یک ماشین القایی، می تواند به صورت یک ژنراتور مستقل از شبکه، تولید انرژی الکتریکی نماید. این امر با تحقق فرآیند تحریک خودی در ژنراتور القایی، صورت می پذیرد. این نوع از ژنراتورها معروف به ژنراتورهای القایی خودتحریک می باشند. دو عیب مهم، پیش روی استفاده از ژنراتور القایی به صورت ایزوله از شبکه، قرار دارد. یکی از معایب ژنراتور القایی، نیازمندی آن به توان راکتیو، جهت انجام فرایند تحریک خودی است. یکی دیگر از معایب ژنراتور القایی، تنظیم ولتاژ و فرکانس ضعیف آن، تحت شرایط تغییرات بار و تغییرات سرعت محرکه اولیه می باشد. استفاده از خازن های تحریک شنت در ترمینال ژنراتور، می تواند نیازمندی ماشین به توان راکتیو را برطرف سازد، اما برطرف نمودن رگولاسیون ولتاژ و فرکانس ضعیف ماشین، نیازمند کنترل توان اکتیو و راکتیو در سیستم، در هر لحظه می باشد. در این پژوهش سیستم های کنترلی، به نحوی ارائه می گردد تا یک ژنراتور القایی خودتحریک با رتور قفس سنجابی که توسط محرکه اولیه توربین بادی با سرعت متغیر به چرخش در می آید، بتواند تحت تغییرات بار و تغییرات سرعت باد، بار خود را تحت ولتاژ و فرکانس ثابتی تغذیه نماید. به همین منظور، در این پژوهش، از مقاومت بار خارجی متغیر که به ترمینال های استاتور متصل می گردد، به منظور کنترل فرکانس و راکتور کنترل شونده توسط تایریستور به همراه خازن ثابت به منظور کنترل ولتاژ استفاده می گردد.

بر اساس گستره وسیع کاربد موتورهای القائی در صنعت حمل و نقل شامل مترو و اتومبیل های الکتریکی کنترل دقیق سرعت و گشتاور این موتورها بسیار حائز اهمیت می باشد. موتورهای القایی به دلبل مزیت های فراوان از جمله عدم نیاز به تغذیه میدان و همچنین قیمت مناسب به عنوان یکی از آلترناتیوهای صنعت در بهره گیری از موترهای الکتریکی به شمار می اید بنابراین توجه زیادی به طراحی و توسعه کنترل آنها شده است.در کنار روش های متعدد کنترل موتورهای القایی، عملکرد مناسب با ریپل کم در درایوهای مبتنی بر روش کنترل جهت یابی میدان (field oriented control - foc) و عملکرد سریع با پاسخ گذرای تند در روش کنترل مستقیم گشتاور (direct torque control - dtc) به صورت تلفیقی در یک روش پشنهاد شده اند. طرح پیشنهادی در این پایانامه با تخمین جریان روتورو با بهره¬مندی از روش foc مقدار جریان مرجع مورد نیاز استاتور را به منظور ردیابی گشتاور بار و سرعت مطلوب با دقت بالا تعیین و با محاسبه خطای جریان با جریان های حالت فعلی موتور و اعمال آن به جدول کلیدزنی مبتنی بر روش dtc بردار کلیدزنی مناسب را به اینورتر اعمال و گشتاور و سرعت موتور را کنترل می نماید.از مزایای درایو پیشنهادی، علاوه بر دقت و سرعت ردیایی، تثبیت فرکانس کلیدزنی اینورتر با ارائه روابط کنترلر در حالت گسسته در بازه های زمانی ثابت (t) و در نتیجه حذف تلفات ناشی از متغیر بودن فرکانس کلیدزنی اینورتر موتور می باشد. در پایان نتایج شبیه سازی کنترل درایو پیشنهادی با استفاده از نرم افزار matlab به منظور بررسی صحت روابط، ارائه شده اند.

سیستم های انتقال جریان متناوب انعطاف پذیر (facts) با کنترل پخش توان وکنترل ولتاژ انتخابی مناسب برای حذف یا تعدیل مشکلات سیستم های انتقال الکتریکی می باشند. عملکرد مجزای هر یک از این ادوات با کنترل مناسب به نتایج مثبت و قابل قبولی در سیستم منجر می شود. اما وقتی تعداد این ادوات در سیستم بالا می رود و فاصله بین آنها کم می شود، کنترل پارامترهای این ادوات بدون هماهنگی بین کنترلر ها ممکن است همیشه نتایج مطلوبی را در پی نداشته باشد و به تداخل و ناسازگاری بین اهداف آنها منجر گردد. در این تحقیق برای جلوگیری از اثرات متقابل سوء بین مجموعه ادوات که در یک سیستم واقع شده اند ، کنترلی هماهنگ بوسیله پخش بار بهینه با اهداف چندگانه برای جلوگیری از ایجاد تراکم در خطوط و توسعه انتقال توان مطمئن با کنترل ولتاژ شین ها و کاهش تلفات توان اکتیو ارائه شده است. در این پروژه بکارگیری دو عنصر svc و tcsc از خانواده facts با کنترل هماهنگ بین آنها با حالتی که هیچ ادواتی در سیستم وجود ندارد مقایسه شده است. همچنین عملکرد آنها با کنترلرهای معمول و بدون هیچ گونه هماهنگی بین دو عنصر با حالت کنترل هماهنگ بین آنها در شبیه سازی ها نشان داده شده است تا بهبود عملکرد سیستم بوسیله ایجاد هماهنگی بین عملکرد این ادوات نشان داده شود و لزوم کنترل هماهنگ ادوات facts واقع در یک شبکه مشخص گردد.

پدیده جزیره شدن هنگامی رخ می دهد که منبع تولید پراکنده ( dg) متصل به شبکه توزیع، از شبکه اصلی جدا گردیده و به تنهایی بارهای متصل به نقطه اتصال مشترک ( pcc) را تغذیه نماید. در عملکرد جزیره ای، حالت مطلوب وجود ولتاژ سینوسی در نقطه اتصال مشترک می باشد ولی به جهت افت ولتاژ غیرخطی در طول امپدانس خط که ناشی از جریان غیرخطی بارهای غیرخطی متصل به pcc می باشد، ولتاژ در نقطه اتصال بارها (pcc) غیرسینوسی میگردد. این ولتاژ غیر-سینوسی بر عملکرد بارهای متصل به pcc تأثیرگذار خواهد بود، چنین اختلالاتی منجر به تلفات هارمونیکی، نوسانات گشتاور در موتورها، تریپ نادرست رله ها، ضریب توان کم، کاهش عمر ترانسفورماتور و بانکهای خازنی خواهد شد، به منظور اصلاح ولتاژ غیر سینوسی در pcc ناشی از افت ولتاژ غیرخطی در طول خط انتقال از جبران کننده هایی همچون، ترانسفورماتورهای سری، فیلتر اکتیو و فیلتر پسیو استفاده می شود که موجب تولید ولتاژ سینوسی در pcc می گردد. در این پایان نامه روش کنترلی جدید هیسترزیس غیرسینوسی به منظور بهبود ولتاژ و تولید ولتاژ سینوسی در pcc، زمانی که منبع تولید پراکنده به تنهایی توان بارهای متصل به pcc را تأمین می کند ارائه شده است که با استفاده از از این روش، بدون نیاز به استفاده از سنسور جریان یا وسایل جبران کننده، مولفه های هارمونیکی و ضریب اعوجاج کل (thd ) ولتاژ در نقطه pcc به سطح مطلوب و در حد استاندارد کاهش می یابد. شبیه سازی با نرم افزار matlab/simulink، انجام و نتایج حاصله از این روش با روش nspwm، مورد ارزیابی قرار گرفته و صحت نتایج این روش در مقایسه با روش پیشین، بیانگر موفقیت آن در بهبود ولتاژ و کاهش مولفه های هارمونیکی به سطح مطلوب می باشد.

دو معیار مهم در طراحی سیستم های قدرت چند ماشینه، پایداری گذرا و میرایی مودهای الکترومکانیکی سیستم است. کنترل کننده خودکار ولتاژ (avr) با گین بزرگ و پاسخ سریع می تواند اثر نامطلوبی بر پایداری نوسانات مدهای الکترومکانیکی سیستم داشته باشد و از طرف دیگر پایدارساز سیستم قدرت (pss) می تواند باعث کاهش پایداری گذرا از طریق افزایش ولتاژ ورودی به سیستم تحریک گردد. به عبارت دیگر پایدارساز به ظاهر خوب تنظیم شده، می تواند در کار کنترل کننده خودکار ولتاژ خلل ایجاد کند و بالعکس. بنابراین ذاتاً عملکرد avr و pss بصورت دینامیکی به هم مرتبط است. در ابن پایان نامه ضمن بررسی تأثیر پایدارساز سیستم قدرت و کنترل کننده خودکار ولتاژ بر روی یکدیگر با استفاده از نمودار بود پاسخ فرکانسی سیستم، روش طراحی هماهنگ مرحله به مرحله این کنترل کننده ها برای دستیابی پایداری کلی سیستم شامل پایداری گذرا و پایداری نوسانی را ارائه نمودیم. همچنین با طراحی هماهنگ تطبیقی و فازی پایدارساز سیستم قدرت و کنترل کننده خودکار ولتاژ که اطلاعات خود را از اندازه گیرهای فازور قرار داده شده در شبکه دریافت می کنند، توانستیم علاوه بر رسیدن به نزدیکی نقطه بهینه پایداری کلی سیستم، مقاومت سیستم کنترل نسبت به تغییرات نقطه کار سیستم را بهبود ببخشیم.

