانورتر های دو سطحی دارای ولتاژ مود مشترک پایین تر ، d_v?d_t کمتر ، فرکانس سوئیچینگ پایینتر، هارمونیکهای کمتر در ولتاژ و جریان خروجی و ولتاژ کاهش یافته در سوئیچهای قدرت می باشند. در کاربردهای توان بالا و متوسط کنترل هارمونیکهای سیگنال خروجی کانورتر های قدرت بسیار حائظ اهمیت می باشد و محتویات هارمونیکی ولتاژ خروجی بایستی تا جایی که امکان دارد کاهش داده شود. در چنین کاربردهایی تلفات حرارتی در نیمه هادی های قدرت، حداکثر فرکانس سوئیچینگ را کاهش می دهد. بنابراین کانورترهای چند سطحی، مناسبترین سیستم قدرت قابل استفاده می باشند. مسئله عمده در ارتباط با کانورتر های چند سطحی حذف هارمونیکهای ولتاژ خروجی آنها میباشد. از آنجایی که قوانین شبکه محدودیتهای خاصی را برای هارمونیکها و اغتشاش هارمونیکی تجمعی تعیین کرده است، به منظور برآوردن نیاز ها و استانداردهای تعیین شده برای شبکه، نیاز است تکنیکهای مدولاسیون و سیستم های فیلترینگ ویژه ای استفاده گردد. یکی از تکنیکهای مدولاسیون مورد توجه برای کاربردهای توان بالا ، تکنیک کاهش هارمونیک های انتخابی میباشد. این روش عملکرد قابل قبولی با فرکانس سوئیچینگ پایین و قابلیت کنترل مستقیم هارمونیکهای خروجی را دارد و قادر است سیگنال خروجی با محتویات هارمونیکی کمتر نسبت به تکنیکهای دیگر، تولید کند و نیاز به سیستم فیلترینگ حجیم و پر هزینه تا حد زیادی کاهش می یابد.

در این روش جریان عبوری از ترانسفورماتور توسط یک بهره متغیر، تقویت یافته و به عنوان سیگنال کنترلی جهت فرمان به پل igbt، مورد استفاده قرار می گیرد. این سیگنال به گونه ای کنترل و به پل igbt اعمال می گردد که ولتاژ خروجی آن با جریان ترانسفورماتور (سیگنال کنترلی)، هم فاز گردد. در چنین شرایطی، کل منبع ولتاژ از دید شبکه به صورت یک مقاومت دینامیکی مدل می گردد. این مقاومت دینامیکی با منبع تغذیه سری شده است و منجر به حذف کامل جریان هجومی می گردد. عملکرد راهکار ارائه گردیده تحت شرایط مختلف مانند تأثیر لحظه کلیدزنی، میزان شار پس ماند، ترانسفورماتورهای با اتصال سیم پیچی متفاوت، برق دار کردن ترانسفورماتور های موازی، تاثیر پارامتر های خط و امپدانس منبع و ...در شبکه های تک فاز و سه فاز ارزیابی شده است.

عموما" مهمترین اختلالی که در سیستم قدرت روی می دهد وقوع انواع اتصال کوتاه و باقی ماندن آن بر روی شبکه می باشد. لذا مهم ترین وظیفه ی سیستم حفاظتی در هنگام وقوع اتصال کوتاه جدا کردن قسمتی از سیستم که خطا در آن رخ داده از بقیه ی سیستم در حداقل زمان ممکن، می باشد که این مهم بر عهده رله های حفاظتی است. روش های هماهنگی رله های اضافه جریان را به طور کلی می توان به دو دسته روش های مبتنی بر تحلیل مکان یابی شبکه و روش های مبتنی بر بهینه سازی تقسیم بندی نمود. روش های بهینه سازی به خاطر سرعت بالا بیشتر مورد توجه قرار گرفته اند که از جمله می توان به الگوریتم تکامل دیفرانسیلی برای این منظور اشاره کرد. در این رساله با استفاده از الگوریتم تکامل دیفرانسیلی هماهنگی رله های اضافه جریان در نمونه شبکه های شعاعی و رینگی مورد مطالعه و نتایج آن با روش الگوریتم ژنتیک "ga" مقایسه شده و مورد تحلیل و بررسی قرار گرفت و نتایج بر روی شبکه برق سایپا به صورت عملی مورد آزمایش قرار گرفت. متذکر می شود که الگوریتم تکامل دیفرانسیلی محدود به ابعاد شبکه نمی باشد و توانایی این الگوریتم در حل مسائل بهینه سازی غیر خطی و دارای نقاط بهینه محلی فراوان نشان داده شد. بررسی های صورت گرفته بر روی شبکه برق سایپا نشان می دهد که هماهنگی بین رله های مختلف به نحو مطلوب صورت گرفته است و هیچ گونه حساسیتی به نوع و مقدار متغیرهای بهینه سازی ندارد. در این روش، مقدار تنظیم جریان و ضریب تنظیم زمانی به عنوان پارامترهای بهینه سازی در نظر گرفته شده اند و این امکان فراهم شده تا یک پاسخ بهینه قابل پیاده سازی برای هماهنگی رله های اضافه جریان بدست آید.

