امروزه کاربرد ژنراتورهای القائی تغذیه دوگانه با توجه به مزایا و ویژگیهای اینگونه از ژنراتورها، در توربینهای بادی سرعت متغیر رو به گسترش است. با توجه به پیچیدگی رفتار این ژنراتورها و مشخصه های غیرخطی آنها، طراحی کنترل کننده های سرعت روتور، جهت کسب بیشینه توان از باد و توان راکتیو خروجی برای این ژنراتورها کاری سخت می باشد. از سوی دیگر با توجه به گستردگی محدوده کاری این ژنراتورها در دامنه وسیع لغزش مثبت و منفی، کنترل کننده های کلاسیک که تنها در یک نقطه و ناحیه کاری طراحی شده اند در سایر محدوده ها کارایی مناسبی ندارند. در این پایان نامه در گام نخست جهت طراحی همزمان کنترل کننده های موردنظر در هر نقطه کار، از الگوریتم ژنتیک همراه با تعریف مناسب تابع برازش استفاده شده است. سپس جهت طراحی کنترل کننده های مناسبی که در تمامی نقاط کاری عملکرد مناسبی داشته باشند از کنترل تطبیقی هوشمند استفاده شده است. کنترل کننده پیشنهادی در این مورد، در حقیقت کنترل کننده ای تطبیقی- عصبی است که در آن پارامترهای کنترل کننده های دیجیتال سرعت روتور و توان راکتیو به کمک شبکه عصبی و با توجه به نقطه کار به طور مناسب تنظیم می شود. نتایج حاصل از شبیه سازیهای انجام شده، عملکرد مناسب سیستم کنترلی پیشنهادی را نشان می دهند.

تشخیص خطا در سیستم های قدرت فرآیندی است که در آن عناصر خطادار سیستم بر اساس اطلاعات حاصل از رله ها و مدارشکن ها که در سیستم های scada فراهم شده اند تمیز داده می شوند. به محض بروز خطاهای جدی در سیستم قدرت، اطلاعات هشدار دهنده فراوانی حاصل از عناصر حفاظتی توزیع شده در سیستم قدرت به مرکز کنترل ارسال می شود. در چنین شرایطی لازم خواهد بود اپراتورها با استدلال، علت و محل خطا و همچنین عناصرخطا دیده را به سرعت و به دقت تشخیص دهند. دقت و سرعت فرآیند تشخیص خطا به تجربه اپراتور بستگی دارد. با افزایش پیچیدگی سیستم قدرت، بویژه در وضعیت خطاهای چندگانه یا عملکرد نامناسب عناصر حفاطتی، مقدار اطلاعات مستلزم پردازش، به اندازه ای زیاد خواهد شد که انسان از عهده آن بر نخواهد آمد. در چنین حالتهایی نیاز اپراتورها به دسترسی سریع به اطلاعات مطمئن و روش های کامپیوتری گسترش یافته تا برخی از این وظایف خودکار شده و به اپراتور انسانی کمک شود. روش های تشخیص خطای مناسب می توانند اطلاعات موثر مربوط به خطا را برای عوامل دیسپاچینگ فراهم ساخته و در نتیجه عملکرد امن و پایدار سیستم های قدرت را تضمین کنند. تشخیص خطا در سیستم های قدرت همچنان به واسطه سرعت و دقت مورد نیاز برای این کار مورد حل کامل قرار نگرفته است. در همین راستا خطاهای پنهان ناشی از بد عمل کردن مدارشکن ها و هشدارهای غلط ناشی از رله ها و بروز خطاهای متعدد نیز از بزرگترین مشکلات در مونیتورینگ شبکه می باشد. در این پایان نامه به منظور مدلسازی و تشخیص خطا و محل آن در سیستم های قدرت از شبکه های پتری استفاده خواهد شد. در این روش استدلالی، چگونگی استفاده از اطلاعات وضعیت سیستم حفاظتی برای تخمین بخش خطا دیده سیستم قدرت، توسط شبکه های پتری فرمول بندی شده است. این فرایند استدلالی می تواند بر اساس شبکه های پتری، به طور گرافیکی نمایش داده شود و توسط عملیات ماتریسی اجرا شوند. اکتساب اطلاعات توسط rtuهای سیستم های scada، شامل سیگنال تریپ رله ها و سیگنال وضعیت مدارشکن ها بعنوان ورودی مدل های تشخیص خطا می باشند. اطلاعات عملوند منطقی رله های حفاظتی دیجیتالی همچون اطلاعات pickup و operation عناصر حفاظتی، قابلیت اطمینان بیشتری نسبت به اطلاعات scada در انعکاس وضعیت تریپ رله دارند. آنها می توانند بعنوان ورودی به مدل های تشخیص خطا مبتنی بر اطلاعات scada اضافه شوند. ماتریس های لازم در مدل های تشخیص خطای جدید می تواند به آسانی با اصلاح ماتریس های اصلی ایجاد شوند. با استفاده از شبکه های پتری زمان پردازش اطلاعات کاهش یافته و همچنین دقت فرآیند تشخیص افزایش می یابد. روش اعمال شده، علیرغم سادگی، امکان مونیتورینگ سلسله مراتبی سیستم قدرت را فراهم می سازد. از دیگر قابلیت-های این روش استفاده در کاربردهای زمان حقیقی می باشد.