بجهت پیشرفت سریع ادوات الکترونیک قدرت، بارهای غیرخطی در زمینه های مختلف به کار گرفته شده اند که موجب تزریق هارمونیک به سیستم قدرت می گردند. مقادیر بالای هارمونیک منجر به تولید مشکلاتی برای سیستم توزیع می گردد. یکی از راه های غلبه بر این مشکلات استفاده از فیلترهای فعال یا غیرفعال می باشد. از فواید فیلترهای غیرفعال، سادگی نگهداری و هزینه و پیچیدگی کمتر آنها می باشد. اما معایب متعددی نیز دارند: رزونانس سری و موازی، گذشت عمر اجزای غیرفعال و وابستگی به امپدانس منبع. برای غلبه بر این معایب، از فیلترهای فعال استفاده می گردد. در مقایسه با سایر فیلتر های فعال، استفاده از فیلتر فعال موازی به علت عملکرد و هزینه مناسب، بیشتر مرسوم می باشد. این نوع از فیلتر بر مبنای تزریق جریان هایی با مقادیر برابر ولی با علامت مخالف برای اجزای هارمونیکی، با هدف حذف نمودن آنها می باشد. بررسی روش های مختلف تشخیص اغتشاشات ولتاژ و جریان، مقایسه کارایی آن ها در شناسایی آلودگی شبکه و تعیین روش موثر به عنوان تکنیک استخراج هارمونیک با توجه به اهداف جبرانسازی، اولین گام در طراحی این فیلترها محسوب می شود که در این پایان نامه، تئوری توان اکتیو و راکتیو لحظه ای تشریح شده است. مهمترین بخش این فیلترها، مبدل های قدرت می باشد که استفاده گسترده آن ها لزوم بکارگیری روش های کنترلی بهینه جهت بهبود عملکرد و کاهش تلفات و در نتیجه افزایش راندمان این ادوات را باعث شده است. وظیفه ردیابی و بازسازی سیگنال های مورد نظر جهت جبرانسازی به عهده مبدل های قدرت می باشد. یکی از روش های کنترل جریان در مبدل های قدرت، تکنیک مدولاسیون پهنای پالس باند هیسترزیس می باشد که سادگی ساختار و عملکرد سریع و مناسب این روش باعث بکارگیری آن در اکثر مبدل ها شده است. در ادامه بحث ابتدا روش کنترل باند هیسترزیس توضیح داده شده و سپس چند راهکار دیگر جهت عملکرد بهتر این روش از لحاظ بهبود فرکانس سوییچینگ و کاهش تلفات سوییچینگ ارائه شده است. همچنین نتایج شبیه سازی فیلتر فعال موازی همراه با کلیدزنی به روش باند هیسترزیس جهت اثبات کارایی روش های پیشنهادی در انتهای این پروژه آورده شده است.

با توضیحات بالا میتوان اهداف کلی از مساله opf را به این شرح بیان کرد: هدف از پخش بار بهینه محاسبه کردن مقادیر پیشنهادی برای متغییرهای کنترلی شبکه قدرت است به نحوی که مصالحه ای بین اقتصاد و امنیت شبکه بوجود آید. حل مساله opf برای شبکه قدرت از دو قسمت تشکیل شده است: مرحله اول عبارت است از پیدا کردن حالتهایی از سیستم در یک ناحیه که توسط قیود بهره برداری (به عنوان مثال قیود حداکثر توان جاری شده در خطوط انتقال و یا قیود حدود بالا و پایین ولتاژهای شینها) تعریف شده است، می باشد. به این جوابهای حاصل جواب های ممکن گفته می شود. .[ در مرحله دوم در ناحیه جواب، حالتی یافته می شود که تابع هدف در آن حالت بهینه باشد در اینجا لازم است که تفاوت اساسی بین توزیع اقتصادی بار و در مدار قرار گرفتن نیروگاه ها مورد تأکید واقع شود. توزیع بار فرض می کند که از قبل n واحد تولید به سیستم متصل است و هدف این است که نقطه کار بهینه اقتصادی برای این واحد ها تعیین گردد.از طرف دیگر مسئله در مدار قرار گرفتن نیروگاه ها پیچیده تر است. ممکن است فرض نماییم که دارای n واحد تولید هستیم و هدف تأمین بار پیش بینی شدهخاصی باشد، در این صورت در مسئله در مدار قرار گرفتن نیروگاه ها سوالی که پیش می آید این است که با فرض امکان تأمین بار پیش بینی شده توسط تعدادی از زیر مجموعه های کل n واحد تولید،کدام یک از این زیرمجموعه ها باید به منظور حداقل کردن کردن هزینه بهره برداری برگذیده شود؟

در حال حاضر منابع انرژی فسیلی به عنوان اصلی ترین منابع تأمین کننده انرژی بشر تلقی می گردند. اما با توجه به روند رو به رشد مصرف انرژی در جهان و آلودگی های محیط زیست توجه به تولید انرژی از طریق منابع انرژی تجدید پذیر و پاک امری اجتناب ناپذیر می باشد. انرژی خورشیدی از جمله سیستم فتوولتائیک یکی از گزینه های امید بخش پیش روی بشر در مقابل بحران انرژی است. سیستم های فتوولتائیک بازده نسبتاً پایین دارند و همچنین دارای مشخصه توان غیرخطی هستند. برای غلبه بر این مشکلات تکنیک ردیابی نقطه بیشنه توان پیشنهاد گردیده است. با توجه به اینکه شدت تابش خورشید و دمای محیط متغیر است، نقطه بیشینه توان از یک منحنی به سرعت به منحنی دیگری منتقل می شود. بنابراین کنترل کننده نقطه بیشینه توان به منظور کاهش نوسانات و اتلاف توان می بایست قادر باشد که هرچه سریع تر به این نقطه برسد. در میان روش های پیشنهاد شده استفاده از روش های هوشمند قابل توجه است. این روش ها در سال های اخیر بهبود یافته و جایگزین روش های متداول نظیر آشوب و مشاهده، هدایت افزایشی شده است. با توجه به طبیعت اکتشافی، تأثیرگذاری و سادگی، روش های کنترل فازی در سیستم های خطی و غیرخطی، نقش برجسته ای در ردیابی نقطه بیشینه توان در سیستم های فتوولتائیک دارند. با وجود قابلیت بالای سیستم های فازی اغلب آن ها دارای یک ایراد آشکار هستند. در واقع طراحی بیشتر کنترل کننده ها به روش سعی و خطا صورت پذیرفته است نه با استفاده از یک روش سیستماتیک. اما در این پایان نامه روش ردیابی نقطه بیشنه توان با استفاده از کنترل کننده هوشمند فازی ارائه شده است. نکته جدید استفاده شده در کنترل کننده فازی، استفاده از سه ورودی به جای دو ورودی و بکارگیری روش هوشمند است. پارامترهای این کنترل کننده با استفاده از الگوریتم ژنتیک جهت کاهش نوسانات توان حول نقطه بهینه پیشنهاد شده اند. در نهایت نتایج حاصل از شبیه سازی با یک کنترل کننده فازی متداول تحت شرایط متفاوت محیطی نظیر تغییر در شدت تابش و دما ارائه و مقایسه خواهند شد.

آزمون های غیرمخرب در کشور ما مانند سایر کشورها در صنایع مختلف به منظور بازرسی سیستم ها و تجهیزات مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. لوله های مبدل حرارت از تجهیزاتی هستند که به منظور انتقال حرارت در نیروگاه ها، پالایشگاه ها و صنایع پتروشیمی به کار می روند. این لوله ها باید به طور متناوب از سیستم خارج و به منظور پیش گیری از وجود هر گونه نشت مورد بازرسی قرار گیرند. آزمون جریان گردابی یکی از روش های غیرمخرب می باشد که با استفاده از اصول الکترومغناطیس به بازرسی این لوله ها می پردازد. سامانه هایی که در کشور ما برای انجام این آزمون ها استفاده می شوند، اغلب در خارج کشور تولید می شوند و نمونه داخلی این سامانه ها بسیار کم می باشد. در این پایان نامه نحوه طراحی و ساخت سامانه آزمون جریان گردابی به منظور بازرسی لوله های مبدل حرارت تشریح می شود. یک نمونه لوله مسی و یک نمونه لوله فولاد زنگ نزن در این پایان نامه مورد بازرسی قرار می گیرد و برای هرکدام از لوله ها، یک نمونه سامانه با توجه به ابعاد و مشخصات لوله ساخته شده است. در فصل اول، تعریف جامعی از آزمون های غیرمخرب، اهداف، کاربردها و روش های مختلف این آزمون ها ارائه می شود. در این پایان نامه، از آزمون جریان گردابی به عنوان یکی از روش های بازرسی غیرمخرب لوله های مبدل حرارت استفاده می شود و در فصل دوم اصول آزمون جریان گردابی مورد بحث قرار می گیرد. الگوریتم طراحی سامانه بازرسی و معادلات موجود در بازرسی لوله های مبدل حرارت در فصل سوم بیان می شوند. همچنین در این فصل از الگوریتم های تکاملی به منظور طراحی بهینه ابعاد و مشخصات سامانه مورد نظر استفاده می گردد. بازرسی دو نمونه لوله با استفاده از سامانه طراحی شده در آزمایشگاه انجام شده است و نتایج آن در فصل چهارم ارائه می شود. همچنین در این فصل سامانه با استفاده از تحلیل اجزای محدود (fea) و نرم افزار maxwel 2d شبیه سازی شده ونتایج آن با مقادیر آزمایشگاهی مقایسه می گردد. در نهایت پایان نامه با بیان نتیجه گیری در فصل پنجم پایان می یابد.

