دراین پایان نامه تخصیص بهینه ادوات facts با در نظر گرفتن قیود امنیتی سیستم قدرت، پیاده سازی و اجرا شده است. قیود امنیتی شامل میزان انحراف ولتاژ باس های شبکه از مقدار تعیین شده و میزان بارگیری خطوط انتقال شبکه می باشد. به دلیل پارامترهای زیاد، پیچیدگی مسئله و وابستگی قیود به متغیرهای وابسته جهت بهینه سازی از الگوریتم ژنتیک استفاده شده است. برای شبیه سازی ها علاوه بر شرایط پایه شبکه، خروج چند خط پراهمیت نیز در نظر گرفته می شود تا امنیت شبکه پس از پیشامدهای تصادفی نیز حفظ گردد. بدلیل اثر پنهان سازی در تعیین وخامت پیشامدهای تصادفی به خصوص در مورد تراکم خطوط انتقال، تابع هدف های معمول چندان به قیود مسئله حساس نیستند. با استفاده از تصمیم گیری فازی، قیود مسئله با اهمیت بیشتر تابع برازندگی الگوریتم ژنتیک قرار داده می شوند. مقایسه روش پیشنهادی با روش معمول و نتایج حاصله بهبود پاسخ ها و کاهش اثر پنهان سازی را نشان می دهد. در نظر گرفتن قیود مسئله به صورت فازی، این مزیت را نیز دارد که در صورت عدم وجود جوابی صریح با تعداد ادوات facts در نظر گرفته شده برای شبکه، الگوریتم ژنتیک بهترین پاسخ ممکنه، با کمترین نقض قیود شبکه را ارائه می دهد.

در این پایان نامه بهبود پایداری دینامیکی سیستم قدرت با استفاده از pss و پایدارسازهای مبتنی بر ادوات facts هم به صورت طراحی منفرد و هم به صورت طراحی هماهنگ مورد بررسی قرار گرفته است. روش تحلیل مدال برای بررسی نوسانات فرکانس پایین در سیستم قدرت مورد استفاده قرار گرفته است. بدین منظور سیستم های مورد نظر حول نقطه ی کار خطی شده اند و اندیس های مختلفی جهت بررسی پایداری دینامیکی استفاده شده است. برای سیستم smib سیگنال ورودی برای پایدارسازهای facts از میان سیگنال های محلی در دسترس با استفاده از ماتریس مشاهده پذیری انتخاب شده است. نتایج حاصل از انتخاب سیگنال ورودی برای سیستم تک ماشینه به سیستم چند ماشینه اعمال شده است. در سیستم چند ماشینه محل نصب svc و tcsc با استفاده از ماتریس کنترل پذیری تعیین گردیده است. برای طراحی پایدارسازهای نوسانات توان تابع هدفی به نام اندیس میرایی جامع مورد استفاده قرار گرفته است. تنظیم پارامترهای پایدارسازهای نوسانات توان جهت مینیمم کردن تابع هدف با استفاده از روش بهینه سازی differential evolutionary صورت پذیرفته است. موثر بودن کنترلرهای طراحی شده با استفاده از تحلیل مقادیر ویژه و همچنین شبیه سازی غیر خطی برای خطای سه فاز با استفاده از نرم افزار matlab/simulink نشان داده شده است.

با توجه به اهمیت مدلسازی و شبیه سازی مناسب تجهیزات سیستم قدرت و همچنین به منظور ارتقا و بهبود عملکرد نرم افزار matlab ، در این پایان نامه چند روش مدلسازی و شبیه سازی مناسب برای ماشین های الکتریکی و ترانسفورماتورها ارائه شده، که حاصل کار منجر به شبیه سازی سریع حالت گذرای ماشین های الکتریکی و شبیه سازی دقیق ترانسفورماتورهای الکتریکی شده است. بخش دیگر پایان نامه به بررسی پدیده فرورزونانس بعنوان نماینده گذراهای نرم اختصاص یافته و در طی آن به بررسی پدیده، معرفی انواع مودهای پدیده، چگونگی وقوع آن، موقعیتهای مناسب بروز آن، آثار ناشی از آن، چگونگی پیشگیری و محدود کردن آن پرداخته شده، و در نهایت علاوه بر استخراج و شبیه سازی مدل مناسب ترانسفورماتورهای چند ستونه (به منظور بررسی پدیده فرورزونانس)، یک روش جدید برای دسته بندی و شناسایی مودهای پدیده نیز ارائه شده که با بهره گیری از ابزار fft نرم افزار matlab پنج مود پدیده فرورزونانس را بصورت خودکار تفکیک می کند.

این پایان نامه به بررسی توربینهای بادی مبتنی بر ژنراتور القایی با تحریک دوگانه می پردازد. در ابتدا قسمتهای عمده ی توربین بادی بررسی و بر اساس معادلات قابل دسترسی در کتب و مقالات معتبر مدل سازی شده است. مدلسازی ها همگی در محیط matlab/simulink و توسط بلوک های آن و آرایه ی s-function شبیه سازی شده اند. در ادامه روش جدیدی برای مدل سازی توربینهای بادی مبتنی بر ژنراتور القایی به تحریک دوگانه ارائه می گردد که نسبت به مدل پایه ارائه شده بسیار سریعتر بوده و با حذف گذراها، مقادیر حالت ماندگار خروجی ها را به دست می دهد. پس از آن در فصل آخر به بررسی نواحی کاری توربینهای بادی مبتنی بر ژنراتور القایی با تحریک دوگانه پرداخته و بر اساس حداکثر و حداقل مجاز سرعت چرخشی روتور توربین بادی و همچنین حداکثر توان قابل تولید، نواحی کاری را به سه قسمت متفاوت دسته بندی خواهیم کرد. بر اساس این نواحی کاری روش جدیدی برای الگوریتم تعقیب نقطه ی بیشینه ی توان (mppt) ارائه می دهیم که بسیار ساده بوده و نتایج شبیه سازی ها و مقایسه ها با روشهای دیگر ارائه شده در مقالات موید کارایی آن است.