چکیده به اختصاص دادن بهینه اندازه و تعیین مکان مناسب منابع جبران توان راکتیو همچون بانک‎های خازنی، جبران کنندهای استاتیک توان راکتیو (svc) و جبران کنندهای استاتیک (statcom) در شرایط ماندگار سیستم‎های قدرت برنامه‎ریزی توان راکتیو (rpp) گفته می‎شود. در ابتدا مکان‎های نصب منابع توان راکتیو جدید بر اساس تحلیل‎های ساده مهندسی و تجربیات قبلی مهندسین سیستم قدرت به طور تقریبی تخمین زده می‎شدند. اما با گسترش سیستم‎های قدرت و پیچیده شدن شبکه‎ها، در تحقیقات دو دهه اخیر برنامه‎ریزی توان راکتیو با استفاده از روش‎های مبتنی بر بهینه‎‎سازی انجام شده است. هدف از انجام این پایان‎نامه مطالعه‎ انواع توابع هدف ارائه شده برای مسئله برنامه‎ریزی ‎توان راکتیو با درنظرگرفتن قیود و الگوریتم‎های حل متنوع مبتنی بر روش‎های بهینه‎سازی و در نهایت معرفی روش پارتو به منظور حل مسئله‎ برنامه‎ریزی توان راکتیو چندهدفه بدون نیاز به وزن‎دهی اهداف مختلف می‎باشد. لذا در ابتدا انواع توابع هدف ارائه شده در مقالات بررسی می‎شود. تابع هدف مسئله برنامه‎ریزی توان راکتیو می‎تواند تابعی هزینه‎ای، همچون هزینه‎های ثابت و متغیر در نصب منابع توان راکتیو جدید، هزینه تلفات توان حقیقی و یا هزینه سوخت ژنراتورها باشد. علاوه بر این‎ها اهداف دیگری همچون حداقل نمودن انحراف ولتاژ از یک مقدار مشخص، افزایش پایداری ولتاژ و یا حتی ترکیبی از اهداف مختلف نیز می‎توانند به‎عنوان یک مدل چند هدفه در حل مسئله برنامه‎ریزی توان راکتیو مورد توجه قرار گیرند. سپس انواع قیود مسئله برنامه‎ریزی توان راکتیو مورد بررسی قرار می‎گیرند. قیود مهمترین کلید در دسته‎بندی انواع فرمول‎بندی‎های موجود در برنامه‎ریزی توان راکتیو محسوب می‎شوند. براین اساس سه مدل مختلف پخش توان، شامل پخش توان بهینه (opf)، پخش توان بهینه با قید امنیت (scopf) و پخش توان بهینه با قید امنیت و پایداری ولتاژ (scopf-vs) وجود دارد. در ادامه انواع الگوریتم‎های حل بررسی می‎شوند که بطور‎کلی به سه دسته‎ی روش‎های مرسوم، جستجو‎های هوشمند و کاربرد مجموعه‎های فازی تقسیم‎بندی می‎شوند. در این پایان‎نامه انواع توابع هدف ذکرشده با درنظرگرفتن قید پخش توان بهینه و الگوریتم‎های حل مبتنی بر جستجو‎های هوشمند شامل الگوریتم‎های بهینه سازی اجتماع ذرات (pso)، تکامل دیفرانسیلی (de)، ژنتیک (ga)، جغرافیای زیستی (bbo) به صورت تک هدفه و چند هدفه بر روی شبکه‎های استاندارد ieee 30-bus و ieee 118-bus مورد بررسی و مطالعه قرار می‎گیرند.

هارمونیک یکی از مسائل مهم کیفیت توان در سیستم قدرت می باشد. امروزه پرکاربردترین روش کاهش هارمونیک استفاده از فیلتر های پسیو می باشد. چرا که با نصب این نوع فیلتر ها در شبکه بخاطر داشتن عناصر پسیوی همچون خازن، در واقع خازن گذاری نیز انجام گرفته است. در این تحقیق به انتخاب بهینه نوع و مکان فیلتر های پسیو با هدف کاهش چندین تابع هدف شمل اعوجاج هارمونیکی کلی، پروفیل ولتاژ، تلفات، نامتعادلی با کمترین هزینه می پردازیم. چون این مسئله یک مسئله بهینه سازی چندهدفه می باشد برای حل از دو روش چندهدفه پارتو و فازی با کمک چهار نوع الگوریتم بهینه سازی مختلف شامل تجمع ذرات، ژنتیک، تفاضلی-تکاملی و جغرافیای زیستی استفاده می شود. در پایان دیده می شود که: 1- فیلتر بالاگذر مرتبه سوم بهترین نوع فیلتر برای کاهش همه توابع هدف بجز هزینه می باشد. 2- فیلتر تک تنظیمه ارزانترین نوع فیلتر می باشد. 3- بهترین مکان برای نصب فیلتر ها معمولا محل بار های غیر خطی می باشد. 4- الگوریتمهای تجمع ذرات و ژنتیک بهترین روش های بهینه سازی می باشند. 5- الگوریتم تفاضلی-تکاملی روش مناسبی برای طراحی فیلتر های پسیو نمی باشد.

مکانیابی منابع رویدادهای سیستم قدرت نقش مهمی در بهبود سطح کیفیت توان دارد و میتواند شاخص خوبی برای بررسی مسائل کیفیت توان باشد. این پاین نامه روشی جهت مکانیابی منابع رویدادهایی که به افت موقت ولتاژ منجر میشود ارائه میدهد. در عمل روشهای متفاوتی برای مکانیابی منابع افت ولتاژ در سیستمهای قدرت وجود دارد. با استفاده از یک روش مناسب، میتوان حداقل تعداد مکانهایی بهینه را برای استقرار مونیتورینگها برای مکانیابی منابع افت ولتاژ به دست آورد. این بررسیها به طور خاص بر برنامه های مکانیابی تمرکز دارد که با استفاده از آنها بتوان تعداد بهینه مشاهدات را به دست آورد و درباره موقعیت دستگاه های اندازه گیر برای استقرار در سیستم تصمیم گیری نمود. به منظور یافتن مکانهای بهینه برای مونیتورینگ، دامنه ولتاژ و تحلیل های لازم، مورد استفاده قرار گرفته است. در این پایان نامه مسئله جایابی بهینه اندازه گیرها توسط الگوریتم ژنتیک و گریدی در حالت نرمال و عادی سیستم قدرت انجام شده است. لازم به ذکر است که همه موارد جایابی بهینه بر روی شبکه های تست 24، 57، 118 و 300 باسه ieee انجام شده است و نتایج آن نیز ذکر شده است.

امروزه با توجه به روند روزافزون نیاز به انرژی برق جهت پیشبرد فناوری و نیز تامین مصارف عمومی، استفاده از سوخت های فسیلی دوچندان شده است. با توجه به آلودگی های ناشی از مصرف این گونه سوخت ها و نیز به دلیل کاهش منابع نفتی و گازی در جهان، نیاز به یافتن جایگزین های مناسب ضروری به نظر می رسد. انرژی های تجدیدپذیری مانند انرژی خورشید، باد و غیره می توانند جایگزین های مناسبی برای تولید برق باشند. با استفاده از این گونه منابع انرژی به صورت منابع تولید پراکنده، ضمن کاهش تلفات ناشی از انتقال انرژی الکتریکی از نیروگاه های متمرکز تا مصرف کنندگان، می توان در مصرف سوخت های فسیلی صرفه جویی نموده و از آلودگی های زیست محیطی نیز کاست. بسیاری از این منابع تولید پراکنده انرژی الکتریکی را در شکل dc تولید می کنند و برای اتصال آنها به شبکه توزیع یا بکارگیری در یک شبکه مستقل کوچک، بایستی از مبدل های dc/ac (اینورتر) استفاده نمود. این گونه منابع تولید پراکنده را می توان به دو صورت متصل به شبکه و یا مستقل از شبکه به کار گرفت. در عملکرد مستقل از شبکه این منابع مبتنی بر اینورتر، یکی از مباحث مهم چگونگی تقسیم بار بین منابع تولید پراکنده خواهد بود. در این پایان نامه روشی جدید بر اساس روش امپدانس مجازی جهت تقسیم بار بین منابع تولید پراکنده پیشنهاد شده است. این روش در حضور بارهای خطی، غیرخطی و نامتعادل دارای عملکرد تقسیم بار مطلوبی می باشد. همچنین در روش پیشنهادی برای مقابله با نویز اندازه گیری تمهیداتی اندیشیده شده است.