در کاربردهای سه فاز این اینورترها، به دلیل اینکه تکنیک های pwm اعمال شده، پالس های خروجی نامتقارن را تولید می کنند، ولتاژ مد مشترک ظاهر می شود که به صورت ولتاز بین نقطه خنثای بار و زمین سیستم تعریف می شود. این ولتاژ، منبع اصلی بسیاری از مشکلات نامطلوب در سیستم های درایو موتور است که در کاربردهای فرکانس بالا با بکارگیری وسایل کلیدزنی سریع بدتر می شوند. ولتاژ مد مشترک به همراه تغییرات سریع ولتاژ، مشکلات جدی را به همراه خواهند داشت که عبارتد از: جریان های نشتی که از طریق خازن های پارازیتی داخل موتور به زمین راه می یابند، تداخلات الکترومغناطیسی هدایتی و تشعشعی و ولتاژ شفت و جریان های یاتاقان، که کاهش طول عمر موتور را به همراه خواهند داشت و همچنین، تداخلات الکترومغناطیسی تولید شده توسط چنین سیستم هایی، عملکرد تجهیزات الکتریکی اطراف را تحت تأثیر قرار می دهد. بنابراین، طراحان سیستم های درایو باید ولتاز مد مشترک و تداخلات الکترومغناطیسی و همینطور، روش های کاهش آن ها را به عنوان فاکتورهایی مهم در طراحی های خود در نظر بگیرند تا از آثار نامطلوب آن ها اجتناب کنند. به طور کلی، تحقیقات برای کاهش این آثار زیان بار بر روی دو روش تمرکز دارند: تغییر ساختار فیزیکی سیستم درایو و بهبود الگوریتم کنترلی اینورتر.در این پایان نامه، ولتاژ مد مشترک و تداخلات الکترومغناطیسی و بنابراین، آثار مخرب ناشی از آن ها در سیستم های درایو کاهش داده خواهد شد. در ابتدا، فیلترهای پسیو برای کاهش انتشار تداخلات الکترومغناطیسی و ولتاژ مد مشترک در سیستم های درایو با استفاده از نرم افزار saber مورد مطالعه قرار گرفته است. سپس، چندین استراتژی مدولاسیون برای کاهش ولتاژ مد مشترک در اینورترهای دو سطحی و چند سطحی پیشنهاد شده است و پیاده سازی ها با نرم افزار matlab 7.6 به منظور اعتبارسازی استراتژی های پیشنهادی انجام شده است. علاوه بر این، پیاده سازی های آزمایشگاهی با استفاده از dsp مدل tms320f28335 ساخت شرکت texas instrument برای اینورتر دو سطحی انجام گردیده است. همچنین، مقایسه نتایج مربوط به طرح های پیشنهادی و پیشین برای کاهش ولتاژ مد مشترک از نقطه نظر اعوجاج هارمونیکی کل جریان خروجی صورت گرفته است.

در سیستم های سنتی به دلیل عدم وجود مخابرات، تقسیم توان بین نیروگاه ها بر اساس ظرفیت هر نیروگاه و بر اساس مشخصه ی افتی آن ها انجام می شود و پخش توان به طریق اقتصادی اعمال نمی گردد، در نتیجه این روش تقسیم توان باعث افزایش مصرف سوخت می شود. برای حل این مشکل یک ریزشبکه هوشمند تعریف می کنیم، که دارای بستر های مخابراتی است و شامل چهار واحد منبع انرژی پراکنده یا همان خودرو الکتریکی هیبرید برقی ، واحد تغذیه کمکی و بار است. این خودروهای الکتریکی از طریق اینورتر منبع ولتاژ به نقطه ی اتصال مشترک متصل می شوند. نقاط تنظیم توان از مدیریت مرکزی توان به قسمت کنترلی اینورترها ارسال می گردند و کلیدزنی بر این اساس انجام می شود. مدیریت مرکزی توان این نقاط را بر اساس پخش بار اقتصادی تنظیم می کند و با استفاده از سیستم مخابره ی دوطرفه به اینورتر مربوط به هر خودرو الکتریکی می فرستد. مدیریت مرکزی توان تمام داده های مربوط به توان بارها و خودروها را دارد و بر اساس این اطلاعات نقاط تنظیم را تعیین می کند و به خودروهای الکتریکی فرامین مربوط به تولید توان را می دهد و مشخص می کند هر واحد چه مقدار توان باید تولید کند. بدین ترتیب هر واحد خودرو الکتریکی قسمتی از بار را به گونه ای تامین می کند که هزینه سوخت در مقایسه با روش سنتی کاهش می یابد. سپس با یک تغییر بار که موجب افت ولتاژ می گردد، استراتژی کنترلی پیشنهادی بررسی می شود. بدین ترتیب در حالت تغییر ناگهانی بار محلی خودرو الکتریکی می تواند با تامین بار، کمبود ولتاژ را هم بهبود نماید. از طرفی با استفاده از این روش کنترلی خودرو توانایی جذب توان راکتیو را نیز دارد. در این استراتژی کنترلی که استراتژی کنترلی هیبرید نام دارد، توان اکتیو با استفاده از نقاط تنظیم ایجاد شده توسط مدیریت مرکزی توان، تزریق می شود و توان راکتیو طبق مشخصه افتی ولتاژ کنترل می گردد.

تخمین حالت در شبکه های قدرت بدلیل کاربرد آن در ارزیابی کیفیت توان از اهمیت بالایی برخوردار است. اندازه گیری مستقیم در تمامی نقاط شبکه قدرت، برای ارزیابی میزان هارمونیک، بدلیل وسعت شبکه های قدرت در عمل امکان پذیر نیست. از سویی، تغییرات دوره ای در توپولوژی شبکه قدرت و اضافه شدن بارهای جدید، نیاز به داشتن اطلاعات به روز در مورد میزان آلودگی های هارمونیکی در نقاط مختلف شبکه را ضروری می نماید. از این رو، مسأله تخمین حالت هارمونیکی در چند سال اخیر از سوی بسیاری از محققین مورد توجه قرار گرفته است. در علوم مهندسی، همواره دستیابی به روش هایی که ضمن افزایش دقت محاسبات به کاهش هزینه ها منجر شود، مدنظر بوده است. مسأله تخمین حالت هارمونیکی نیز از این قاعده مستثنی نیست. اما دقت تخمین، نسبت مستقیمی با تعداد سنجش در شبکه دارد و دستگاه های اندازه گیری، غالباً بسیار گران و پر هزینه هستند. اگرچه، با امکان ورود تجهیزات مونیتورینگ ارزان نیز، نیاز به راست آزمایی سنجش ها می باشد. بنابراین، مسأله بهینه سازی در تخمین حالت هارمونیکی، مسأله ای پیچیده و مستلزم درنظر گرفتن قیود متنوع و بعضاً مخالف یکدیگر است. علاوه بر آن، مکان یابی بهینه نصب تجهیزات اندازه گیری در تخمین حالت هارمونیکی کاملاً به معیار و روش محاسبه تخمین حالت توسط تخمین زن حالت هارمونیکی بستگی دارد. در رساله حاضر چهارچوب هایی به منظور مکانیابی محدود تجهیزات اندازه گیری متغیرهای الکتریکی شبکه، و به تبع آن ارزیابی مشاهده پذیری و تخمین حالت ارائه می شود. در نخستین گام از هدف تخمین حالت در این رساله، مشاهده پذیری شبکه مورد ارزیابی قرار می گیرد. بنابراین مطالب، در دو بخش مفصل، مفهوم مشاهده پذیری و تخمین حالت مورد بحث قرار گرفته اند. در بخش اول، به ارائه تکنیکی برای تضمین مشاهده پذیری سیستم قدرت با سنجش محدود در شرایط نرمال و با امکان وقوع پیشامدهای احتمالی (شامل خروج یک خط و یک واحد) پرداخته شده است. در بخش دوم، در خصوص تکنیک تخمین حالت، مفهومی جدید مطرح شده است. بر اساس این مفهوم، مدار با جواب منحصر بفرد در شرایط ورود اندازه گیری ها با عدم قطعیت دیگر یک جواب منحصر بفرد نداشته و دقت تخمین نسبت به درخت انتخابی حساس خواهد بود. این نکته در شرایط نایقینی مدل سیستم قدرت (شامل امپدانس خطوط و ترانسفورماتورها) مستقل از مدل سازی بارها و ژنراتورها قابل تعمیم می باشد. راست آزمایی الگوریتم های پیشنهادی در این رساله، در هر یک از بخش های مشاهده پذیری و تخمین حالت به تفکیک در شبکه های نمونه صورت پذیرفته است. حفظ مشاهده پذیری شبکه قدرت در پیشامدهای احتمالی با حداقل تجهیزات سنجش حاصل شده است. تخمین حالت، با نظر به پیشنهاد انتخاب درخت بهینه با دقت مناسب و عدم نیاز به دانش نسبت به معادل بار و ژنراتور توأم با حساسیت پایین تخمینگر به توپولوژی شبکه و روش حل معادله به انجام رسیده است.