استفاده از جبران سازی سری مبتنی بر facts در کنار مزایایی همچون، کنترل سیلان توان خطوط،کاهش تلفات، بهبود پایداری ولتاژ، میرایی نوسانات توان و میرایی نوسانات زیرسنکرون، مشکلاتی را برای سیستم های حفاظتی خطوط انتقال در بر دارد. یکی از مهم ترین این مشکلات خطای اندازه گیری دسترسی رله های دیستانس است. این مشکل اساساً تحت تأثیر تغییرات نامشخص ولتاژ جبرا سازی سری ایجاد می شود. خازن سری کنترل شده با تریستور (tcsc) یکی از جبران سازهای سری مبتنی بر facts است که، نه تنها در شرایط عادی ولتاژ دو سر آن ثابت نیست و به استراتژی کنترل و نقطه کار وابسته است، بلکه به دلیل عملکرد تابع حفاظتی اش، رفتار واحدی نیز در شرایط خطا ندارد. در این پایان نامه، طرحی جدید برای بهبود حفاظت دیستانس خطوط انتقال جبران شده با tcsc ارایه می شود. در طرح پیشنهادی مقادیر لحظه ای ولتاژ دو سر tcsc با استفاده از تکنیک شبکه های عصبی دینامیکی در محل رله تخمین زده می شود. سپس نشان داده می شود که می توان با کم کردن این ولتاژ از ولتاژ اندازه گیری شده در محل رله اثرات tcsc را بر عملکرد رله دیستانس خط حذف کرد. برای این منظور سه مدل مختلف شبکه های عصبی دینامیکی به نام های شبکه عصبی تأخیر زمانی (tdnn)، شبکه بازگشتی narx و شبکه انعکاس حالت (esn)، برای تخمین ولتاژ دو سر tcsc طراحی و نتایج به طور گسترده ارایه و مقایسه می شوند. همچنین در انتها برای ارزیابی عملی بودن و کارآمدی طرح پیشنهادی، یک رله دیستانس شبیه سازی و تکنیک حذف ولتاژ جبران سازی در محل رله در آن پیاده سازی می شود.

در این پایان نامه یک روش ترکیبی جدید برای شناسایی پدیده جزیره ای شدن ارائه میشود.همزمان با افزایش روز افزون مصرف انرژی الکتریکی و احساس نیاز به بهبود و توسعه سیستم قدرت،رشد و پیشرفت تکنولوژیهای تولید انرژی الکتریکی(مانند انواع انرژیهای نو)موجب گردید تا امکان حضور منابع تولیدات پراکنده فراهم گردد.از جمله مشکلات تولیدات پراکنده که با آن مواجه هستیم،مسئله جزیره ای شدن آنها می باشد.جزیره شدن هنگامی اتفاق می افتد که یک و یا چند تولید پراکنده،قسمتی از بار را که از شبکه اصلی جدا شده اند،تغذیه نمایند. در بسیاری از موارد جزیره شدن بر سیستم اثر نامطلوب می گذارد،چون این مسئله ممکن است باعث ایجاد مشکلاتی در ولتاژ،جریان و سایر پارامترهای الکتریکی و همچنین اثرگذاری نامطلوب بر ضریب اطمینان سیستم شود و میبایست این پدیده در کمترین زمان ممکن (کمتر از دوثانیه) تشخیص داده شده و dg مربوطه از شبکه جدا شود. روشهای شناسایی بر دو گونه کنترل از راه دور و محلی هستند و روشهای محلی نیز بر سه گونه اکتیو و پسیو و ترکیبی هستند.پیاده سازی روش کنترل از راه دورهزینه بالایی دارد و در اغلب موارد مقرون به صرفه نمی باشد. روشهای محلی به سه گونه اکتیو و پسیو و ترکیبی تقسیم می شوند.روشهای پسیو ساده ترین این روشها هستند ولی دارای حوزه عدم تشخیص(ndz) بزرگی هستند. روشهای اکتیو نیز اختلالی را در شبکه وارد می کنند که می تواند باعث پایین آمدن کیفیت توان شود.روش ترکیبی از روشهای اکتیو یا پسیو یا هردو برای بهبود نقایص روشهای پیشین مانند ناحیه عدم تشخیص بزرگ،زمان طولانی تشخیص،قطع ناخواسته منابع و ایجاد اختلال در شبکه استفاده می نماید که در توسعه روش پیشنهادی ترکیبی بر پایه موجک این موارد درنظر گرفته شده اند.نتایج شبیه سازی موثر بودن روش پیشنهادی را نشان می دهد.برای اعتبار بخشیدن به موضوع شبیه سازی روش پیشنهادی در محیط matlab/simulink انجام پذیرفته است و نتایج ارایه شده حاصل از این شبیه سازیها بهبود عملکرد روش پیشنهادی را نسبت به روشهای قبلی تصدیق میکنند. همچنین الگوریتم فوق با الگوریتم های رایج و مرسوم پسیو واکتیو مقایسه شده و نتایج بدست آمده تاییدی بر موثر بودن روش پیشنهادی است