در نیروگاه های بادی، توربین های بادی سرعت متغیر کوپل شده با ماشین های القایی، به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند. با این وجود، استفاده از این توربین ها مشکلات خاصی به دنبال دارد. اگر این نوع توربین ها در مناطق جدا از شبکه مورد استفاده قرار بگیرند، قادر نیستند فرکانس و ولتاژ شبکه را در محدوده قابل قبول پایدار سازند. همچنین تغییرات بار در طول روز نیز باعث پیچیده تر شدن حل این مشکل می شود. در این رساله پس از مدلسازی کلیه تجهیزات به طور کامل، ابتدا به بررسی یک سیستم متشکل از سه توربین بادی متصل به یک بار متغیر پرداخته شده که با اضافه کردن یک دیزل ژنراتور نسبتاً کوچک، وضعیت کاری سیستم از لحاظ فرکانس، سطح ولتاژ و کیفیت توان، بهبود داده می شود. این ترکیب نیز مشکلاتی به همراه دارد که در نهایت با ارائه یک استراتژی کنترل سلسه مراتبی مبتنی بر مدیریت انرژی با استفاده از یک دیزل ژنراتور اضافی، مسئله کنترل و برنامه ریزی تولید به شکل مناسبی حل می شود. شبیه سازی های انجام شده توسط نرم افزار pscad/emtdc در انواع شرایط سیستم و حوادث گوناگون، توانایی استراتژی کنترلی ارائه شده را در کنترل و پایدار نمودن سیستم در شرایط مناسب و قابل قبول نشان می دهد.

تقاضا روز افزون برای انرژی الکتریکی در سرتاسر دنیا باعث رویکرد شدیدی برای توسعه ی ظرفیت تولید و توزیع شده است که این یک مرحله ی نه چندان مطلوب در صنعت برق تجدید ساختار شده ی امروزی که برای افزایش بهره وری با حداقل هزینه های عملی می کوشد، به حساب می آید. توسعه ی سرویس ها و خدمات یک گزینه ی غیر عملی برای سرمایه گذاران است، بطوریکه حجم منابع مالی و چالش ها در بسیاری از جوامع مانع ساخت نیروگاه های با ظرفیت بالا یا دکل های انتقال است. حتی اگر توسعه توسط سرمایه گذاران امکان پذیر باشد، سرانجام به افزایش نرخ ها برای مصرف کنندگان منجرخواهد شد. راه چاره ی اقتصادی آشکار آن، اجتناب از توسعه به روش سنتی و به جای آن بهره برداری از ظرفیت موجود تولید پراکنده، که می تواند در نزدیکی مصرف کننده توان مورد نیاز را تأمین نماید، می باشد. استفاده از این دسته تولید کننده های توان در شبکه، در کنار مزایای متعددی که خواهد داشت، مشکلاتی نیز به همراه دارند. از جمله مشکلات ناشی از وجود تولیدات پراکنده درشبکه، پدیده جزیره ای شدن آنها می باشد. جزیره ای شدن تولیدات پراکنده به مفهوم آن است که یک یا چند تولید پراکنده به همراه بخشی از بارهای شبکه، از شبکه بالادست جدا شده و به طور مستقل به کار خود ادامه دهند. با توجه به استانداردهای شناخته شده مانند ieee 1547 در این زمینه، لازم است که این پدیده در اسرع وقت شناسایی و تولید پراکنده از شبکه جدا گردد. تاکنون روشهای زیادی در قالب دسته بندیهای مختلف برای شناسایی این پدیده ارائه شده است که هر کدام مزایا و معایبی دارند. در این رساله سه روش شناسایی پدیده جزیره ای به تفکیک ارائه شده که همگی برای تولیدات پراکنده مبتنی بر اینورتر کاربرد دارند. نتیجه حاصل از انجام آزمایش های مختلف بر اساس این روشها، دستیابی به شناسایی دقیقتر پدیده جزیره ای در کوتاه ترین زمان ممکن می باشد.