موتورهای الکتریکی بسیار کوچک بخش مهمی از سیستمهای میکروالکترومکانیکی هستند و به دلیل کاربردهای متفاوتی که دارند تحقیقات زیادی در زمینه آن ها صورت گرفته است. در این پایان نامه تحقیق بر روی متداول ترین میکروموتورهای الکتریکی که بر مبنای اصول میدان های الکترو استاتیکی کار می کنند انجام شده است. از آنالیز اجزاء محدود برای به دست آوردن پارامتر های الکتریکی میکروموتور با ظرفیت خازنی متغیر استفاده شده است و برای به دست آوردن گشتاور الکتریکی از نقاط انرژی به دست آمده توسط آنالیز fem از درون یابی به روش اسپلاین استفاده می شود. از ترکیب آنالیز اجزاء محدود و روش عددی ذوزنقه ای تعمیم یافته جهت حل معادلات کامل دینامیکی این ماشین استفاده شده است. و نتایج این معادلات با معادلات ساده شده میکرو ماشین جهت مقایسه ارائه شده است. همچنین دو روش کنترل سرعت جدید برای کنترل دور این ماشین معرفی شده است. با توجه به این واقعیت که گشتاور تحویلی توسط این نوع ماشین ها به ساختار هندسی آن ها بستگی دارد، لذا بهینه سازی ساختار هندسی این ماشین ها به نحوی که بتوان بشترین گشتاور خروجی مسطح ممکن را از آن ها دریافت کرد، مورد توجه قرار گرفته است. برای بهینه سازی این ماشین ها از ترکیب آنالیز fem دو بعدی و روشهای هوشمند جستجو نظیر الگوریتم ژنتیک و الگوریتم de استفاده شده است، که برای نخستین بار جهت بهینه سازی میکروموتورها از این روشها استفاده شده است.

برای دریافت حداکثر توان از سیستم توربین بادی، سرعت چرخش توربینهای بادی باید در هر لحظه بر اساس سرعت باد تنظیم شود. در این تحقیق یک سیستم دریافت حداکثر توان برای توربین بادی با ژنراتور سنکرون آهنربای دائم پیشنهاد شده است که مبنای آن روش جستجوی نقط? ماکزیمم با استفاده از منطق فازی است. ژنراتور از طریق یک کانورتر دوطرفه به شبکه متصل شده است. کانورتر سمت ژنراتور سرعت ژنراتور را تنظیم کرده و کانورتر سمت شبکه ولتاژ لینک dc و توان راکتیو تولیدی ژنراتور را کنترل می کند. به دلیل استفاده از روش جستجوی نقط? ماکزیمم کنترل کنند? سرعت مستقل از مشخصات توربین و ژنراتور عمل می کند و سیستم همواره در نقط? ماکزیمم توان قرار می گیرد. برای تحقیق کارایی روش پیشنهادی، شبیه سازی ابتدا بر روی سیستم کنترل با روش محاسب? سرعت مرجع (tsr) و سپس روش کنترل فازی انجام شده و نتایج به دست آمده با هم مقایسه شده اند که این نتایج دریافت توان بیشتر در روش فازی را تأیید می کند.

امروزه با توجه به ویژگیهای منحصر بفرد سیستمهای تولید همزمان برق حرارت و سرما نظیر راندمان بالا، کاهش آلودگی های زیست محیطی و تاثیر گذاری عمده در کاهش تلفات سیستم های انتقال، این سیستم ها به سرعت در حال افزایش می باشند. در این مطالعه آنالیز پخش انرژی در سیستم های تولید توان مرسوم و سیستم cchp آورده شده است.جهت ارزیابی عملکرد سیستم cchp چهار معیار صرفه جویی انرژی اولیه، هزینه کلی سالیانه ، نشر دی اکسید کربن و ارزش خالص فعلی در نظر گرفته شده است. براساس روابط پخش انرژی در سیستم cchp ظرفیت و شرایط عملکرد بهینه آن توسط الگوریتم de تعیین می گردد.همچنین سیستم cchp می تواند به صورت تامین انرژی با اولویت تامین برق (fel) یا به صورت تامین انرژی با اولویت تامین حرارت (ftl) ویا به صورت تامین انرژی بصورت ترکیبی از تامین برق و تامین حرارت مورد بهره برداری قرار گیرد. مطالعه موردی برای سه ساختمان نمونه با سیستم هیبریدی سرمایشی (چیلر الکتریکی و چیلر جذبی) و تانک ذخیره گرما انجام شده است. بارهای حرارتی، سرمایشی و الکتریکی ساختمان توسط نرم افزار blockload در کل روزهای سال با توجه به دمای روزانه محاسبه و سپس با ارزیابی اقتصادی قیمت تمام شده تولید برق محرکهای اولیه ( موتور گازسوز و میکروتوربین ) در استراتژی های مختلف fel، ftl و hetl تعیین شده است .سپس مسئله با هدف ماکزیمم کردن سود خالص سالیانه، نسبت هزینه کلی سالیانه، نسبت صرفه جویی سوخت سالیانه و نسبت نشر دی اکسیدکربن تحلیل شده است. در این مطالعه الگوریتم جدیدی جهت حل مسئله بهره برداری بهینه واحدهای تولید همزمان ارائه شده است. از ویژگیهای این روش یافتن بهترین حل با کمترین تکرار می باشد.جهت ارزیابی الگوریتم تعدادی مثال بررسی و نتایج آن با الگوریتم های مختلف مقایسه شده است.