تحلیل و بررسی کیفیت توان، با استفاده از شاخص های آن انجام می شود. اطلاعات مورد نیاز شاخص های کیفیت توان توسط مانیتورهای موجود در شبکه توزیع جمع آوری می شود که با توجه به مسائل اقتصادی امکان مانیتورینگ تمامی نقاط شبکه وجود ندارد و از طرف دیگر تولید پراکنده بر گستره ی دید مانیتورهای شبکه تأثیر می گذارد. بنابراین دقت شاخص ها، در ارزیابی کیفیت توان بارهای حساس بدون مانیتور کاهش می یابد. در این تحقیق برای رفع این مشکل، سیستم هوشمندی ارائه شده است. این روش با استفاده از اطلاعات بدست آمده توسط نزدیک ترین مانیتور به بار حساس، شکل موج واقعی این بار را تخمین می زند. سپس وضعیت آن با استفاده از شاخص های کیفیت توان مورد ارزیابی قرار می گیرد. فرورفتگی ولتاژ به علت خسارت های مالی زیادی که برای مشترکین به ویژه بارهای صنعتی دارد یکی از مهم ترین مشکلات کیفیت توان می باشد. در تحقیق حاضر، وضعیت بار حساس فاقد مانیتور در حضور تولید پراکنده و در زمان فرورفتگی ولتاژ بررسی می شود. تولید پراکنده به صورت منبع pq مدل سازی شده و در شبکه توزیع شبیه سازی شده به کار گرفته شده است. سیستم هوشمند معرفی شده از ترکیب ann و esn استفاده می کند و شامل دو بخش است که بخش اول شکل موج ولتاژ بار حساس بدون مانیتور را تخمین می زند و بخش دوم نوع فرورفتگی ولتاژ را بر اساس دسته بندی پیشنهاد شده توسط آقای بولن، مشخص می کند. برای بارهای سیستم توزیع مورد مطالعه پروفایلی در نظر گرفته شده است. شبیه سازی های مختلفی بر روی شبکه توزیع انجام گردیده و کارایی سیستم هوشمند در حالت های مختلف مورد آزمایش و تایید قرار گرفته است.

توسعه یک مدل دقیق برای ترانسفورماتور به علت تعداد زیاد طراحی های هسته و به خاطر اینکه چندین پارامتر ترانسفورماتور غیر خطی و وابسته به فرکانس می باشد، می تواند خیلی پیچیده باشد. ویژگی های فیزیکی و رفتاری پیکربندی هسته و سیم پیچ ها، اندوکتانس خودی و مقابل بین سیم پیچ ها، شارهای نشتی، اثرات پوستی و اثرات مجاورتی در سیم پیچ ها، اشباع هسته مغناطیسی، تلفات هیسترزیس و جریان فوکو (جریان گردابی) در هسته و اثرات خازنی در بعضی مطالعات مورد نیاز است که به صورت دقیق و صحیحی ارایه شوند. مدل های زیادی با پیچیدگی های مختلفی در ابزارهای شبیه سازی برای بررسی رفتار گذرای ترانسفورماتورها پیاده سازی شده اند. در این تحقیق یک مدل جدید با توپولوژی صحیح برای ترانسفورماتور هیبرید برای شبیه سازی های گذرای فرکانس پایین و میانی توسعه داده شده است. ترانسفورماتورهای قدرت از لحاظ مفهومی یک طراحی ساده ای دارند، اما رفتارهایی که از خود نشان می دهند، می توانند خیلی پیچیده باشند. انتخاب، برای ارائه مناسب یک رفتار معین به نوع ترانسفورماتورِ شبیه سازی شده، رنج فرکانس، و دیگر فاکتورها، مانند طراحی داخلی ترانسفورماتور و پارامترهای قابل دسترس و دیتای طراحی وابسته است. در این تحقیق، یک مدل مدولار مناسب برای فرکانس های تا حدود 5-3، با به کارگیری یک دوگانی- بر مبنای هسته ی قابل اشباع با پارامتر- فشرده، توصیف ماتریس پراکندگی، و مقاومت سیم پیچی وابسته به- فرکانس توسعه داده شده است. کار ارایه شده در این تحقیق مدل های موجود در matlab را ارتقاء می بخشد. تمرکز بر روی بهبود توپولوژی و صحت مدل فرکانس پایین و میانی و توسعه ی جزییات بیشتر از مدل سازی می باشد. یک مدل هیبرید، با استفاده از توانایی ماتریس اندوکتانس معکوس برای ارائه ی پراکندگی، اصل دوگانی برای ارائه ی توپولوژی صحیح هسته و وابستگی فرکانسی مقاومت های سیم پیچ ها پیشنهاد شده است. در تعیین خصوصیات الکترومغناطیس مواد مغناطیس، مدل سازی هیسترزیس اهمیت بالایی دارد. مدل های زیادی برای بررسی این مشخصات در دسترس هستند اما پیاده سازی آنها پیچیده و مشکل می باشد. مدلpreisach هیسترزیس یک ابزار مشهوری برای تعیین مشخصات مواد مغناطیسی نرم می باشد. پیاده سازی این مدل نیازمند ارزیابی عددی انتگرال های دوگانه می باشد، که هم پیچیده و هم زمان بر می باشند. یک راه حل برای مشکل بالا استفاده از یک شبکه ی عصبی با توانایی دینامیکی برای مدل کردن خصوصیات هیسترزیس مواد مغناطیسی می باشد. این پایان نامه یک نوع جدیدی از شبکه های عصبی بازگشتی را با نام شبکه انعکاسی حالت (esn) برای مدل سازی هیسترزیس ارایه می دهد. عملکرد این esn برای ترانسفورماتور با فولاد حاوی 4% سیلیکن ارزیابی شده است. نتایج برای esn و مدل preisach ارایه و مقایسه شده است. esn دینامیک های هیسترزیس را در یک زمان آموزش کوتاهتر و با دقت بالاتر و با وزن های کمتری نسبت به یک تکنیک اتخاذ شده بر مبنای شبکه عصبی feed-forward برای مدل سازی هیسترزیس یاد می گیرد. اثرات جریان فوکو در مدل ترانسفورماتور برای مطالعه گذراهای الکترومغناطیسی شامل شده است. از مدل foster برای توصیف وابستگی فرکانسی سیم پیچ ها (افزایش مقاومت با فرکانس)استفاده می شود. یک مدل وابسته به فرکانس برای هسته آهنی بر مبنای توزیع فیزیکی تلفات و اثرات مغناطیس شدگی استخراج شده است. پارامترهای این مدل توسط بهینه سازی گسسته سازی لایه ها و الگوریتم ژنتیک بدست آمده است. مدل preisach برای استخراج عبارت هایی کلی، برای تلفات انرژی هیسترتیک استفاده خواهد شد. بعلاوه، یک فرمول که بازگو کننده ی تلفات انرژی هیسترتیک رخ داده برای تغییرات دل بخواهی از ورودی از روی تلفات رخ داده برای تغییرات پریودیک از ورودی می باشد، ارائه خواهد شد. در نهایت، یک مدار معادل برای ترانسفورماتور سه فاز پنج ستونه ستاره زمین شده – ستاره زمین شده استاندارد توسعه داده شده است. این مدار معادل جدید با استفاده از تبدیل دو گانی استخراج شده است. اشباع هسته و تلفات در مدل در نظر گرفته شده است. مدل در نرم افزار matlab پیاده سازی شده است. نتایج شبیه سازی ارایه شده و با مدل موجود در matlab مقایسه شده است. مطابق با نتایج نشان داده شده، عملکرد دقیق مدل ترانسفورماتور پنج ستونه شبیه سازی شده به اثبات رسید و ناکارآمدی مدل موجود در matlab نتیجه شد.