امروزه بکارگیری ادوات الکترونیک قدرت برای بهبود سیستم های انتقال انرژی، تحت مفهوم سیستم های انتقال ac انعطاف پذیر (facts) تقریباً امری فراگیر شده است. اما کاربرد این ادوات در سیستم های توزیع بعلت گستردگی آن و عدم ضرورت نیاز به آنها تا این اواخر مدنظر نبوده است. در دو دهه اخیر، بعلت گسترش روزافزودن تجهیزات الکترونیکی در کلیه مراتب مصرف کنندگان (مصرف کنندگان صنعتی، تجاری و خانگی) و حساسیت زیاد این ادوات به انواع اغتشاشات توان، لزوم داشتن توان با کیفیت بالا احساس شده است. یکی از راه حلهای بهبود کیفیت توان، استفــاده از ادوات facts در سیستم های توزیع با کاربرد و استراتژی کنترل متفاوت است که تحت عنوان custom power مطرح می شود. این ادوات را می توان بـه سـه دسته عمده تقسیم نمود که از لحاظ آرایش ساختمانی شبیه ادوات facts هستند اما از لحاظ قدرت و مودهای کنترلی و نحوه بکارگیری آنها کاملاً متفاوت از ادوات مذکور می باشند. این ادوات را بترتیب جبران ساز استاتیک توزیع (d-statcom)، بازیاب دینامیکی ولتاژ (dvr) و بهساز یکپارچه کیفیت توان (upqc) نام نهاده اند. در تمامی این ادوات از کلیدهای با قابلیت خاموش شدن در آرایش مبدل منبع ولتاژ (vsc) استفـاده شده است. استفـاده از این ادوات براساس فلسفه بهبود کیفیت توان در سطح سیستم توزیع استوار است که دارای هزینه کمتر و کاهش قابل توجه تلفات با استفـاده از کنترل های الکترونیک قدرت می باشد که در نتیجه بازدهی سیستم را بالا می برد. در این پایان نامه از مجموع ادوات custom power در سیستم های توزیع تحت عنوان پارک custom power (cpp)استفاده شده است. هدف پارک تضمین کیفیت توان، کاستن وقفه ها و افزایش قابلیت اطمینان است. جهت کاهش هارمونیک بارهای غیرخطی از فیلتر فعال قدرت (apf) بجای d-statcom استفاده شده است. در این پروژه بکارگیری ترکیبی دیزل ژنراتور با پارک cp در بهبود کیفیت برق نقش اساسی خواهد داشت. استفاده از dvr بمنظور حفاظت از بارهای حساس در مقابل اغتشاشات سیستم است. نقش کلید تبدیل استاتیکی (sts) در پارک انتقال بار حساس از فیدر اصلی به فیدر فرعی بهنگام وقوع خطا می باشد. در این پروژه پس از مباحث مقدماتی درباره custom power هدف از ایجاد پارک و پارک های موجود مورد کنکاش قرار گرفته و پارک پیشنهادی پروژه با استفاده از نرم افزار pscad/emtdc مدل سازی و شبیه سازی شده است. همچنین ضمن پرداختن به ادوات مورد استفاده در پارک پیشنهادی، حضور دیزل ژنراتور گازسوز بعنوان منبع تولید پراکنده به لحاظ وجود بار حساس در پارک جهت کاستن از وقفه های سیستم مد نظر قرار گرفته است. در ادامه استفاده از منابع تولید پراکنده (dg) متصل به باس dc در dvr با استفاده از مبدل بوست شبیه سازی شده، که برای اولین بار است که در پارک به آن پرداخته می شود. نتایج حاصل از مدل سازی و شبیه سازی پارک مورد استفاده در این پروژه، کاملاً انتظارات کیفیت توان بارهای مختلف سیستم توزیع را برآورده نموده است.