در سال های اخیر کیفیت توان تحویلی به مشترکین، اعم از صنعتی، تجاری و مسکونی مورد اهمیت بیشتری قرار گرفته و به آن تاکید میشود. علت این امر افزایش استفاده از تجهیزاتی است که تولید کننده هارمونیک میباشند. علاوه بر این عواملی همچون کلید زنی و عملکرد سیستم های حفاظتی در شبکه های توزیع، موجب تولید اختلال شده و بر روی کیفیت توان تحویلی اثر میگذارند. بسیاری از تجهیزاتی که امروزه استفاده میشوند نسبت به کیفیت توان پایین حساس بوده، و به این علت در معرض آسیب یا وقفه در عملکرد قرار میگیرند. کیفیت توان پایین بر روی بازدهی و عملکرد تجهیزات هم اثر میگذارد و بهره وری کل را کاهش میدهد. با توجه به این اثرات منفی، تلاش های زیادی صورت گرفته تا کیفیت توان افزایش داده شود. انواع فیلتر های هارمونیکی، تنظیم کننده های ولتاژ، منابع تغدیه بدون وقفه، جبران کننده های توان راکتیو و . . . به همین منظور مورد استفاده قرار میگیرند. نکته مهم و چالش انگیز در مورد این تجهیزات این است که، علاوه بر موثر بودن و افزایش کیفیت توان در حد استاندردهای مربوطه، از هزینه معقولی برخوردار باشند. در این پایان نامه یک سیستم یکپارچه بهبود دهنده کیفیت توان پیشنهاد شده است، که علاوه بر بهبود کیفیت توان در محدوده استاندارد از هزینه پایینتری نسبت به موارد مشابه برخوردار است. در این سیستم از المان های غیر فعال خطی و غیر خطی استفاده شده و همین موضوع باعث سادگی، بازدهی بالا، عملی بودن و کاهش هزینه شده و امکان استفاده در توان های بالا را فراهم کرده است. در این سیستم بیشتر بر روی اصلاح موارد عمده مشکل ساز کیفیت توان تمرکز شده است، که عبارتند از کاهش هارمونیک های جریان، اصلاح ضریب توان بار، متعادل سازی بار و تنظیم دامنه ولتاژ در محدوده مجاز. سیستم پیشنهادی قادر است موارد فوق را به صورت همزمان اصلاح کند. در طراحی این سیستم از سلف زیگ زاگ به همراه یک فیلتر پایین گذر غیرفعال غیرخطی با پیکربندی خاص برای اصلاح موارد مذکور استفاده شده است. همچنین موارد کیفیت توان مربوطه مورد بحث قرار گرفته و مقایسه ای بین روش های موجود و روش پیشنهادی بر مبنای شبیه سازی کامپیوتری انجام گرفته است. در آخر عملکرد سیستم پیشنهادی توسط آزمایش مورد بررسی قرار گرفته است.

در این پایان نامه موضوع تقسیم توان اکتیو و راکتیو در اینورترهای موازی میکروگرید در وضعیت های مختلف امپدانس سیستم مورد بررسی قرار می گیرد. به منظور دستیابی به تعادل توان مناسب و حداقل نمودن جریان گردشی در حضور امپدانس های خط مختلف، یک کنترل کننده افتی که تأثیر امپدانس مختلط را در نظر می گیرد پیشنهاد شده است. این کنترل کننده می تواند روابط توان اکتیو و راکتیو را که در حضور امپدانس مختلط در سیستم موازی به یکدیگر وابسته هستند، ساده و مجزا نماید. به علاوه، یک حلقه امپدانس مختلط مجازی در کنترل کننده افتی در نظر گرفته شده است تا جریان گردشی ناشی از عدم تطابق امپدانس در سیستم اینورترهای موازی را حداقل نماید. در مقایسه با دیگر روش های تقسیم بار، کنترل کننده مورد استفاده تقسیم توان دقیق و عملکرد دینامیکی موثری داشته و سازگار با وضعیت های مختلف امپدانس خط می باشد. به علاوه، در این روش نیازی به اندازه گیری جریان خروجی اینورتر برای کنترل تقسیم توان وجود ندارد. لذا این روش موجب ساختاری با پیچیدگی و هزینه کمتر شده و که در آن تعداد اندازه گیری ها از سه به دو کاهش می یابد. در نهایت با به کارگیری روش کنترل تک سیکلی (occ) به جای روش مدولاسیون پهنای پالس (pwm) عملکرد سیستم کنترلی مورد بررسی قرار گرفته است. این روش اعوجاج هارمونیکی (thd) ولتاژ را کاهش داده و به علاوه مزایایی نظیر فرکانس کلیدزنی ثابت و مدار ساده تر را نیز داراست. در ضمن رفتار دینامیکی سیستم کنترل در هنگام تغییرات بار و راه اندازی بهبود یافته است.

استفاده از انرژی های تجدید پذیر مانند انرژی بادی، زمین گرمایی و خورشیدی به دلیل نیاز روز افزون به انرژی رشد چشمگیری در سال های اخیر داشته است به نحوی که تعدادی از کشورهای پیشرو در این امر توانسته اند بخش قابل توجهی از انرژی مصرفی خود را از طریق این نوع انرژی های پاک و تجدید پذیر تأمین کنند. بهره برداری از انرژی خورشیدی به عنوان یکی از در دسترس ترین انواع انرژی های تجدید پذیر نیز در سال های اخیر جهش قابل توجهی داشته و سرمایه گذاری های فراوانی نیز بر روی آن انجام شده است. در این تحقیق بر روی دریافت انرژی از سلول خورشیدی و تزریق مستقیم آن به شبکه سراسری برق تمرکز شده است. در این حالت باتری به عنوان ذخیره کننده از سیستم حذف می شود که با این کار هزینه اولیه بالا که مشکل اصلی در بهره برداری از انرژی خورشیدی توسط سلول است کاهش پیدا می کند. در سال های اخیر روش های فراوان و ساختارهای مختلفی برای دریافت انرژی از سلول خورشیدی و تبدیل آن معرفی شده است. باید متذکر شد که با توجه به گردش کره زمین و همچنین وضعیت جوی و تأثیر عوامل دیگر بر میزان شدت تابش خورشید، انرژی تولیدی سلول متغیر می باشد بنابراین سیستم های مبدل باید قادر به تطبیق دادن خود با این شرایط باشند تا در هر لحظه بتوانند از ماکزیمم توان سلول استفاده کنند. روش کنترلی که برای کنترل مبدل مورد استفاده قرار گرفته است، روش کنترل تک سیکلی می باشد که روشی نوین بوده و از آن استفاده تجاری نیز می شود. از مزیت های این روش می توان به اجرای آنالوگ آن اشاره کرد. با کمک این روش و ساختار تک طبقه مبدل و همچنین روش بتا برای دنبال کردن نقطه ماکزیمم توان، در ابتدا با کمک نرم افزار متلب طریق کارکرد و دیگر جزییات روش و ساختار شبیه سازی شد و بعد از دریافت نتایج مطلوب از شبیه سازی، مدل آزمایشگاهی بر اساس یافته های شبیه سازی و ساختار انتخابی ساخته شد که خوشبختانه این مدل نیز نتایج خوبی را به همراه داشت به نحوی که در یکی از شرایط کاری مورد بررسی، جریان تزریق شده به شبکه مطابق استاندارد 1992-519 ieee عمل کرد.