در این پایان نامه جایابی بهینه ادوات facts شامل svc , tcsc , statcom ,upfc از نظر نوع، مکان و ظرفیت انجام می گردد .بدین منظور دو مورد از بحرانی ترین پیشامد های تصادفی قطع خطوط در سیستم قدرت ، که با استفاده از روش رتبه بندی پیشامد مشخص شده اند به همراه حالت پایه سیستم به صورت همزمان در نظر گرفته می شوند . اهداف مورد نظر تحت این شرایط شامل بهبود انحراف ولتاژ باس ها ، کاهش بار گیری خطوط ، کاهش تلفات و حداقل نمودن میزان هزینه نصب و نگهداری ادوات facts می باشند . اهداف فنی به همراه قیود ولتاژ باس ها و قیود بارگیری خطوط با استفاده از مفهوم استنتاج فازی ، فازی سازی می شوند . اهداف فنی به همراه هدف اقتصادی با استفاده از روش پیشنهادی wb-cnsga-ii به صورت دو هدفه بر روی سیستم استاندارد ieee 57 bus مورد بهینه سازی قرار می گیرند و نتایج روش پیشنهادی با نتایج روش استاندارد nsga-ii مورد مقایسه قرار می گیرند . یکی دیگر از اهداف این تحقیق بهبود پایداری گذرا سیستم در شرایط بحرانی می باشد . به منظور ارزیابی پایداری گذرا از روش سطوح برابر توسعه یافته یا eeac استفاده می گردد .به منظور رتبه بندی پیشامد ها با استفاده از این روش ، زمان بحرانی رفع خطا برای قطع تک تک خطوط سیستم محاسبه و کمترین مقدار آنها به عنوان بحرانی ترین پیشامد قطع خط از منظر پایداری گذرا در نظر گرفته می شود . زمان بحرانی بدست آمده از روش eeac با استفاده از استنتاج فازی ، فازی سازی شده و به همراه دو هدف فنی و اقتصادی با استفاده از روش پیشنهادی wb-cnsga-ii به صورت سه هدفه مورد بهینه سازی قرار می گیرد و نتایج روش پیشنهادی با نتایج روش استاندارد nsga-ii مورد مقایسه قرار می گیرند . نتایج بهینه سازی های دو هدفه و سه هدفه حاکی از بهبود اهداف مورد نظر می باشند و روش پیشنهادی نسبت به روش استاندارد کارایی بهتری نشان می دهد .