انرژی نیاز اساسی برای استمرار توسعه ی اقتصادی، تدارک و تامین وسایل رفاه و آسایش زندگی بشری است. احتمال وقوع یک بحران انرژی و نگرانی های ناشی از پایان پذیری سوخت های فسیلی، ضرورت های زیست محیطی، افزایش روزافزون مصرف انرژی و رشد جمعیت و غیره محرک هایی هستند که توجه به منابع انرژی تجدید پذیر را شدت می بخشند. در این پروژه مدل سازی و کنترل سیستم های تولید پراکنده پیل سوختی در دو حالتon-grid وoff-grid مورد مطالعه قرار گرفته است. بدین منظور برای درک بهتر از رفتار پیل سوختی مدل دینامیکی پیل سوختی پلیمری مورد بررسی قرار گرفته است. در حالت جدا از شبکه (off-grid) با استفاده از تکنیک مدولاسیون پهنای پالس فضای برداری (svpwm) ولتاژ با فرکانس و دامنه مناسب تولید شده و برای تغییرات بار خطی و غیرخطی توان درخواستی مطلوب تامین می شود. در حالت متصل به شبکه (on-grid) با استفاده از تئوری توان لحظه ای جریان مرجع لازم جهت تزریق توان تولیدی مرجع پیل و تزریق توان راکتیو مورد نیاز بار و همچنین در حالت وجود بارهای غیر خطی، تزریق جریان های هارمونیکی بار بدست آمده است. برای نیل به این هدف از کلید زنی کنترل جریان هیسترزیس به دلیل پاسخ دینامیکی سریع و هزینه کم آن استفاده شده است. در این پروژه در حالت کاری متصل به شبکه سیستم تولید پراکنده پیل سوختی، اینورترdc/ac بکار رفته، به صورت فیلتر کننده توان فعال (apf)عمل نموده و از وارد شدن جریان های هارمونیکی به شبکه جلوگیری می کند. یکی از دلایل پیشنهاد استفاده از سیستم های تولید پراکنده پیل سوختی هم به صورت منبع انرژی تامین بار (در توان های پائین) و هم به صورت apf در این پروژه، قابلیت پرتابل بودن پیل سوختی می باشد. برخلاف سایر منابع تولید پراکنده انرژی های تجدید پذیر که مکان نصب آنها بر اساس پتانسیل موجود برای انرژی اولیه آنها (مانند انرژی نور برای فتوولتائی و انرژی باد برای مزرعه های بادی) تعیین می شود، این است که سیستم تولید پراکنده پیل سوختی این قابلیت را دارد تا بر روی فیدر حاوی بار غیرخطی شدید قرار گرفته و در کنار تامین بار، به عنوان apf نیز عمل نماید. از آنجائیکه پاسخ دینامیکی پیل سوختی کند است معمولاً از ذخیره سازهای انرژی با پاسخ دینامیکی بالا استفاده می شود. از میان ذخیره سازهای انرژی برق، از ابر خازن ها به دلیل پاسخ دینامیکی بسیار خوب بر روی باس dc و بدون نیاز به سیستم های مداری و کنترلی دیگر، در تامین حالت های گذرای تغییرات بار استفاده شده است. جهت افزایش و هم چنین تنظیم ولتاژ پائین و غیر ثابت پیل سوختی، از مبدل dc/dc افزاینده به همراه سیستم کنترلی حلقه بسته جهت تنظیم سیکل کاری کلیدزنی، استفاده شده است. از آنجائیکه اینورترهای چند سطحی قابلیت اتصال منابع تولید پراکنده با توان و ولتاژ تولیدی پایین را جهت تولید ولتاژ و توان بالاتر را دارند لذا گزینه مناسبی برای اتصال پیل های سوختی به شمار می روند. از دست آوردهای دیگر این پروژه، ارائه روشی جدید برای حل معادلات غیر جبری حذف هارمونیک های انتخابی (she)می باشد. همین طور با کمک گرفتن از شبکه های عصبی مصنوعی روشی ارائه شده که در آن اتصال مستقیم پیل های سوختی به اینورترهای چند سطحی میسر شود که در آن با وجود تغییرات ولتاژ پیل های سوختی به دلیل تغییرات نقطه کار، ضمن حذف هارمونیک های قابل حذف مرتبه پائین ولتاژ خروجی، دامنه ولتاژ خروجی مولفه اصلی ثابت حاصل شود. همچنین با استفاده از کنترل کننده های فازی برای یک سیستم تولید پراکنده پیل سوختی متشکل از سه توده پیل، با لحاظ کردن راندمان کل ادوات واسط الکترونیک قدرت سیستم، عمل تقسیم بار بهینه بین توده پیل ها انجام گرفته است. نتایج شبیه سازی در نرم افزار matlab در پایان هر فصل آورده شده است.