امروزه کیفیت توان تأمینی در سیستم‏های الکتریکی از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. استفاده از روش‏های مختلف ذخیره‏سازی انرژی در سیستم‏های الکتریکی یکی از زمینه‏هایی است که در جهت بهبود کیفیت توان تأمینی و افزایش قابلیت اطمینان سیستم مورد توجه قرار دارد. ذخیره‏سازی انرژی مغناطیسی به کمک خاصیت ابررسانایی یکی از روش‏های نوین و بسیار با کیفیت در موضوع ذخیره‏سازی انرژی است. موضوعات مطرح شده در این مجموعه را می‏توان در دو بخش کلی تقسیم‏بندی نمود. بخش اول به بررسی مفهومی و تشریح ساختار کویل مغناطیسی و روش‏های متفاوت شبیه‏سازی برای کویل ابررسانا با در نظر گرفتن شرایط پیرامونی و محدودیت‏های ساخت می‏پردازد. بخش دوم به بررسی عملکرد یک واحد ذخیره‏ساز انرژی مغناطیسی با استفاده از ابررسانا در شرایط عملی به همراه ارائه یک روش کنترلی جدید و ابداعی می‏پردازد. در روش کنترلی ارائه شده با تکیه بر مراجع کنترلی توان‏های اکتیو و راکتیو مرجع و در نظر گرفتن لحظه به لحظه پارامترهای شبکه، تصمیم مقتضی و متناسب اتخاذ و اعمال می‏گردد. محاسن این روش کنترلی در مقایسه با روش‏های استفاده شده در سایر مراجع، سرعت‏عمل بالا و سادگی مدارهای استفاده شده در زیربخش‏های تصمیم‏ساز برای واحد کنترل جبران‏ساز است. در این بخش حالات متفاوت پیش‏رو برای شبکه همچون کاهش ولتاژ، افزایش ولتاژ و جزیره‏ای شدن شبکه مورد ارزیابی و شبیه‏سازی قرار می‏گیرد. در نهایت پس از ارائه مشخصات و جزئیات مربوط به این دو موضوع محوری به جمع‏بندی، نتیجه‏گیری و ارائه پیشنهادات پرداخته می‏شود.

در این پایان نامه از اینورتر منبع امپدانس برای اتصال سیستم های فتوولتائیک به شبکه قدرت استفاده شدهاست. در سال های اخیر رشد استفاده از انرژی های تجدیدپذیر جهت تولید انرژی در قالب سیستم های تولید پراکنده قابل ملاحظه بوده است. سیستم های خورشیدی یکی از منابع تولید انرژی هستند که در سال های اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته و به دلیل مزیت هایی که دارند در این پایان نامه مورد استفاده و مطالعه قرار گرفته اند. از طرف دیگر اینورتر منبع امپدانس دارای مزیت هایی نسبت به اینورترهای منبع ولتاژ و منبع جریان است که قابلیت های ویژه ای به این نوع اینورتر می بخشد. با توجه به اینکه ساختارهای مختلفی برای اینورتر منبع امپدانس معرفی شده است، در این پایان نامه از اینورتر شبه منبع امپدانس برای اتصال سیستم فتوولتائیک به شبکه قدرت استفاده شدهاست. همچنین در مورد ساختارهای مختلف قدرت و روش های کنترلی اینورتر منبع امپدانس در این پایان نامه بررسی هایی صورت گرفته است. از آنجا که هدف این پایان نامه استفاده از اینورتر منبع امپدانس برای اتصال سیستم های فتوولتائیک به شبکه قدرت می باشد، کنترل اینورتر منبع امپدانس اهمیت ویژه ای دارد. برای رسیدن به عملکرد مقاوم، مطلوب و پایدار اینورتر منبع امپدانس متصل به شبکه از ترکیب روش کنترل تک سیکلی و روش کنترلی بوست ثابت حداکثر ، روش جدیدی ارائه شده است که ضمن جذب حداکثر توان از سیستم فتوولتائیک در شرایط مختلف، عملکرد مطلوب اینورتر منبع امپدانس را در پی دارد. روش جدید ارائه شده در این پایان نامه، ضمن تضمین عملکرد اینورتر منبع امپدانس در شرایط مختلف شبکه و سیستم فتوولتائیک، مزایای هر دو روش کنترل تک سیکلی و بوست ثابت و حداکثر را دارد. همچنین در این پایان نامه ملاحظات مربوط به اتصال اینورترها به شبکه های قدرت بر اساس استانداردهای موجود به تفصیل مورد بررسی قرار گرفته است که اینورتر منبع امپدانس متصل به شبکه توسط روش کنترلی ارائه شده در این پایان نامه، دقیقاً بر اساس همین استانداردها رفتار می کند. ضمنا، تمامی مطالعات تئوری، شبیه سازی شده است که نتایج به دست آمده کارایی و دقت روش جدید ارائه شده را تصدیق می کند.

بازوصل سیستم قدرت سناریو منحصر به فردی است که به شرایط، رفتار و پارامترهای سیستم قدرت در لحظه بازوصل وابسته می باشد. هنگام بازوصل سیستم قدرت باید شرایط متعددی را ارضا کرد که یکی از آنها کنترل اندازه اختلاف زاویه ایستا بین دو شین که قرار است خطی بین آنها وصل شود. در هنگام بازوصل سیستم قدرت، لازم است قبل از بستن مدارشکنی که دو شین را به هم متصل می نماید اختلاف زاویه فاز بین دو شین چک شود. در حالتی که اختلاف زاویه ایستا بزرگتر از مقدار تنظیمی رله سینکروچک باشد این رله اجازه بسته شدن را به مدار شکن نمی دهد. بنابراین اختلاف زاویه ایستا قبل از بسته شدن مدارشکن باید تا حد مجاز کاهش یابد. در این پایان نامه از الگوریتم هوشمند de برای کاهش اختلاف زاویه فاز ایستا استفاده شده است. برای رسیدن به این هدف از حساسیت زاویه فاز شین ها به تغییرات در توان اکتیو تولیدی و یا مصرفی استفاده شده است. الگوریتم de با استفاده از این حساسیت حداقل تعداد ژنراتورهایی را که در فرآیند کاهش زاویه فاز ایستا به مقدار مجاز موثرتر هستند، شناسایی می کند.