یک مبدل چندسطحی، ساخت ولتاژ خروجی دلخواه را با ترکیب چندین ولتاژ ورودی dc ممکن میسازد. از این رو، این دسته مبدلها در کاربردهای صنعتی ولتاژ بالا و جریان dc، محرکه های الکتریکی، ادوات facts و... کاربرد گستردهای دارند. مبدلهای چندسطحی نوعی از مبدلهای الکترونیک قدرت محسوب میشوند که در عین دارا بودن اعوجاج اندک ولتاژ، توانایی ساخت ولتاژ بالا را نیز دارند. این ویژگی مهم سبب شده تا مبدلهای چندسطحی در سالیان اخیر، بخش عمدهای از تحقیقات در زمینهی الکترونیک قدرت را به خود اختصاص دهد. تا کنون، توپولوژیهای متنوعی برای مبدلهای چندسطحی ارایه شده است. در این میان، مبدل کلمپ دیودی، خازن شناور و مبدل پل h کاسکاد سه ساختار اصلی و شناخته شده برای مبدلهای چندسطحی هستند. با ترکیب این سه ساختار اصلی، مبدلهای چندسطحی هیبرید حاصل میشود. در میان توپولوژیهای متنوع مبدلهای چندسطحی، ساختار پل h کاسکاد به دلیل ساختار مدولار و نیز سادگی کنترل مورد توجه بیشتری میباشد. برای کنترل مبدلهای چندسطحی و کاهش محتوای هارمونیکی شکل موج خروجی، روشهای کنترلی مختلفی بهکار میرود که در این پژوهش سعی شده تا به تعدادی از آنها پرداخته شود. روشهای مدولاسیون پهنای پالس مبتنی بر موج حامل (carrier based pwm)، مدولاسیون پهنای پالس بردار فضایی(svpwm)، مدولاسیون پهنای پالس با حذف هارمونیکهای معین (shepwm) ، مدولاسیون اعوجاج هارمونیکی کمینه بهینه شده (omthd) از مهمترین روشهای کنترلی مورد استفاده در مبدلهای چندسطحی هستند. در این پژوهش، تکنیک omthd با هدف یافتن مقدار کمینهی thd و با در نظر گرفتن اندازهی هارمونیک اصلی ولتاژ خروجی مبدل چندسطحی کاسکاد به عنوان قید، به کار رفته است. الگوریتم ژنتیک نیز بعنوان ابزار بهینهسازی، برای حل مسالهی کمینهسازی thd برای این تکنیک در نظر گرفته شده است. به منظور مقایسهی دو روش omthd و shepwm، پس از معرفی یک رابطهی تحلیلی بین سطوح ولتاژ پلهای و زوایای آتش در مبدل چندسطحی کاسکاد، از هر دو روش shepwm و omthd برای کنترل مبدل چندسطحی کاسکاد استفاده شده است. روش هموتوپی بعنوان ابزار حل معادلات غیرخطی مربوط به حذف هارمونیکهای مرتبه پایین در shepwm و الگوریتم ژنتیک بعنوان روش بهینهسازی در omthd برای بدست آوردن مقدار کمینهی thd حاصل از رابطهی تحلیلی بین زوایای آتش و سطوح ولتاژ بکار میروند. روش مدولاسیون پهنای پالس مبتنی بر موج حامل با دو روش کنترلی omthd و shepwm تفاوتهای عمدهای دارد. این تفاوت از آن جهت است که در دو روش مذکور، زوایای آتش و سطوح ولتاژ از پیش محاسبه میشوند و میتوانند در جهت تامین هدفی خاص، تغییر یابند. لیکن در مدولاسیون پهنای پالس مبتنی بر موج حامل، پارامترهای دامنه، فاز، فرکانس و... مربوط به موج حامل و مرجع، تخمین زمان فرمان قطع و وصل ادوات کلیدزنی را بسیار مشکل و در فرکانسهای بالا عملا غیر ممکن میسازد. ازاینرو در این پژوهش، با در نظر گرفتن رنج پایین فرکانس برای باندهای حامل و ایجاد تغییرات محدودی در مقدار این فرکانسها، سعی شده تا مقدار قابل قبولی برای میزان thd حاصل از این روش محاسبه، و با دو روش کنترلی ذکر شده مقایسه شود.