یکی از مسائل مهم در بحث حفاظت سیستم های قدرت مسئله هماهنگی رله های اضافه جریان می باشد. معمولا این مسئله با فرض ثابت بودن ساختار شبکه حل می گردد. در حالیکه ساختار شبکه ثابت نبوده و در عمل به دلیل وقوع برخی عوامل پیش بینی شده و یا غیر قابل پیش بینی، بهره برداری از آن در توپولوژی های مختلف صورت می پذیرد. بنابراین تنظیمات مبتنی بر فرض ساختار ثابت شبکه، الزاما هماهنگی رله ها در سایر توپولوژی ها را در بر ندارد. هدف اصلی از حفاظت سیستم های قدرت جداسازی حداقل تجهیزات، در کوتاه ترین زمان ممکن پس از وقوع خطا در سیستم است به نحوی که تداخل در عملکرد رله های حفاظتی وجود نداشته باشد. بطور نوعی زمان عملکرد رله های اضافه جریان منصوب در شبکه قدرت در هنگام وقوع خطای اتصال کوتاه، عموما به میزان جریان اتصال کوتاه بستگی دارد و از طرفی مقدار جریان اتصال کوتاه نیز از عواملی نظیر ظرفیت نیروگاه های فعال در شبکه، آرایش شبکه و مقدار امپدانس خطا متاثر می گردد. بنابراین خروج هر یک از تجهیزات مذکور به هر دلیلی از مدار و همچنین به مدار آوردن تجهیزات مشابه جدید الاحداث موجب تغییر سطح اتصال کوتاه در نقاط مختلف شبکه می شود. با توجه به توضیحات فوق در صورتیکه تنظیم رله ها با فرض ثابت بودن ساختار شبکه صورت گیرد، تغییر آرایش شبکه ناهماهنگی در عملکرد رله ها را می تواند در پی داشته باشد. در این تحقیق یک روش تطبیقی on-line جهت هماهنگی رله های اضافه جریان در توپولوژی های مختلف شبکه ارائه خواهد شد. این روش مبتنی بر تخمین پارامترهای تونن شبکه بوده و از این طریق جریان اتصال کوتاه را در شرایط مختلف شبکه برآورد می کند. روش ارائه شده قادر به پاسخگویی به شبکه های حلقوی و شعاعی می باشد و صحت و دقت این روش با اعمال آن به شبکه نمونه مورد تایید قرار می گیرد.