عملکرد تجهیزات الکتریکی، توربین ها و ژنراتورها را تحت تاثیر قرار دهد. بنابراین نگه داشتن فرکانس در محدوده مجاز اهمیت ویژه ای دارد. در شرایط عادی، کنترل فرکانس توسط کنترل کننده های بار- فرکانس انجام می شود. اما اگر نرخ افت فرکانس زیاد باشد، این کنترل کننده ها توانایی فراهم کردن توان لازم برای متوقف کردن افت فرکانس را نداشته و نیاز به بکارگیری طرح بارزدایی خواهد بود. در سال های اخیر رخدادهای زیرفرکانس متعددی در سرتاسر جهان روی داده است. مرور این رخدادها نمایانگر اهمیت طرح های بارزدایی زیرفرکانس در حفظ پایداری سیستم است. در طول دهه های اخیر، طرح های بارزدایی زیرفرکانس متعددی ارایه شده است. نسل اول این طرح ها، بارزدایی سنتی می باشد که بدون توجه به مقدار کسری توان با عبور فرکانس از مقادیر آستانه، مقدار از پیش تعیین شده ای بار را قطع می نماید. در نتیجه ممکن است بار قطع شده بیشتر یا کمتر از مقدار لازم باشد و فرکانس در مقداری خارج از محدوده مجاز قرار گیرد. بنابراین در نسل بعدی بارزدایی سعی شد تا بارزدایی بر اساس مقدار کسری توان تخمین زده شده، انجام شود. در مقالات روش های متعددی برای بارزدایی وفقی ارایه شده است. در برخی ار این روش ها بارزدایی تنها بر اساس اطلاعات فرکانس صورت می گیرد و در برخی دیگر از ولتاژ نیز به همراه فرکانس استفاده می شود. مشکل اصلی این طرح های بارزدایی، وابستگی آنها به تعدادی پارامترهای سیستم می باشد. یعنی تغییر این پارامترها می تواند عملکرد این طرح های بارزدایی را تحت تاثیر قرار دهد. پس ارایه طرح بارزدایی که مستقل از پارامترهای سیستم باشد، بسیار سودمند است. در این پایان نامه دو طرح بارزدایی زیرفرکانس ارایه شده?است. در یکی از طرح?ها، پس از وقوع اغتشاش برای مدت کوتاهی از فرکانس نمونه?برداری شده و با استفاده از آن حداقل فرکانس تخمین?زده می شود. سپس بر اساس حداقل فرکانس تخمین زده شده، بارزدایی انجام می شود. در طرح دیگر با استفاده از مشتق فرکانس در لحظه پس از اغتشاش، کسری توان تخمین زده می شود و بارزدایی براساس کسری توان تخمینی در چهار مرحله صورت می گیرد. یکی از مزیت?های طرح?های بارزدایی پیشنهادی عملکرد مناسب آنها با تغییر پارامترهای سیستم است. همچنین اگر در حین بارزدایی نیز یک کسری توان اضافی رخ?دهد، طرح?های پیشنهادی قابلیت مقابله با آن را دارند.با شبیه سازی?های انجام شده در نرم?افزار متلب، کارایی طرح?های بارزدایی پیشنهادی، در سیستم های قدرتمرسوم و ریزشبکه?ها به اثبات رسیده?است.

افزایش روز افزون مصرف انرژی، قیمت بالا و طبیعت فناپذیر سوخت های فسیلی، استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر را به شدت افزایش داده است. با توجه به گسترش استفاده از ریزشبکه های دارای منابع تولید پراکنده، لزوم استفاده از سیستم های کنترلی برای عملکرد مطلوب و هدفمند ریزشبکه حیاتی است. در این پایان نامه سعی شده است تا با ارائه روش های کنترلی هوشمند در این ریزشبکه ها بتوان به مدلی دست پیدا کرد که علاوه بر تامین استاندارد های فنی به بهره وری و مدیریت اقتصادی انرژی هم توجه ویژه نماید. ابتدا روشی بهینه برای بهره برداری اقتصادی از ریزشبکه پیشنهاد شده و نحوه تعیین تبادل توان ریزشبکه با شبکه اصلی در شرایط مختلف بار و تولید توضیح داده شده است. سپس ساختار یک ریزشبکه جریان مستقیم (dc) با منابع انرژی تجدیدپذیر مختلف و همچنین نحوه کنترل و عملکرد هریک از آنها همراه با سیستم ذخیره ساز انرژی معرفی شده است. در نهایت از روش کنترل تک سیکلی برای پیاده سازی الگوریتم کنترلی پیشنهادی برای تبادل توان از طریق اینورتر متصل به شبکه استفاده شده است. روش کنترل تک سیکلی دارای ساختاری ساده، سرعت بالا و دقت بسیار بوده و عملکردی مطلوب در ردیابی سیگنال مرجع دارد. نتایج شبیه سازی نشان می دهند در تمامی شرایط تبادل توان، ولتاژ و جریان خروجی اینورتر هم فاز بوده و سیگنال مرجع توان تعیین شده توسط روش پیشنهادی با دقت و سرعت بالایی تعقیب می گردد.

در ریز شبکه ها با توجه به استفاده از منابع تولید پراکنده وضعیتهای عملکردی جزیره ای و متصل به شبکه بوجود می آید .سطح جریان اتصال کوتاه در این دو وضعیت تغییر می کند لذا نمی توان از روشهای حفاظت اضافه جریان معمولی در ریزشبکه ها استفاده کرد.در این پایان نامه با استفاده تغییرات فاز جریان در هنگام بروز خطا که متاثر از تغییرات امپدانس دیده شده از دیدگاه رله می باشد خط دارای خطا تشخیص داده می شود .در این روش نیاز به تغییر در استراتژی حفاظت با تغییر وضعییتهای عملکردی شبکه نیست .در هر یک از خطوط فاز جریانها در دو سر خط اندازه گیری می شود در صورت تغییر در جهت جریان در یکی از دو سر خط بلافاصله خط توسط مدارشکنها از دو طرف از شبکه جدا می شود.

امروزه، سیستم های تولید انرژی الکتریکی مرسوم در بسیاری از موارد به دلیل محدودیت های تکنیکی، اقتصادی، زیست محیطی و ... دیگر به تنهایی قادر به تأمین نیازهای مصرف کنندگان نیستند. این امر منجر به ایجاد گرایشی روزافزون در به کارگیری منابع تولید پراکنده در قالب ریزشبکه ها برای تأمین نیازهای مصرف کنندگان به صورت محلّی گردیده است. یکی از ویژگی های کلیدی ریزشبکه ها قابلیت عملکرد آنها به دو صورت متّصل به شبکه و جدا از شبکه می باشد. در شرایط عادی ریزشبکه ها به صورت متّصل به شبکه اصلی کار می کنند امّا ممکن است به دلایل مختلف از قبیل رخداد خطا و یا نیاز به تعمیرات، ریزشبکه از شبکه اصلی جدا شود. در این صورت برای اتّصال مجدد به شبکه اصلی ابتدا باید مقادیر دامنه، فاز و فرکانس ریزشبکه بر شبکه اصلی منطق شود. این عمل توسط فرآیند سنکرون سازی صورت می گیرد. یکی از ایرادات اصلی در عمده روش های ارائه شده برای سنکرون سازی ریزشبکه ها، وابستگی عملکرد آنها به شرایط ریزشبکه است. به این معنی که کنترل کننده های موجود در این سنکرون کننده ها برای شرایط خاصّی از ریزشبکه (میزان معینی از توان قابل تولید و توان مصرفی) طرّاحی و تنظیم شده اند. لذا اگر به هر دلیل توان قابل تولید ریزشبکه کاهش یافته و یا توان مصرفی آن افزایش یابد، ممکن است این سنکرون کننده ها عملکرد مطلوب قبلی را از خود نشان ندهند. هدف این پایان نامه ارائه یک روش سنکرون سازی خودکار با وابستگی کمتر به شرایط ریزشبکه می باشد. در این راستا ابتدا روش "سنکرون سازی اکتیو" معرفی می گردد. در این روش از یک کنترل کننده مرکزی برای کنترل منابع تولید پراکنده موجود در ریزشبکه استفاده می شود. سپس به منظور کاهش میزان وابستگی عملکرد این روش به شرایط ریزشبکه، روش "تنظیم خودکار سیگنال مرجع" معرفی شده و از آن در ساختار سنکرون کننده اکتیو استفاده می شود. در نهایت کارایی روش ارائه شده از طریق شبیه سازی در یک سیستم نمونه مورد ارزیابی قرار می گیرد.