مبحث پایداری ولتاژ در سیستم های قدرت همواره از اهمیت خاصی برخوردار بوده است. امروزه با تجدید ساختار برق و رقابتی شدن بازار برق، این موضوع در تمامی شبکه های قدرت و به ویژه ریزشبکه ها بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است.زیرا غالباً این سیستم ها دربردارنده بارهای حساسی هستند.در یک ریزشبکه ناپایدار، افت ولتاژ ناشی از اغتشاشات ممکن است بسیار شدید باشد و حتی ممکن است به فروپاشی ریزشبکه و قطعی بارهای مهم آن منجر شود. از اینرو برای جلوگیری از افت ولتاژهای شدید ناشی از اغتشاشات و از دست رفتن بارهای بحرانی بایدتوان راکتیو کافی از منابع تولیدپراکنده به سیستم ریزشبکه تزریق شود. میزان کمبود توان راکتیو تا مقدار مورد نیاز سیستم در شرایط دینامیکی باید از طریق نوعی جبران سازی در منابع راکتیو تأمین شود.در این راستا تاکنون پژوهش های متعددی صورت گرفته است.عمده ی مشکلات و چالش های موجود در هر یک از این پژوهش ها مربوط به هزینه ی بالای ناشی از استفاده ی ادوات الکترونیک قدرتی در کنترل کننده های پیشنهادی در این تحقیقات، پیچیدگی پیاده سازی استراتژی موجود در آنها و یا انحصار برخی از این روش ها برای ریزشبکه های در بردارنده ی نوع خاصی از منابع تولیدپراکنده و . . . بوده است. به همین جهت در راستای غلبه بر مشکلات استراتژی های پیاده شده در پژوهش های پیشین، در این پژوهشاز نوعی جبران ساز به نام mgvs استفاده شده است که موجب تزریق توان راکتیو بیشتر از سمت منابع می شود.توان راکتیو تزریق شده، پروفیل ولتاژ تمامی باس های ریزشبکه و به ویژه باس های بار را در حین اغتشاشات مختلف بهبود می بخشد و به این ترتیب سطح پایداری ولتاژ دینامیکی ریزشبکه ارتقاء می-یابد. لازم به ذکر است که پیش از این، عملکرد mgvs برای ریزشبکه های دربردارنده ی منابع مبتنی بر ماشین سنکرون مورد تحقیق قرار گرفته است. از اینرو هدف اصلی این پایان نامه، تحقیق در صحت عملکرد این پایدارساز برای ریزشبکه های شامل منابع با واسط مبدل الکترونیک قدرتی بوده است. به همین جهتریزشبکه ای با منابع تولیدپراکندهpv برای تحلیل پایداری ولتاژ مورد مطالعه قرار گرفت. ریزشبکه ی مورد تست،تحت شرایط دینامیکی گوناگونی مورد مطالعه قرار گرفته است. اغتشاش جزیره-ای شدن و همچنین دو نوع خطای اتصال کوتاه سه فاز و اضافه بار ناگهانی که در مد جزیره ای به ریزشبکه اِعمال می شود، اغتشاشات به وجود آورنده ی شرایط دینامیکی در ریزشبکه مورد بررسی بوده است. در شبیه سازی های صورت گرفته، ولتاژ باس های بار و نیز توان راکتیو تولیدی منابع در اثر رخداد این اغتشاشات در حضور mgvsو در غیاب آن مورد مقایسه قرار گرفته است.نتایج حاصله حاکی از آن است که با حضور mgvs در ریزشبکه، بهبود قابل قبولی در پروفیل ولتاژ باس های بار و همچنین باس های دیگر ریزشبکه مشاهده می شود که البته میزان این بهبود بسته به نوع اغتشاش وارده تغییر می کند. به این ترتیب، می توان نتیجه گرفت که mgvs نه تنها در ریزشبکه های با منابع مبتنی بر ماشین سنکرون بلکه در ریزشبکه های شامل منابع تولیدپراکنده با واسطه های الکترونیک قدرتی (مانند pv) نیز کاربرد دارد و در تعدیل و هماهنگ کردن تولید توان راکتیو این نوع از منابع تولیدپراکنده نیز با نیاز سیستم در ضمن اغتشاشات موثر می باشد. در نتیجه از این طریق می تواند در حین اختلالات دینامیکی، تولید از دست رفته را تأمین کند و پروفیل ولتاژ و پایداری سیستم را به طور قابل توجهی بهبود بخشد. از اینرو پایدارساز mgvs را بدون در نظر گرفتن نوع منابع تولیدپراکنده موجود در سیستم، می توان در هر نوع ریزشبکه ای استفاده نمود.

گسترش دستگاه های الکترونیکی غیرخطی در سمت مشترک ، آلودگی هارمونیکی شدیدی را موجب شده است که در سمت شبکه نیز اعوجاج های جریان و ولتاژ هارمونیکی را گسترش می دهند . در مطالعه هارمونیک ، شناسایی منابع آن برای حل مشکلات مربوط به اعوجاج هارمونیکی مهم است. مکانیابی منابع هارمونیک در سیستم ها یکی از روش های مورد استفاده برای نشان دادن سهم بین مشترک و شبکه برای اعوجاج ها است . در این پژوهش، روش های مکانیابی منابع هارمونیک با بررسی دو روش ارائه شده است. این روش ها یک استراتژی اندازه گیری را برای شناسایی منابع اعوجاج غالب جهت تعیین سهم هارمونیک شبکه و مشترک در یک نقطه که نقطه اتصال مشترک نامیده می شود در نظرمی گیرند . این روش ها مدار معادل نورتون را برای ساده سازی سیستم تحت مطالعه مبنا قرار داده و بار مشترک را با مولفه های rlc موازی با در نظرگرفتن جریان نشتی و c(rl+l)r موازی با استفاده از ولتاژ ها و جریانهای هارمونیکی اندازه گیری شده در نقطه pcc مدل سازی می کنند .

چکیده: سیستم های برق شامل سه بخش می شوند که عبارتند از : تولید، انتقال و توزیع. تمامی این بخش ها برای افزایش قابلیت اطمینان و بهره وری انرژی در سیستم های تولید ، انتقال و توزیع نیاز به تعمیرات پیشگیرانه دارند. اغلب بسته های برنامه ریزی تعمیرات، برنامه ریزی تعمیرات پیشگیرانه، در یک پریود برنامه ریزی بهره برداری یک تا دو ساله، به منظور حداقل نمودن کل هزینه بهره برداری، در ضمن برآوردن تقاضاهای انرژی سیستم و قیود تعمیرات می باشند. از دیدگاه بهره بردار سیتم هدف افزایش قابلیت اطمینان سیستم می باشد. بهره بردار، تعیین کننده آن است که در کدام دوره زمانی، یک واحد تولید برای سرویس دهی یا تعمیرات برنامه ریزی شده می بایست به تعمیر گذاشته شود. در واقع یک بهره بردار مسئول حفظ توازن توان می باشد. بهره بردار سیستم وظیفه خود را از طریق کنترل آرایش نیروگاه های انعطاف پذیر انجام می دهد همچنین فرامینی برای تنظیم یا محدود کردن تولید صادر می کند تا در نهایت منابع تولید در دسترس،با مصارف بارها متناسب شوند . از دیدگاه شرکت های تولیدی هدف کمینه نمودن کل هزینه بهره برداری و تعمیرات در دوره مطالعاتی و افزایش عایدی دریافتی حاصل از فروش انرژی می باشد. یکی از مسائلی که بهره برداران سیستم با آن مواجه می باشند، چگونگی برنامه ریزی برای تعمیرات واحدهای تحت پوشش خود می باشد. در این پایان نامه به مسئله برنامه ریزی تعمیرات واحدهای تولیدی با توجه به قیود شبکه و ایمنی سیستم می پردازیم. در این برنامه ریزی، بهره بردار سیستم، با توجه به قیودی که در طول یک دوره برای واحدهای تولیدی وجود دارد و نیز با توجه به پیشنهاد هر کدام از این واحدها، برنامه تعمیرات آنها را طوری زمان بندی می کند که علاوه بر برآورده ساختن قیود شبکه و ایمنی همچون مقدار انرژی تأمین نشده و یا رزرو مورد نیاز، کمترین هزینه بهره برداری تحمیل شود. در یک برنامه ریزی تعمیراتی جامع، پیشنهاد می شود تا برنامه ریزی تعمیرات خطوط انتقال را به همراه برنامه ریزی تعمیرات واحدهای تولیدی در نظر گرفت. هدف اصلی تعمیرات خطوط انتقال، تضمین انتقال برق و دوری از اتلاف انرژی است. حضور قیود شبکه و انتقال، پیچیدگی مسئله تعمیرات واحدهای تولیدی را افزایش می دهد. در این پایان نامه ابتدا روش های حل برنامه ریزی تعمیرات و نگهداری واحدهای تولیدی مورد بررسی قرار می- گیرد و تمامی قیود تعمیرات ، قیود سیستم و قیود قابلیت اطمینان می شود و با توجه به این قیود برنامه ریزی تعمیرات واحدهای تولیدی را با در نظر گرفتن قیود رزرو سیستم، مقدار انرژی تأمین نشده، قید سوخت و خرید انرژی از سایر تولیدکنندگان، نرخ خروج اضطراری واحدها و تأثیر محدودیت در حد توان انتقالی از دیدگاه بهره بردار سیستم را به کمک نرم افزار بهینه سازی gams بر روی سیستم 24 شینه ieee-rts انجام داده و در ادامه برنامه ریزی تعمیرات واحدهای تولیدی را به همراه برنامه ریزی خطوط انتقال با قیود ذکر شده اعمال می گردد. همانطور که می دانیم هرچه قابلیت اطمینان سیستم افزایش یابد، در پی آن مجموع هزینه ها نیز افزایش می یابد. در این پایان نامه نیز با در نظر گرفتن بخش بیشتری از قیود قابلیت اطمینان مجموع هزینه های بهره برداری و تعمیرات افزایش می یابد و برنامه ریزی تعمیرات دستخوش تغییر می شود. درپایان با مشاهده نتایج بدست آمده و مقایسه آن با پژوهش های علمی انجام شده در گذشته ، می توان دریافت که با افزایش سطح قابلیت اطمینان سیستم در برنامه ریزی تعمیرات واحدهای تولیدی و خطوط انتقال مجموع هزینه های بهره برداری و تعمیرات افزایش می یابد. ولی می توان با یک برنامه ریزی بهینه و جامع این هزینه ها را بطور قابل ملاحظه ای کاهش داد.