نیاز روزافزون به جایگزینی انرژی های فسیلی با انرژی های تجدید پذیر و پاک باعث شده تا توجه به سمت انرژی خورشیدی بیشتر جذب شود. در حال حاضر انرژی خورشیدی از نظر ظرفیت نصب شده در دنیا بعد از انرژی آب و باد در بین انرژی های تجدید پذیر در مقام سوم ایستاده است. . بیش از 100 کشور در دنیا از انرژی خورشیدی استفاده می کنند. عواملی از جمله دما، شدت تابش نور، مشخصه بار و ... بر روی مشخصه غیرخطی خروجی آرایه های خورشیدی تاثیر دارند. آرایه خورشیدی تنها در صورتی حداکثر توان را تولید می کند که در نقطه حداکثر منحنی توان-ولتاژ کار کند. اما با تغییر شرایط جوی، منحنی توان-ولتاژ آرایه نیز جابجا می شود و این باعث می شود که نقطه کار منحنی به جایی غیر از نقطه حداکثر توان منتقل شود. در این حالت آرایه خورشیدی حداکثر توان را تولید نکرده و باعث اتلاف توان می شود. این موضوع وقتی حادتر می شود که به دلیل شرایط جوی، تابش یکسان برای تمام آرایه های خورشیدی وجود ندارد. در این صورت منحنی توان-ولتاژ آرایه دارای چندین نقطه حداکثر محلی خواهد بود. تا کنون روش های متعددی برای بازگرداندن نقطه کار به نقطه حداکثر توان معرفی شده اند. اما روش های معمول دارای این ضعف هستند که در شرایطی که منحنی توان-ولتاژ آرایه دارای چندین نقطه حداکثر باشد، در حداکثر های محلی به دام افتاده و باعث می شود که آرایه، حداکثر بازده را نداشته باشد. در نتیجه نیاز است روش هایی طراحی شوند که این مشکل را برطرف کنند. به این منظور در این پایان نامه از روش ? تصحیح شده، استفاده شده تا در عین پاسخ سریع، قابل استفاده برای حالت سایه های ناهمگون نیز باشد. عملکرد روش پیشنهادی از طریق شبیه سازی بررسی و تایید شده است. از سوی دیگر هنگامیکه آرایه های خورشیدی به بار متصل می شوند، تحت بعضی شرایط جوی قادر به تامین ولتاژ مورد نیاز بار نخواهند بود. برای مثال هنگامی که بر روی بعضی سلول های خورشیدی سایه می شود قابلیت تولید توان آرایه کاهش می یابد. در این حالات نیاز است از مبدلهای قدرت بهره گرفته شود که قابلیت بوست ولتاژ را دارا هستند. اما مبدل های معمول تنها می توانند یکی از حالت های باک یا بوست ولتاژ را دارا باشند. علاوه بر این، این مبدلها به ایجاد اتصال کوتاه در اثر فرمان کلیدزنی اشتباه حساس بوده و ممکن است خراب شوند. به همین دلیل نیاز است از مبدلی استفاده شود که قابلیت باک و بوست را به طور همزمان دارا بوده و همچنین در برابر اتصال کوتاه های احتمالی نیز مقاوم باشد. به همین دلیل دراین پایان نامه از مبدل منبع امپدانسی برای اتصال آرایه خورشیدی به شبکه استفاده شده است. نحوه مدولاسیون مبدل منبع امپدانسی با مبدلهای معمول متفاوت است. چراکه در این مبدل بر خلاف مبدلهای معمول حالات اتصال کوتاه مجاز می باشند. از اتصال کوتاه به منظور تقویت ولتاژ خروجی استفاده می شود و این حالات باعث می شوند که بتوان از مبدل منبع امپدانسی در هر دوحالت باک و بوست استفاده نمود. به منظور داشتن بیشترین میزان بوست به ازای تمام مقادیر اندیس مدولاسیون، از روش مدولاسیون خاصی به نام روش مدولاسیون حداکثر بوست بهره گرفته شده است. در نهایت سیستمی شامل آرایه های خورشیدی که از طریق مبدل منبع امپدانسی به شبکه، متصل است، شبیه سازی شده و روش mppt فوق الذکر به آن اعمال شده و در شرایط مختلف جوی عملکرد آن مورد بررسی قرار گرفته است. برای بررسی عملکرد سیستم تحت شرایط متفاوت، آرایه ای از سلول های خورشیدی در نظرگرفته شده است و چندین نوع سایه بر روی قسمت های مختلف آن اعمال شده است. نتایج بدست آمده کارایی روش پیشنهادی را تایید می کنند. استفاده از روش پیشنهادی باعث افزایش بازده سلول های خورشیدی هنگام وجود سایه های ناهمگون می شود.

این پایان نامه یک تکنیک جدید برای تخمین سرعت باد با استفاده از شبکه عصبی پیشنهاد می دهد، به این صورت که تلفات سیستم توربین بادی با یک روش جدید برای تخمینگر عصبی سرعت باد مدل می شوند. ابتدا عملکرد دو نوع تخمینگر عصبی سرعت باد 1) شبکه عصبی پیش خور پرسپترون چند لایه(mlp) 2) شبکه عصبی پس خور انعکاس حالت (esn) برای کنترل حداکثر نقطه توان توربین بادی بدون سنسور برای دو حالت 1) بدون در نظر گرفتن جریان استاتور 2) با در نظر گرفتن جریان استاتور به ورودی تخمینگر عصبی سرعت باد بررسی و مقایسه می شوند، در ادامه عملکرد بهینه سیستم توربین بادی تحت کنترل زاویه pitch پره ها با استفاده از روشی که به سرعت باد تخمین زده وابسته است با استفاده از دو روش 1) pi و 2) mlp بررسی و مقایسه می شوند. در پایان روشی برای کاهش نوسانات خروجی سیستم توربین بادی ارائه می شود که به سرعت باد تخمین زده شده وابسته است. سیستم شامل یک توربین باد سرعت متغیرkw 2.2 است که مستقیماً به یک ژنراتور سنکرون مغناطیس دائم وصل شده و از طریق کنترلر مبدل های پشت به پشت به شبکه وصل شده است. علاوه بر کنترل حداکثر نقطه توان، کنترل زاویه pitch پره ها و کاهش نوسانات خروجی سیستم توربین بادی، کنترل ولتاژ باس dc و کنترل توان راکتیو نیز در طراحی سیستم کنترل در نظر گرفته شده است. کل سیستم در محیط matlab / simulink پیاده سازی شده است. نتایج نشان می دهند که بهترین گزینه برای تخمین سرعت باد، استفاده از شبکه عصبیesn با در نظر گرفتن جریان استاتور به ورودی تخمینگر می باشد و حداکثر توان الکتریکی تولید شده تحت این شرایط به حالت واقعی نزدیک تر است. کنترل زاویه pitch پره ها با شبکه عصبی mlp نسبت به pi دقیق تر است. علاوه بر این نوسانات خروجی سیستم تحت روش به کار رفته به خوبی کاهش می یابند.