در عصر حاضر، یکی از منابع تأمین انرژی، انرژی¬های تجدیدپذیر است. محققین پیش¬بینی می¬کنند، نقش منابع انرژی تجدیدپذیر در تأمین انرژی در آینده، اساسی خواهد بود که لزوم تحقیقات در این حوزه را آشکار می¬سازد. در این پایان¬نامه، سیستم مورد مطالعه، ترکیبی از فتوولتائیک (منبع اصلی)، باتری (ذخیره¬کننده انرژی فرکانس پایین) و ابرخازن (ذخیره¬کننده انرژی فرکانس بالا) می¬باشد که به صورت متصل به شبکه مورد استفاده قرار گرفته است. ارتباط منابع با شبکه نیز، به کمک مبدل¬های واسط dc/dc و dc/ac انجام می¬پذیرد. پس از معرفی و مدل¬سازی اجزای سیستم ترکیبی، سیستم کنترل توان برای هریک از المان¬ها معرفی و به کار برده می¬شود. برای آرایه فتوولتائیک از روش تعقیب نقطه حداکثر توان جهت قراردادن نقطه کار آن در نقطه کار متناظر با توان ماکزیمم استفاده می¬شود. همچنین از تفکیک فرکانس جهت تعیین سهم هریک از عناصر ذخیره¬کننده انرژی، در برقراری توازن توان بهره برده می¬شود. در ادامه، کنترل¬کننده ویولت معرفی می¬گردد و رفتار آن در مقابل کنترل¬کننده¬ pid ارزیابی می¬گردد. در نهایت سیستم کنترل توان کلی، معرفی گردیده و در محیط نرم¬افزار matlab/simulink شبیه¬سازی شده است که نتایج، حاکی از عملکرد صحیح سیستم کنترل، جهت تأمین توان مورد تقاضای شبکه و همچنین برتری کنترل¬کننده ویولت نسبت به pid است.

در این پایان نامه، برای اتصال سیستم فتوولتائیک به شبکه قدرت از اینورتر منبع امپدانس استفاده شده است. کاهش سوخت های فسیلی و افزایش نگرانی های زیست محیطی، باعث محبوبیت استفاده از منابع انرژی تجدید پذیر شده است. یکی از موثرترین راه حل های مشکلات زیست محیطی و یک گزینه اقتصادی مناسب برای تولید توان شبکه های کوچک و بزرگ انرژی خورشیدی است که اخیرا توجه زیادی را به خود معطوف ساخته است. به علاوه به منظور غلبه بر محدودیت های اینورترهای متداول، از اینورتر منبع امپدانس استفاده شده است. این اینورتر یک ساختار ساده، ارزان و یک طبقه را برای آرایه خورشیدی فراهم می کند. اینورتر شبه منبع امپدانس(qzsi) یک نسخه توسعه یافته از اینورتر منبع امپدانس(از لحاظ کاهش استرس ولتاژ، کاهش جریان هجومی و نیز افزایش ضریب بوست) است و در بسیاری از کاربردها از جمله pvها قابل جایگزینی با zsi است. برای اتصال سیستم خورشیدی به شبکه با استفاده از اینورتر منبع امپدانس، کنترل اینورتر بسیار اهمیت دارد. در این پایان نامه از روش کنترل پیش بین که یک روش کنترل غیر خطی است و عملکرد مقاوم، مطلوب و پایداری دارد استفاده شده است که ضمن انتقال حداکثر توان تولیدی توسط pv، مقدار معینی توان راکتیو را به منظور بهبود کیفیت توان و کاهش تلفات به شبکه منتقل می کند و قابلیت کنترل پارامترهای مختلفی از جمله فرکانس کلیدزنی را نیز داراست. قابل ذکر است که برای تعیین ضرایب تابع هدف از الگوریتم رقابت استعماری(ica) استفاده شده است. عملکرد اینورتر با روش کنترلی پیشنهادی در این پایان نامه به تفصیل بررسی شده و شبیه سازی های انجام شده بر کارآیی و دقت این روش صحه می گذارند و نشان می دهند که اینورتر متصل به شبکه توسط روش کنترلی پیشنهادی عملکردی بر اساس استانداردهای موجود دارد.

امروزه در بسیاری از صنایع مانند نیروگاه ها، صنایع هواپیمایی و کلیه سیستم های تولیدی که خرابیهای اتفاقی خسارت جانی و مالی فراوان دارند، سعی می گردد با انجام فعالیتهای نگهداری و تعمیرات پیشگیرانه، خرابیهای اتفاقی به حداقل ممکن کاهش یابند. در صنعت برق به دلیل وابسته بودن اکثر صنایع به آن و لزوم کاهش خاموشی ها و تحویل برق مطمئن به مشترکین، جلوگیری از توقفات پیش بینی نشده تجهیزات از اهمیت خاصی برخوردار است. از مهمترین بخشها در این مطالعات پستهای انتقال و فوق توزیع می باشند که نقش مهمی را در افزایش و یا کاهش قابلیت اطمینان شبکه و رساندن برق مطمئن به سمت مصرف دارند. در صورت عدم انجام سرویسها و تعمیرات پیشگیرانه، با افزایش عمر اجزا و قطعات، قابلیت اطمینان آنها کاهش می یابد. بدین منظور یکی از فعالیتهای مهم شرکتهای برق منطقه ای، انجام فعالیتهای تعمیرات دوره ای در پست های برق است که هدف از آن حفظ قابلیت اطمینان پست در محدوده قابل قبول می باشد. با توجه به مشکلات اقتصادی وزارت نیرو و مهمتر از آن تحریم های ظالمانه که به کشور ما تحمیل شده است، دسترسی به تجهیزات و تکنولوژی شرکت های جهانی مطرح با مشکلات بسیاری روبروست .لذا لزوم بکارگیری علمی تعمیرات پیشگیرانه تجهیزات صنعت برق- بجای روند سنتی سرویسهای دوره ای سه ماهه- به صورت جدی در دستور کار شرکت توانیر قرار گرفته است که منظور از آن گرفتن بیشترین کارایی از تجهیز مورد نظر و استفاده از حداکثر عمر مفید آن تجهیز در عین توجه به قابلیت اطمینان می باشد. در این پایان نامه، میزان هزینه کرد بهینه برای تعمیرات پست 63/400 کیلوولت محلات در عین داشتن یک سطح قابلیت اطمینان، مهمترین اهداف مورد نظر می باشند. پیچیده بودن مسئله لزوما استفاده از الگوریتم های هوشمند بهینه سازی را ایجاب می کرد. کار با الگوریتم ژنتیک شروع شد و در ادامه نتایج توسط الگوریتم های ازدحام ذرات و تکامل تفاضلی نیز انجام گردید.