امروزه با گسترش روزافزون استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر، سیستم های بادی به یک فرآیند کاملاٌ تجاری و اجتناب ناپذیر تبدیل شده است. مهم ترین موضوع در رابطه با توربین های بادی مجهز به ژنراتورهای القایی دو سو تغذیه (dfig)، قابلیت بازیابی ولتاژ پایین در هنگام وقوع خطا یا افت ولتاژ ناگهانی در راستای کدهای شبکه میباشد. dfig به دلیل اتصال مستقیم استاتور به شبکه در برابر اختلالات شبکه بسیار حساس می باشد. وقوع خطا یا افت ولتاژ ناگهانی در شبکه، باعث افزایش جریان استاتور و در نتیجه افزایش جریان روتور و تغییرات ولتاژ لینک dc می شود با توجه به این که مبدل های dfig، 20 تا 30 درصد توان نامی ژنراتور را دارا می باشند، این اضافه جریان باعث صدمه دیدن مبدل و از مدار خارج شدن dfig می شود در نتیجه باید با اعمال روش هایی مانع از صدمه دیدن مدار روتور و مبدل آن و خروج ژنراتور از شبکه شد. روش معمول برای جلوگیری از صدمه دیدن مبدل، استفاده از حفاظت crowbar می باشد. به وسیله این مدار مبدل سمت روتور از مدار روتور جدا شده و ژنراتور در طول خطا می تواند متصل به شبکه باقی بماند. به دلیل اینکه وظیفه اصلی مبدل سمت روتور، کنترل توان خروجی و ولتاژ پایانه ژنراتور القایی دو سو تغذیه است، کنترل dfig بر روی توان اکتیو و راکتیو در زمان حضور crowbar در مدار، مختل خواهد شد. در این پایان نامه به منظور بهبود قابلیت بازیابی ولتاژ و عملکرد بدون وقفه dfig و حفظ کنترل پذیری آن ضمن تزریق توان راکتیو توسط مبدل های dfig در طول خطا از محدودکننده های جریان خطای ابررسانا به منظور کاهش جریان خطا و افزایش ولتاژ ترمینال نیروگاه بادی استفاده شده است. نتایج شبیه سازی در محیط matlab/simulink بهبود عملکرد dfig در طول خطا را بر اساس طرح پیشنهادی تأیید می کند.

امروزه استفاده از منابع تولید بادی چه در بخش تأمین برق بارهای دور از شبکه و چه بصورت متصل به شبکه ی سراسری برق، کاربرد وسیعی پیدا کرده است. اگرچه سیستم بادی در مقایسه با سیستم خورشیدی هزینه ی نصب کمتری دارد، با این حال، با بکارگیری مبدلهای قدرت مناسب، به نحوی که به ازای تغییرات شرایط جوی، توان کسب شده بهینه باشد، هزینه ی سیستم کاهش بیشتری پیدا خواهد کرد.جهت کسب حداکثر توان از باد، بکارگیری سیستم ردیاب نقطه ی حداکثر توان ضروری است. بطوریکه کنترل کننده ی mppt، نقطه کار توربین بادی را به گونه ایی مشخص می کند تا بتوان حداکثر توان را از عملکرد توربین بادی دریافت کرد.تکنیکهای مختلف زیادی جهت ردیابی نقطه ی حداکثر توان در سیستم بادی استفاده شده اند، که بیشتر این روشها بر اساس منحنی حداکثر توان توربین بادی و پروفایل سرعت باد کار می کنند. در این پایان نامه، استراتژی جدید ردیابی نقطه ی حداکثر توان برای سیستم بادی سرعت متغیر با ماشین سنکرون مغناطیس دائم ارائه شده است. استراتژی mppt پیشنهادی بر اساس منطق فازی کار می کند و مستقل از مشخصات توربین و ژنراتور می باشد. جهت کاهش هزینه و افزایش قابلیت اطمینان سیستم، ردیاب نقطه ی حداکثر توان پیشنهادی، فاقد هرگونه حسگر مکانیکی می باشد. ردیاب mppt با کنترل مناسب مبدل dc/dc بوست به ازای سرعتهای مختلف باد، سیستم را وادار به عملکرد در نقطه ی حداکثر توان می نماید.

یکی از تکنولوژی هایی که امروزه کاربرد بسیار زیادی در صنعت پیدا کرده است، تکنولوژی توان پالسی می باشد. از جمله کاربردهای تغذیه ی پالسی می توان به استفاده از این تکنولوژی در تولید اوزون، استرلیزه کردن، تصفیه ی آب و گازهای خروجی کارخانجات، پزشکی، پلاسما و امور نظامی اشاره کرد. اگرچه تا کنون انواع متنوعی از منابع تغذیه پالسی با روشهای گوناگون طراحی و ساخته شده است ولی امروزه با پیشرفت ادوات الکترونیک قدرت و تکنولوژی ساخت آنها، منابع تغذیه پالسی در حال تحول گسترده می باشند و هر روزه انواع جدیدی از این نوع مبدلها ارائه می شوند. این منابع اگرچه در توانها و ولتاژهای خیلی بالا (گیگاوات و مگاولت) ساخته نمی شوند، ولی بدلیل مزایای آنها و همچنین نیاز کاربردهای جدید به توان ها و ولتاژهای متوسط (در مقایسه با کاربردهای قدیمی) و لزوم کم حجم بودن مدار، توجه زیادی را به خود معطوف ساخته اند. در این ساختارها (با توجه به نوع بار) شکل پالس، سطح ولتاژ، نرخ تکرار، پهنای پالس، زمان صعود و همچنین فشرده بودن مدار و استرس ولتاژ بر روی سوئیچ ها از عوامل مهمی هستند که باید به آنها توجه شود. در این رساله هدف ارائه و ساخت خانواده ی جدیدی از منابع تغذیه پالسی ولتاژ بالا بر اساس چندبرابرکننده های ولتاژ خازنی- دیودی و ترکیب آن با عناصر نیمه هادی قدرت می باشد، که قابلیت تولید ولتاژ خروجی پالسی با دامنه بالا و با پهنای پالس و فرکانس دلخواه را با استفاده از منبع ولتاژ پایین داشته باشند. بطور کلی چندبرابرکننده های ولتاژ خازنی- دیودی بر اساس نحوه ی قرار گرفتن خازن ها در هنگام شارژ در کنار یکدیگر به سه گروه سری- موازی، سری- سری و موازی- موازی تقسیم می گردند. با استفاده از این چندبرابرکننده ها و بکار گیری سوئیچ های نیمه هادی قدرت در ساختار آنها می توان به مناسب سازی این مبدل ها در کاربردهای توان پالسی ولتاژ بالا مبادرت ورزید. مدارهای پیشنهادی که می توانند بصورت بلوک های (طبقات) مجزا و یکسان ساخته شوند، تا حد امکان ساده، قابل پیاده سازی در صنعت، و دارای ساختاری مدولار و البته منعطف می باشند. از دیگر ویژگی های منحصر به فرد این خانواده می توان به قابلیت گسترش ولتاژ المان های بکار رفته در مدار تنها با تغییر نوع اتصال بلوک ها (طبقات) با توجه به ولتاژ ورودی، اشاره نمود. وجود چنین ویژگی هایی در ساختارهای پیشنهادی قابلیت استفاده از این مبدل ها در رنج وسیعی از ولتاژ ورودی و در کاربردهای گوناگون، خصوصا کاربردهایی که نیاز به منابع پالسی قابل حمل ونقل دارند، را میسر می سازد. به منظور دستیابی به ساختار مطلوب در این رساله، پس از مطالعه ی عملکرد مدارهای پایه ی چندبرابرکننده ولتاژ خازنی- دیودی، به طراحی مفهومی مبدل های پیشنهادی و نحوه ی جایابی سوئیچ های نیمه هادی در ساختار مدارات پرداخته شد. سپس با توجه به نتایج مطلوب حاصل از شبیه سازی به پیاده سازی مبدل های ارائه شده در سطح آزمایشگاهی، با در نظر گرفتن امکانات محدود موجود، اقدام شد. مدارهای پیاده نشان از صحت عملکرد مدارهای مذکور دارد. در پایان به منظور مطالعه ی بیشتر و شناخت نقاط ضعف و قوت مدارات ارائه شده، یک مقایسه ی کلی بین این مدارات نیز انجام شده است.