در این پایان نامه روش ترکیبی جدیدی برای پیش بینی کوتاه مدت بار ارائه شده است . در این روش از ترکیب تبدیل ویولت وشبکه عصبی انعکاس حالت(esn) به این منظور استفاده شده است. این روش به دو صورت مدل شده است که با wesn1 وwesn2 نامگذاری شده است. در هر دو مدل، پیش بینی بار با در نظر گرفتن روزهای تعطیل برای بار یک ساعت آینده و 24 ساعت آینده صورت می گیرد. در روش wesn1 تمامی ضرایب ویولت به همراه دما به عنوان ورودی به یک شبکه عصبی وارد می شوند، در حققیت از یک شبکه برای پیش بینی بار استفاده می شود، در حالی که در روش wesn2 هر یک از ضرایب ویولت توسط یک شبکه esn مجزا پیش بینی می شوند و در نهایت با استفاده از معکوس ویولت بار پیش بینی شده به دست می آید. علاوه بر پیش بینی بار? از این روش به منظور پیش بینی دمای ساعت آینده و 24 ساعت آینده استفاده شده است. استفاده از دمای پیش بینی شده برای پیش بینی بار، به دلیل وجود خطا در پیش بینی دما، روی دقت پیش بینی بار تأثیرگذار خواهد بود . از خطای ناشی از دمای پیش بینی شده در آنالیز حساسیت و نیز پیش بینی بار با استفاده از دمای نویزی استفاده شده است. در روش wesn1 به منظور دستیابی به پارامترهای بهینه شبکه شامل سایز مخزن? شعاع طیفی و پیوستگی که در نتایج پیش بینی موثر می باشند? از الگوریتم ژنتیک (ga) استفاده شده است، در حالی که در روش wesn2 برای دستیابی به مقدار بهینه این پارامترها? از روش سعی و خطا استفاده شده است .داده های مورد استفاده، بار ودمای واقعی شبکه برق آمریکای شمالی می باشند. نتایج به دست آمده توسط روش فوق قابلیت و دقت بالای روش ارائه شده را به خوبی نشان می دهد

امروزه با توجه به مشکلات استفاده از سوخت های فسیلی به منظور تامین برق، استفاده از انرژی های نو نظیر باد و خورشید و تکنولوژی های نوین نظیر پیل های سوختی، بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته اند. در سال های اخیر بیشترین ظرفیت نصب شده پس از نیروگاه های آبی، مربوط به نیروگاه های بادی می باشد. در کنار ویژگی های مثبت مزارع بادی، استفاده آن ها در شبکه، باعث بروز مشکلاتی در کیفیت توان می شود. این مشکلات عمدتاً ناشی از این مسئله می باشد که توان خروجی مزارع بادی به شدت به سرعت باد وابسته بوده و با تغییر سرعت باد، میزان الکتریسیته تولید شده توسط این مزارع نیز در هر لحظه متغیر می باشد، در این پایان نامه جایابی بهینهsmesشامل تعیین تعداد، مکان و پارامترهای بهینه شده این وسیله به منظور استفاده در شبکه های دارای نیروگاه بادی در شرایط نرمال شبکه و یا وقوع پیشامدهای ناگهانی ناشی از قطع خطوط مورد بررسی قرار گرفته است و در نهایت مقایسه کاملی بین به کارگیری smes وادوات فکتس به صورت جداگانه در شبکه های دارای نیروگاه بادی از نظرامنیت سیستم ومیزان هزینه ها انجام شده است. شاخص های امنیتی مربوط به ولتاژ و ظرفیت خطوط، میزان تلفات، هزینه سوخت (که شامل هزینه مربوط به آلودگی محیط زیست نیز می شود) و هزینه مربوط بهsmes یا ادوات فکتس، توابع هدف در نظر گرفته شده در این مسئله می باشند که مقدار آن ها باید حداقل شود. ضمن این که قرار داشتن ولتاژ باس ها در محدوده مجاز و یا تجاوز نکردن ظرفیت خطوط از محدوده مجازشان به عنوان قیود مسئله لحاظ شده است. در این پایان نامه شبکه استاندارد ieee30-bus با در نظر گرفتن دو توربین بادی که در دو باس مختلف شبکه نصب شده اند، مورد مطالعه قرار گرفته است. شبکه در بازه های زمانی ماهانه و در طول یک سال در نظر گرفته شده و برای هر باس، در هر ماه از سال حداکثرو حداقل باری که در آن ماه تجربه کرده است، به عنوان بار آن باس لحاظ شده است.smes در ساعات پرباری مانند یک ژنراتور و در ساعات کم باری مثل یک بار عمل می کند. برای هر ماه، علاوه بر حالت نرمال شبکه، دو حالت پیشامد ناگهانی ناشی از قطع خطوطی که باعث شدیدترین آسیب ها به شبکه می شوند نیز در نظر گرفته شده است. بدین ترتیب مسئله جایگذاری smes در شبکه به یک مسئله پخش بار بهینه با در نظر گرفتن قیود امنیتی (scopf) تبدیل می شود. با در نظر گرفتن منطق فازی، مسئله جایگذاری با چند تابع هدف به یک مسئله بهینه سازی تک تابع هدفه تبدیل می شود و در نهایت مسئله جایگذاریsmesتوسط الگوریتم ژنتیک محاسبه شده و متغیرهای تصمیم گیری مسئله شامل میزان تولید ژنراتورها به همراه مکان و پارمترهای بهینه شده برایsmes در هر حالت تعیین می شوند. در مرحله بعد بار دیگر مسئله بهینه سازی ولی این بار به منظور جایگذاری سه ادوات فکتس در شبکه شامل ترکیب های مختلفی از svc و tcsc تکرار می شود. سپس نتایج شبیه سازی ها مورد بررسی قرار گرفته و مشاهده می شود که استفاده از تعداد مناسب smes در شبکه باعث بهبود امنیت سیستم و کاهش هزینه های سالانه در مقایسه با به کارگیری ادوات فکتس در شبکه مورد بحث می شود.