در این پایان نامه به بررسی روشی برای تشخیص حالت جزیره ای برای سیستم های تولید پراکنده ای که قابلیت کار در حالت جزیره ای را ندارند، پرداخته می شود. روش انتخاب شده، روش فعال تزریق مولفه ی منفی جریان است. در حالت کاری متصل به شبکه، با توجه به کوچک بودن امپدانس شبکه نسبت به امپدانس بار، جریان تزریقی مولفه ی منفی به سمت شبکه جاری می شود و ولتاژ pcc، همان ولتاژ شبکه باقی می ماند و ولتاژ منفی در pcc ظاهر نمی شود. اما در حالت جزیره ای جریان تزریقی به سمت بار جاری می شود و به دلیل بزرگ بودن امپدانس بار، ولتاژ مولفه ی منفی در pcc ایجاد می شود و حالت جزیره ای تشخیص داده می شود. اما در این روش اگر به هر دلیلی ولتاژ مولفه ی منفی به وسیله ی بار یا شبکه و یا به خاطر اتصال کوتاه نامتقارن ایجاد شود، سیستم به اشتباه حالت جزیره ای تشخیص میدهد. سپس روشی ارائه شد که در آن دامنه ی جریان تزریقی متغیر است. این روش بعضی مشکلات روش ابتدایی را ندارد. اما باز هم اگر ولتاژ مولفه ی منفی در pcc تغییری ناگهانی کند، این روش نیز به اشتباه حالت جزیره ای تشخیص می دهد. همین طور باعث جابه جایی توان از نقطه ی بیشینه ی تولید توان می شود. در روش پیشنهادی، باز هم جریان مولفه ی منفی با دامنه ی متغیر به سیستم تزریق می شود اما روش تشخیصی با روش قبل متفاوت است و این روش هیچ حالت تشخیص اشتباه و حالت غیر قابل تشخیصی ندارد. همچنین با کاهش دامنه ی مولفه ی منفی جریان تزریقی، مشکل دور شدن از نقطه ی بیشینه ی تولید توان کم تر می شود. روش دومی نیز پیشنهاد شده که به جای تغییر دامنه، فاز مولفه ی منفی تزریقی تغییر کند، تا مشکل دور شدن از نقطه ی بیشینه ی تولید توان به حداقل برسد.

امروزه، نیاز به وجود تئوری توانی جامع و کامل که با تمامی شرایط شبکه سازگار باشد، بسیار احساس می شود. نظریه توان کنسرواتیو، نظریه ای است که با ارائه قابلیت های بسیار، توانایی عملکرد در تمامی شرایط را دارا می باشد؛ ولی تا به امروز، این نظریه تنها برای جریان ارائه شده بود که این امر سبب محدودیت در استفاده از آن می گردید؛ لذا در این پایان نامه، با ارائه روابطی برای ولتاژ و تعاریفی جدید برای مولفه های توان، این نظریه تکمیل می گردد و از آن برای کنترل ساختار ترکیبی جبران کننده یکپارچه کیفیت توان – نیروگاه فتوولتائیک (pv-upqc) استفاده می شود. همچنین، عملکرد این نظریه در برابر تغییرات فرکانس و امپدانس بالای شبکه که در شرایط جزیره ای شدن شبکه اتفاق می افتد، بررسی می گردد. این تحلیل و مطالعه با شبیه سازی در نرم افزار matlab انجام می گیرد و نتایج حاصل از آن ارائه می گردد.

به منظور کاهش هارمونیک های جریان در اطراف فرکانس سوئیچینگ می توان از یک اندوکتانس بزرگ در ورودی سیستم استفاده کرد. اما استفاده از اندوکتانس بزرگ دینامیک سیستم و محدوده عملکرد مبدل را کاهش میدهد. بنابراین بجای استفاده از تنها یک اندوکتانس l، از یک فیلتر مرتبه سه lcl جهت میرای ریپل جریان استفاده می گردد. از جمله مزایای اینگونه فیلترها، افزایش محدوده میرایی، بهبود پایداری و استفاده از اندوکتانس کوچکتر میباشد. وجود رزونانس ذاتی برای اینگونه فیلترها و همچنین تلفات توان از جمله معایب فیلترهای lcl میباشند. که با اعمال روش کنترلی مناسب می توان این اثرات را کاهش و یا از بین برد. بر این اساس روش های میرایی اکتیو (active damping methods) مورد توجه هستند. این روش ها با اصلاح و تغییر الگوریتم های کنترلی، پایدارسازی بهتر سیستم و کاهش تلفات توان را سبب شده اند.

مساله بازوصل سیستم قدرت بعد از خاموشی کامل یا جزیی سابقه ای به اندازه خود این سیستمها دارد. در سالهای اخیر، ابعاد و پیچیدگیهای سیستمهای قدرت افزایش یافته و این عوامل احتمال وقوع خاموشی در سیستمهای قدرت را افزایش می دهد. پس از یک خاموشی، باید سیستم قدرت به سرعت بازوصل گردد، لذا وجود برنامه دقیق بازوصل ضروری می باشد. در این پایان نامه، ابتدا به مرور مفاهیم و مطالب مربوط به بازوصل سیستمهای قدرت پرداخته می شود، در ادامه پس از جمع آوری اطلاعات مورد نیاز شبکه اصفهان به عنوان شبکه مورد آزمایش، با استفاده از برنامه کامپیوتری تهیه شده، سناریوهای بازوصل پیاده سازی خواهد شد. همچنین از نرم افزار digsilent برای شبیه سازی دینامیک بلند مدت و مطالعه رفتار ولتاژ و فرکانس سیستم بعد از بار گذاری استفاده شده است.