کنترل فرکانس یکی از مهم ترین چالش های پیش روی صنعت برق است. به دلیل تغییر در بار، تعادل بار-تولید نیاز به تنظیم پیوسته دارد. در شبکه های قدرت متداول وظیفه ی کنترل فرکانس بر عهده نیروگاه ها می باشد. از طرفی در شبکه های هوشمند آینده سهم تولید تجدید پذیر، به خصوص بادی و خورشیدی در سبد تولید به طور چشم گیری افزایش خواهد یافت. در کنار تمامی مزایای تولید تجدید پذیر از جمله رایگان بودن انرژی اولیه و دوست دار محیط زیست بودن، یکی از معایب عمده این انرژی ها در کاهش امکان کنترل فرکانس شبکه است. این امر از دو مسئله ناشی می شود، اوّل آن که تولید های بادی و خورشیدی خود متغیّر با زمان بوده و وضعیت متعادل سازی بار-تولید را پیچیده تر می کنند، دیگر آن که در اکثر مطالعات امکان شرکت این مولّد ها در ظرفیت بالا در کنترل فرکانس شبکه در نظر گرفته نشده است. گذشته از آن ساختار کنترلی شبکه قدرت متداول نیز با وضعیت موجود، پذیرای این مشارکت نخواهد بود. این رساله در گام اوّل به بهبود گزیده ای از مدل های موجود منابع تجدید پذیر در کنترل فرکانس شبکه پرداخته است. با توجّه به ضعف مدل ها و روش های موجود، روش جدیدی جهت مدل سازی و مشارکت انواع تولید تجدیدپذیر و واحد های ذخیره که باواسطه ی مبدّل های الکترونیک قدرتی به شبکه متّصل می شوند ارائه شده است. پس از ایجاد امکان مشارکت واحد های تجدیدپذیر و باتری های با ظرفیت بالا در کنترل فرکانس سیستم های قدرت چند ناحیه ای، ساختار جدیدی برای بهره برداری از این واحدها طرح شده است. به این ترتیب الگوریتم های بهره برداری معرفی شده در این رساله بهره بردار شبکه را قادر می سازند تا از بخشی از ظرفیت واحدهای تولید تجدیدپذیر در کنترل فرکانس بهره مند گردد. در نهایت با استفاده از مدل طرح شده جهت مشارکت واحدهای تجدیدپذیر در کنترل فرکانس شبکه و الگوریتم های ارائه شده در خصوص بهره برداری از این واحدها می توان فرکانس شبکه را در حضور نیروگاه های ترکیبی بادی-خورشیدی-باتری با ظرفیت بالا بهبود داد.

در این رساله یک کنترل کننده مدل پیش بین چندگانه برای کنترل جریان هوای ورودی یک پیل سوختی pem طراحی و شبیه سازی شده است. کنترل کننده مدل پیش بین چندگانه متشکل است از تعدادی کنترل کننده مدل پیش بین -که در هر لحظه یکی از آنها فعال است؛ و یک سیگنال کلید -که در هر لحظه کنترل کننده فعال را تعیین می کند. برای کاهش کلیدزنی های مکرر و ناخواسته بین کنترل کننده های مختلف، شیوه جدیدی مبتنی بر تئوری شواهد پیشنهاد شده است که در آن برای تعیین سیگنال کلید، اطلاعات به دست آمده از دو منبع اطلاعاتی مختلف(دو دسته سنسور یا دو معیار مختلف تصمیم گیری) به کمک تئوری شواهد دمستر-شفر با یکدیگر ترکیب می شود. در این راستا، شیوه جدیدی برای تعیین تابع تخصیص احتمال اساسی در تئوری شواهد پیشنهاد شده است. نشان داده شده که روش پیشنهادی موجب کاهش کلیدزنی های ناخواسته و بهبود پاسخ گذرا می گردد. در این رساله شرایط پایداری کنترل کننده مدل پیش بین برای پیل سوختی pem به کمک تابع هزینه و مجموعه قیود نهایی فراهم شده و جهت محاسبه تابع هزینه نهایی از نامساوی های ماتریسی خطی استفاده شده است. به علاوه شرایط پایداری کنترل مدل پیش بین چندگانه به عنوان یک سیستم دارای کلیدزنی، با محاسبه زمان سکون متوسط سیگنال کلید تعیین شده است. با توجه به شبیه سازی ها نشان داده شده که کنترل کننده پیشنهادی برای کنترل جریان هوای ورودی پیل سوختی دارای عملکرد رضایت بخش بوده و در مقایسه با سایر کنترل کننده ها دارای پاسخ گذرای مطلوب تری می باشد.

استراتژی کنترلی shm-pwam در مقایسه با shm-pwm مزایای قابل ملاحظه¬ای از جمله محتوای هارمونیکی کل بهبود یافته¬تر در خروجی و تلفات کلیدزنی کمتر را دارا می¬باشد. دلیل این امر، بهینه سازی مقدار منابع dc علاوه بر بهینه سازی زوایای کلیدزنی است. با این وجود، پیاده سازی روش فوق مستلزم کنترل منابع dc در مقادیر متفاوت و با دینامیک قابل قبول است که نیاز به مدارات اضافه تنظیم ولتاژ را می¬طلبد. اینورتر چندسطحی خازن شناور(fc-mli ) به دلیل داشتن حالات کلیدزنی تکراری، توانایی تنظیم خودکار منابع ولتاژ dc را دارا بوده و نیاز به مدارات اضافه را مرتفع می¬سازد. در این پژوهش استراتژی shm-pwam به یک اینورتر 5 سطحی خازن شناور با منابع dc متغیر اعمال گشته است. نتایج شبیه سازی نشان دهنده برتری pwam بر pwm متعارف از نقطه نظر بهبود اعوجاج هارمونیکی کل (thd ) و کاهش تلفات توان می¬باشد. بهینه سازی تابع هدف منجر به تولید یک مجموعه از مقادیر زوایای کلیدزنی و مقدار منبع dc متغیر می¬گردد. با این حال، تجزیه و تحلیل مقادیر زوایای کلیدزنی نشان می¬دهد که این مقادیر به آرامی حول مقدار ثابتی در کل مقادیر اندیس مدولاسیون در نوسان می¬باشند. به عبارت دیگر، تنها استراتژی مدولاسیون pam می¬تواند به جای ترکیب پهنای پالس و دامنه¬ی پالس در کنترل اینورتر استفاده گردد. این امر باعث کاهش قابل توجهی در بار محاسباتی و همچنین پیچیدگی کمتر طراحی فیلتر خروجی شده است. تابع هدف اصلاح شده و سپس فقط تنها با یک متغیر تعریف می¬شود (مقدار منبع dc). این زوایای کلیدزنی بهینه شده که منجر به کمترین مقدار thd در pwam سابق گشته است، به عنوان مقادیر ثابت در pam اصلاح شده استفاده می¬شود. نتایج شبیه سازی نشان می¬دهد که روشshm-pam نیز همانند روش shm-pwam توانسته¬است نیازمندی¬های کدهای شبکه را با یک فیلتر خیلی کوچک نسبت به روش متعارف shm-pwm ارضا نماید. و همچنین باعث بهبود اعوجاج هارمونیکی کل (thd) و کاهش تلفات توان گردیده است.