این مطالعه به بررسی حالت های منظمی از تغییرات زمانی و مکانی دبی های ثبت شده در شمال غرب کشور با استفاده از دو روش تجزیه به مولفه اصلی (pca) و آنالیز موجک (wla) می پردازد. در این پژوهش از pca به منظور کاهش پیچیدگی تحلیل متغیرها و همچنین تفسیر بهتر اطلاعات استفاده شده است. پارامتر هیدرولوژیکی جریان رودخانه ناایستا و دارای روند می باشد؛ لذا با روش های آماری موجود نمی توان به آشکارسازی نوسانات پرداخت امروزه محققین با به کارگیری از علم ریاضی و کاربرد روش هایی همچون موجک به این مشکلات پاسخ مناسبی داده اند. بدین منظور در این پژوهش از آنالیز موجک جهت تعیین تغییرات پارامتر جریان رودخانه استفاده گردید. برای انجام آنالیزهای مربوطه از داده های ماهانه و فصلی 33 ایستگاه هیدورمتری واقع در شمال غرب کشور طی دوره ی آماری 1388-1350 استفاده گردید. در بخش اول پژوهش به بررسی تغییرات جریان رودخانه های شمال غرب کشور با استفاده از روش pca پرداخته شد. جهت تولید مولفه های pca از ماتریس ماهانه داده ها ی 33 ایستگاه هیدورمتری معرفی شده در طی دوره ی آماری 1388-1350 استفاده گردید. نتایج تحقیق نشان داد که تغییرات مکانی 5 مولفه اصلی اول دبی تقریباً با الگوهای آنومالی بارش موجود در منطقه مورد مطالعه مطابقت داشت. این سازگاری به صورتی بود که مناطقی که مقدار بارندگی نسبت به دیگر مناطق کمتر بود مقدار دبی نیز در آن منطقه به تبعیت از بارش کمتر از مناطق دیگر مشاهده شد و در مناطقی که مقدار بارندگی بیشتر بود به تبع مقدار دبی نیز بیشتر آشکار می شد. در نهایت با توجه به مقدار واریانس مولفه ها، تنها دو مولفه ی اول جهت بررسی تغییرات زمانی و مکانی جریان رودخانه در منطقه مورد مطالعه کافی می باشد و نتایج مطلوبی را ارائه می دهد. نتایج این روش فرضیه رابطه مستقیم بین تغییرات جریان رودخانه و میزان بارندگی در شمال غرب کشور را به اثبات رسانید. در بخش دوم پژوهش به بررسی تغییرات مکانی و زمانی داده های ماهانه و فصلی جریان رودخانه های شمال غرب کشور با استفاده از آنالیز موجک و نمودارهای هافمولر پرداخته شد. مدت زمان داده های جریان رودخانه ثبت شده (1388-1350) این امکان را فراهم کرد که به بررسی واریانس ماهانه و فصلی برای مدت 12 سال با استفاده از 3 دوره ی زمانی 3-2 سال، 6-3 سال و 12-6 سال پرداخته شود. باندهای معرفی شده نشان دهنده ی بازه مقیاس های مورد استفاده جهت محاسبه توان موجک می باشد. نتایج حاصل از آنالیز تبدیل موجک پیوسته نشان داد که در فصل بهار بیش ترین واریانس و فصل تابستان کمترین واریانس در هر دو باند 3-2 سال و 6-3 سال وجود داشت. در بین ماه های سال نیز ماه فروردین بیش ترین تغییرات واریانس و ماه شهریور کم ترین تغییرات واریانس را در دو باند 3-2 سال و 6-3 سال دارا بودند. باند 12-6 سال تغییرات کمتری را نسبت به دو باند دیگر از خود نشان داده است. این نتیجه احتمالاً مربوط به محدود بودن طول داده های ثبت شده جهت انجام آنالیز مربوطه می باشد. همچنین نتایج نشان داد که تغییرات جریان رودخانه در طول های جغرافیایی 5/45 تا 5/46 درجه شرقی نسبت به دیگر مناطق مورد مطالعه بیشتر می باشد. نتایج حاکی از این است که از سال 1380 به بعد مقدار میانگین واریانس جریان رودخانه نسبت به سال های قبل مقادیر کمتری را به خود اختصاص داده است.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

ماشین ‏‎(switched reluctance)‎‏‏‎sr ‎‏ برخلاف ماشینهای الکتریکی مرسوم صنعت مانند ماشینهای القایی و سنکرون ، بدون مبدل الکترونیک قدرت خود و سنجش موقعیت زاویه ای روتور قابل بهره برداری نیست. از اینرو طراحی قسمتهای اصلی محرکه ‏‎sr‎‏ شامل ماشین ، مبدل الکترونیک قدرت و سیستم کنترل چنان وابستگی تنگاتنگی با یکدیگر دارند که طراحی محرکه ‏‎sr‎‏ بصورت یک مسئله طراحی توام قسمتهای مختلف آن مطرح می شود. بعلاوه از نظر اقتصادی کاربرد این محرکه برای عملکرد در یک نقطه کار( سرعت ثابت و گشتاور ثابت ) مقرون به صرفه نبوده و خصوصیات خوب این محرکه ، بویژه نسبت بالای گشتاور بر اینرسی روتور و کنترل پذیری فوق العاده آن در کاربردهایی اهمیت می یابند که عملکرد کارآمد و مفید محرکه را در محدوده معینی از صفحه گشتاور - سرعت نیاز دارند.