با توجه به رشد روز افزون مصرف انرژی و افزایش آلودگی در جهان، کشورهای صنعتی به سمت استفاده از ادوات و تجهیزات کارآمدتر و پربازده تر گرویده اند. با شکل گرفتن بازار برق و انرژی در بسیاری از کشورهای جهان، مسئله ی تأمین انرژی با قابلیت اطمینان و قیمت مناسب ابعاد دیگری را نیز در برگرفته است. به بیان دیگر با افزایش میزان بار در ساعات پیک مصرف قیمت به شدت افزایش یافته و با کاهش میزان بار در ساعات غیرپیک، قیمت برق نیز کاهش چشمگیری می یابد. با ورود منابع تولید پراکنده و منابع پاسخگویی بار در شبکه، میزان مصرف در ساعت های پیک و غیر پیک تغییر خواهد کرد. این تغییر به صورتی خواهد بود که در ساعات پیک منابع تولید پراکنده وارد چرخه تولید شده و میزانی از تولید را بر عهده می گیرند. از سویی دیگر منابع پاسخگویی بار می توانند، بار مصرفی را از ساعات پیک به ساعات غیر پیک انتقال دهند. در این پایان نامه به بررسی تأثیر هم زمان منابع پاسخگویی بار و منابع تولید پراکنده بر بازار برق با ارائه یک مدل ریاضی از منابع پرداخته می شود. در این بررسی با مقایسه نتایج این بازارها نشان داده می شود که در صورتی که برنامه ریزی استفاده از منابع مختلف به درستی صورت پذیرد می توان، قیمت برق را در ساعات پیک کاهش و میزان مصرف مشترکین را در ساعات غیرپیک افزایش داد. در پایان با ارائه ی یک شبیه سازی عددی برای یک شبکه فرضی، مدل ریاضی ارائه شده بررسی و مقدار رفاه اجتماعی و سود ناشی از بهره برداری، برنامه کاری تولیدکننده ها و روند کار منابع پاسخگوی بار و منابع تولید پراکنده در سیستم، بیان شده است. کلید واژه: منابع تولید پراکنده، منابع پاسخگویی بار، بازار برق، بهره بردار مستقل سیستم

در این پایان نامه چارچوب جدیدی به منظور برنامه ریزی توسعه تولیدات پراکنده در شبکه های فوق توزیع و با در نظر گرفتن قراردادهای تضمینی خرید برق از مولدها ارائه می شود. در چارچوب پیشنهادی، هدف حداقل نمودن مجموع هزینه های سرمایه گذاری در احداث مولدها و توسعه پستهای بالادست و نیز هزینه های مربوط به بهره برداری شبکه قدرت می باشد تا اینکه مکان، ظرفیت، و زمان احداث منابع تولید پراکنده را به همراه توسعه ظرفیت پست بالادست (پست انتقال) ایجاد نماید. مسئله برنامه ریزی توسعه مورد نظر در قالب یک مسئله بهینه سازی مدل شده و سپس توسط الگوریتم ژنتیک حل می شود. در هریک از استراتژیهای توسعه شبکه در حلقه بهینه سازی الگوریتم ژنتیک، نیاز به محاسبه هزینه های مربوط به بهره برداری (هزینه های کوتاه مدت) آنها می باشد، که به کمک پخش بار بهینه مبتنی بر برنامه ریزی خطی در حضور منابع تولید پراکنده، ارائه شده در این تحقیق، محاسبه می شود. هزینه های بهره برداری شامل هزینه سوخت واحدهای تولید موجود و واحدهای تولید پراکنده، هزینه خرید انرژی از شبکه بالادست (پست انتقال) و هزینه تلفات می باشند.

در این پایان نامه روش کلیدزنی حذف هارمونیک انتخابی به منظور کنترل اینورتر چهار ساق npc و با هدف کاهش فرکانس کلیدزنی و تغذیه بارهای مختلف خطی، غیر خطی، متعادل و نامتعادل مورد استفاده قرار گرفته است. در روش کلیدزنی حذف هارمونیک انتخابی برای اینورتر چهار ساق npc، زوایای کلیدزنی ساقهای اصلی با هدف حذف هارمونیکهای غیر مضرب سه مشخص و زوایای کلیدزنی ساق چهارم به منظور حذف هارمونیکهای مشخص مضرب سه محاسبه میشوند. در ادامه نیز ترکیبی از روشهای کلیدزنی حذف هارمونیک انتخابی و کاهش هارمونیک انتخابی برای کنترل اینورتر چهار ساق npc مورد بررسی قرار میگیرد. در این راستا، با اعمال روش کلیدزنی کاهش هارمونیک انتخابی به ساقهای اصلی، اعوجاج هارمونیکی ولتاژ کاهش ملموسی مییابد. همچنین مسئله تعادل ولتاژ خازن لینک dc در هر دو روش ارائه شده به طور مفصل مورد بررسی قرار میگیرد.

موتور dc یک وسیله تبدیل انرژی در صنعت است که توانایی تولید گشتاور راه اندازی بالا و متغیر را دارد. محرکه ها وظیفه کنترل دور موتور را بر عهده دارند و قادرند دور موتور را بهطور پیوسته تغییر دهند. متداول ترین راه برای کنترل سرعت موتورهای dc، کنترل ولتاژ آرمیچر می باشد. در این مقاله در ساختار محرکه بهجای مبدل های تریستوری و برشگرها از یکسوساز pwm تکفاز استفاده شده است. این مبدل توانایی تولید ولتاژ dc متغیر را دارد با این کار می توان ولتاژ اعمالی به موتور را به خوبی کنترل کرد. در این روش کنترل سرعت موتور با استفاده از دریافت پالس یا سیگنال انجام میپذیرد. در این محرکه برای کنترل سرعت از کنترل کننده تناسبی- انتگرالی و برای تولید سیگنال pwm، از کنترل کننده هیسترزیس استفاده شده است. ضرایب کنترل کننده تناسبی-انتگرالی با استفاده از الگوریتم رقابت استعماری، بهینه شده اند. به دلیل فرکانس کلیدزنی متغیر در کنترل کننده هیسترزیس و ایجاد مشکلاتی مثل تلفات کلیدزنی بالا، در این پایان نامه یک پهنای باند متغیر توسط هیسترزیس تطبیقی تعیین شده و در نتیجه آن، فرکانس کلیدزنی تقریباً ثابتی بوجود آمده است.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

در رگولاتورهای سوئیچینگ، هر مداری که سبب شود جریان ورودی خط، غیرسینوسی، یا سینوسی و غیرهم¬فاز با ولتاژ سینوسی ورودی و یا اینکه هارمونیکی گردد منجر به ضریب توان پائین و اتلاف توان می¬شود. در منابع تغذیه¬ی سوئیچینگ سنتی بعد از پل دیودی، فیلتر خازنی قرار داده شده است. در این¬گونه مدارات شکل موج جریان ورودی شامل پالسهای باریکی می¬باشد که زمان افت و خیز جریان در آن¬ها بسیار کوتاه می¬باشد. هرچه قدر زمان افت و خیز جریان کوتاهتر باشد مقدار پیک جریان ورودی و درنتیجه مقدار موثر آن، حتی از مقدار مورد نیاز برای تامین توان خروجی نیز بیشتر می¬گردد. این امر نه تنها سبب می¬گردد که درجه حرارت در ورودی افزایش یابد بلکه موجب افزایش درجه حرارت در فیلتر خازنی و در نتیجه باعث کاهش قابلیت اطمینانش می¬گردد. در این¬گونه مدارها ضریب توان بسیار پائین می¬باشد. یک راه حل برای بهبود ضریب توان، استفاده از فیلتر فعال می¬باشد. در این روش، فیلتر خازنی بعد از پل¬دیودی حذف می¬گردد و به¬جای آن از مبدل¬های سوئیچینگ استفاده می¬گردد و از جمله¬ی این مبدل¬ها عبارتند از: بوست، بوک، بوک- بوست، فلای بک و.... اصلاح ضریب توان در مبدل¬های سوئیچینگ در واقع بدین معنی می¬باشد که جریان ورودی سیستم، سینوسی و هم فاز با ولتاژ ورودی سینوسی گردد. جهت هم¬فاز نمودن جریان با ولتاژ باید یک مرجع سینوسی مناسب لحاظ گردد و با اعمال تکنیک کنترلی صحیح، جریان ورودی را به جریان مرجع سینوسی نزدیکتر نمود. تکنیک¬های مختلفی برای کنترل جریان وجود دارند از جمله: کنترل پیک جریان، کنترل جریان متوسط، کنترل مرزی، کنترل هیسترزیس و کنترل جریان ناپیوسته. بااستفاده از چنین تکنیک¬های کنترل جریانی، توازن توان حفظ می¬شود، ضریب توان تقریبا به مقدار واحد نزدیک می¬گردد و ولتاژ خروجی تقریبا در سطح ثابتی قرار می¬گیرد. مدار مبدل¬های اصلاح ضریب توان بدلیل استفاده از بلوک ضرب¬کننده و همچنین تغییرات زیاد در ضریب وظیفه، مدارهای غیرخطی می¬باشند. بنابراین روشی که برای تحلیل مدل این¬گونه مبدل¬ها صورت می¬گیرد باید روشی غیر خطی باشد. بسیاری از محققان تاکنون تلاش کرده¬اند تا رفتار دینامیکی مبدل¬های اصلاح ضریب توان را توصیف کنند اما آنان دو فرض اساسی درنظر گرفتند تا توسط آن سیستم غیرخطی را به سیستم خطی حول نقطه¬ی کار تبدیل کنند. فرض اول آنها اینست که در مبدل تصحیح ضریب توان، ظرفیت خازن خروجی به¬منظور تثبیت ولتاژ خروجی و چشم¬پوشی از ریپل آن بسیار بزرگ درنظرگرفته شود. البته چنین خازن خروجی¬، به دلیل هزینه¬ی بالا و اندازه¬ی بزرگ در طرح¬ها¬ی عملی قابل¬قبول نیست. فرض دوم اینست که ولتاژ ورودی متغیر با زمان با مقدار موثرش جایگزین گردد به¬عبارت¬دیگر با چنین فرضی از تاثیر تغییرات زمانی چشم¬پوشی گردد. بنابراین رفتار سیستم بر اساس مدل خطی بدست آمده حاصل از این دو فرض اساسی تحلیل می¬گردد. تحلیل¬های صورت گرفته نشان می¬دهد که سیستم درهر شرایطی، حول نقطه¬کارش پایدار می¬باشد و این در حالی است¬که نتایج آزمایشات عملی مبدل¬های تصحیح ضریب توان، چنین مطلبی (پایداری در هر نقطه¬ی کاری) را تائید نمی¬کند. از آنجائی که سیستم یک مبدل تصحیح ضریب قدرت، سیستمی غیرخطی می¬باشد بنابراین برای تحلیل رفتار دینامیکی چنین سیستمی، باید از روش¬های مدلسازی استفاده نمود که منجر به مدلی غیرخطی می¬گردند. سیستم تحت¬ مطالعه در این پایان¬نامه مبدل اصلاح ضریب توان بوک-بوست می¬باشد و جهت تصحیح ضریب توان در این مبدل از روش کنترل جریان متوسط استفاده شده است. به منظور مدلسازی چنین سیستمی، روش متوسط¬گیری دوگانه به آن اعمال گردیده. اساس این روش بدین گونه است که، متوسط¬گیری دوبار اعمال می¬گردد، یکبار در طول پریود سوئیچینگ و باردیگر در طول پریود ولتاژ ورودی. مدل منتجه پس از دو بار میانگین¬گیری، مدلی غیرخطی می باشد و همچنین با استفاده از چنین مدلی رنج پارامترهائی از مدار که در آن عملکرد پایدار سیستم تضمین شده است به آسانی و به طور دقیق بدست می¬آیند.

در این پروژه ابتدا مشخصات کمبود ولتاژ که شامل دامنه ، طول ، شیفت فاز و افت ولتاژ نامتعادل است بررسی می شود. سپس اصول عملکرد و ساختار بازیاب دینامیکی ولتاژ که یکی از ادوات موسوم به ‏‎custem power‎‏ در مبحث کیفیت توان است می پردازیم.قسمتهای مختلف ‏‎dvr‎‏که بصورت سری با خط جهت رفع افت ولتاژ استفاده می شود شامل منبع انرژی ، اینورتر ، فیلتر ، ترانس تزریق و سیستم کنترل و امکانات حفاظتی دیگر است بیان می شود.نتایج شبیه سازی با عملکرد واقعی بازیاب دینامیکی ولتاژ بررسی شده است .

کنترل سرعت موتورهای القایی رتور سیم پیچی شده با تغییر مقاومت در رتور، بطور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد. با گذاشتن مقاومتهای مساوی در مدار رتور، سرعت کار موتور کاهش می یابد. کاهش سرعت موتور با کاهش راندمان و ضریب قدرت همراه است . تحقیقاتی انجام شده که در آن بجای مقاومت اهمی در رتور امپدانس هایی بصورت عام استفاده می گردد.

بازآرایی شبکه های توزیع جهت کاهش تلفات، عبارتست از جستجوی آرایش شعاعی از شبکه، بگونه ای که تلفات آن حداقل باشد. با تغییر مناسب در وضعیت کلیدهای شبکه می توان به چنین هدفی دست یافت. در این تحقیق روشی برای حل مسئله کاهش تلفات ، با تغییر آرایش شبکه ارائه شده است. در این روش ابتدا از میان تعداد آرایشهای مشخصی ، بهترین آرایش انتخاب می شود، سپس در مرحله دوم براساس این آرایش ، حالتهای جدیدی جستجو شده و تلفات آن با آرایش قبل مقایسه می شود و نهایتا آرایش بهینه مطلق یا نزدیک به آن بدست می آید. این روش ابتدا بر روی یک شبکه 33 باس آزمایش شده، سپس بر روی شبکه توزیع ناحیه مرکزی مشهد اعمال می شود. نتایج بدست آمده نشان می دهد که علاوه بر کاهش تلفات ، ولتاژ باس ها نیز بهبود می یابد.

امکان کنترل پخش بار در یک سیستم قدرت با استفاده از جابجاگر فاز سالها پیش در نظر گرفته شده است که این عمل بدون هیچ تغییری در پارامترهای منبع تولید و یا ساختار سیستم انجام گیرد. طوری که قدرت انتقال خط را می توان تا مقدار ظرفیت حرارتی افزایش داد بدون آنکه مشکلی پیش آید. پس جابجاگر فاز بعنوان وسیله ای جز ادوات سیستمهای انعطاف پذیر مطرح می شود. بعلت توسعه ادوات الکترونیک قدرت با سرعت های بالا قابلیت جابجاگر فاز گسترش یافته طوری که در بهبود پایداری گذرای سیستم و برای کنترل پخش بار خطوط مورد استفاده قرار گرفته است. موارد ذکر شده در بالا انگیزه ای برای استفاده از جابجاگر فاز در سیستم های قدرت شده است. بنابراین وجود این نوع تجهیزات در سیستم قابل اغماض نیست که در مطالعات سیستم با این نوع تجهیزات برخورد می نمائیم پس ناچاریم که در مطالعات سیستم مدلی از جابجاگر فاز داشته باشیم که بتواند تحلیل را سهل تر نماید . براین اساس مدلهای تا حال ارائه شده است تا بتواند در روشهای عددی پخش بار استفاده گردد. اولین مدلی که برای جابجاگر فاز ارائه شده مدل کلاسیک بود که بعلت ایجاد ماتریس ادمیناس نامتقارن در مراحل تحلیل شبکه مردد شناخته شد وسپس در سال 1982 مدلی براساس منبع ولتاژ سری ومنبع جریان موازی ارائه شد. و پس از آن با توجه به مدل قبل مدلی بر پایه تزریق توان مختلط در پایانه ارسالی و دریافتی جابجاگر فاز ارائه گردید. پس از آن با ورود ادوات‏‎facts‎‏ و مدلهایی برای سایر ادوات ‏‎facts‎‏ مدلی هماهنگ با آنها ارائه گردید که نواقص دو مدل قبل را برطرف می کند و در پایان نیز اصلاح شده مدل آخر را ارائه خواهیم نمود که مزیت تمام مدلها را شامل شده و نواقص و تقریبهایی را که در مدلهای پیشین وجود داشته برطرف می نماید. در ارائه هر کدام از مدلهای فوق جهت نمایش قابلیتهای آنها مشخصه های عملکردی آنها را نمایش خواهیم داد . در نهایت نیز نتایج بدست آمده از بررسی های فوق را ارائه خواهیم نمود.

عبور توان اکتیو و راکتیو در خطوط انتقال از امپدانس خطوط دامنه ولتاژ و اختلافات زاویه ولتاژ طرفین خطوط تبعیت می کنند. در نتیجه میزان و مسیر عبور توان ناشی از توزیع بار و ساختار شبکه می باشد. از طرفی با توجه به محدودیت های عبور توان در خطوط که ناشی از دو محدودیت عمده حرارتی و پایداری است. استفاده کامل از شبکه های بهم پیوسته عملی نیست . با توجه به این محدودیتها، نیاز به بهره برداری کامل اقتصادی از تجهیزات نصب شده با حفظ قابلیت اطمینان و امنیت سیستم، باعث توسعه ادوات ‏‎facts‎‏ شد. با توجه به توانایی منحصربفرد این دستگاه در مورد نحوه وارد کردن این تجهیز در پخش بار تحقیقاتی انجام گرفته و مدلهایی ارائه شده است که دراین تحقیق این مدلها را مورد بررسی قرار خواهیم داد.

با توجه به ضرورت توسعه پایدار باید سیستم حمل و نقلی را طراحی کنیم که با ملاکهای توسعه پایدار هماهنگ تر باشد. خصوصا که حفظ محیط زیست و مقوله منابع طبیعی و انرژی که از ارکان مهم توسعه پایدار هستند، بشدت تحت تاثیر سیستم حمل و نقل شهری قرار دارند. اینجاست که ضرورت و اهمیت پرداختن به سیستمهای حمل و نقل موتوری(پیاده و دوچرخه) خصوصا دوچرخه که برای سفرهای تا 5 کیلومتر می تواند جایگزین اتومبیل شود و بعلاوه در صورت ترکیب با حمل و نقل عمومی تاثیرات مثبت بسیاری را در پی خواهد داشت، روشن می شود. اما برای گسترش دوچرخه سواری در شهرها باید چه کرد؟ مسلما اولین مساله نیاز به یک فرایند عمومی گسترش دوچرخه سواریست که در این فرایند ابتدا موانع موجود شناسایی و بررسی گردد، سپس راهکارهای عبور از موانع و روشهای گسترش دوچرخه سواری ارائه شود. مواردی چون تشویق و تبلیغات ، آموزش ، مقررات و اعمال قانون و از این دست که جای آن در طرحهای موجود خالی است از ارکان این فرایند محسوب می شوند.