هدف اصلی از کنترل بار-فرکانس (lfc) در سیستم های قدرت، محدود کردن انحراف فرکانس و کنترل توان تبادلی بین نواحی سیستم قدرت می باشد. روش متعارف مورد استفاده در عمل کنترل بار-فرکانس بهره گیری از کنترل کننده های انتگرالی کلاسیک می باشد. اگر چه این کنترل کننده ها قادر به حذف خطای ایجادشده در فرکانس سیستم هستند اما فاقد کارایی دینامیکی مناسب می باشند چرا که با وارد آمدن اغتشاش با منشاء داخلی یا خارجی و همچنین تغییرات در توان سیستم قدرت، نقطه کار سیستم دچار تغییر گردیده و از این رو کنترل کنندهای کلاسیکی که بر اساس نقطه کاری قبل سیستم طراحی گردیده اند، دیگر کار آیی مطلوب را نخواهند داشت. در این پایان نامه روش جدیدی جهت کنترل بار- فرکانس سیستم های قدرت با استفاده از روش فیلتر کالمن مورد بحث قرار گرفته است. در روش پیشنهادی، می توان تمام یا قسمتی از متغیر های حالت سیستم قدرت را جهت کنترل سیستم تخمین زد چرا که در بسیاری از موارد ممکن است که سیگنال های لازم در دسترس نبوده یا اطلاعات مورد نیاز مخدوش شده باشد در این حالت با استفاده از تخمین متغیر های سیستم می توان نیاز به اطلاعات لازم جهت کنترل سیستم را بر طرف نمود که این مورد از مزیت های این روش نسبت به دیگر کنترل کننده ها در حوزه کنترل بار-فرکانس می باشد. نتایج حاصل از به کار گیری کنترل کننده طراحی شده بر اساس روش پیشنهادی و مقایسه با نتایج کنترل کننده کلاسیک، حاکی از عملکرد مطلوب کنترل کننده با استفاده از روش فیلتر کالمن در زمینه کنترل بار-فرکانس سیستم قدرت می باشد. کلمات کلیدی:کنترل بار فرکانس، سیستم قدرت، فیلتر کالمن، تخمین متغیر های حالت

در پایان نامه حاضر ابتدا یک سیستم هیبرید جهت تامین انرژی مناطق دورافتاده برای سایت-های اردبیل و جلفا بر اساس داده های آب و هوایی که توسط ایستگاه سینوپتیک سازمان هواشناسی جمع آوری شده، طراحی می شود. برای این منظور درگام اول سیستم هیبرید انرژی تجدیدپذیری شامل منابع انرژی فتولتائیک/باد با ذخیره ساز باتری طراحی شده و برای صحه گذاری موضوع، نتایج آن در سناریوهای مختلف با سایر روش ها مقایسه می شود. در گام بعدی با توجه به اینکه اکثر روستائیان برای تامین انرژی الکتریکی مورد نیاز خود از دیزل ژنراتورها استفاده می کنند، لذا برای بهره گیری از منابع موجود، دیزل ژنراتورها به سیستم اضافه شده و استراتژی کنترلی جدیدی با هدف طراحی و بهره برداری بهینه به صورت همزمان جهت مدیریت هوشمند انرژی ارائه می شود. در روش ارائه شده برای کاهش آلودگی و استفاده هر چه بیشتر از منابع انرزی تجدیدپذیر، دیزل ژنراتورها تنها در مواقع پیک بار مصرفی استفاده شده اند. همچنین در این پایان نامه جهت بررسی قابلیت اطمینان سیستم، از شاخص احتمال از دست رفتن تأمین توان (lpsp) استفاده شده و هدف از این طراحی حداقل سازی توابع هزینه، آلودگی و دستیابی به بیشترین قابلیت اطمینان ممکن است. این اهداف چندگانه عموماً دارای رفتارهای متعارض و غیر هم مقیاس نسبت به یکدیگر، می باشند. بنابراین جهت طراحی و بهره برداری بهینه با در نظر گرفتن بحث بهینه سازی همزمان چند تابع هدف شامل توابع هزینه ، آلودگی و قابلیت اطمینان سیستم، از الگوریتمcoa که با بکارگیری مفهوم بهینگی پارتو، یافتن جواب های مناسب در توابع موجود را ممکن می سازد، استفاده می شود. با بکارگیری چنین روشی در یک سیستم انرژی، می توان ضمن منظور نمودن طیف وسیعی از اهداف چندگانه، متعارض و غیرهم مقیاس، نتایج تصمیمات را پیش بینی کرده و با انتخاب بهینه متغیرهای تصمیم سازی ، کیفیت نتایج را در حد مطلوب بهبود بخشید.

رشد روزافزون منابع تولید پراکنده (dg) در شبکه های فوق توزیع (mv) منجر به ایجاد دغدغه ها و نتایج مهمی شده است: اولاً لزوم تنظیمات مجدد بازار برق به طورجداگانه برای تولید، انتقال و توزیع. ثانیاً قابل دسترس بودن منابع تولید پراکنده و ژنراتورهای کوچک با راندمان بالا و قیمت پایین که بر اساس تکنولوژی های جدید ساخته شده اند. ثالثاً مشکلاتی از قبیل گسترش یافتن شبکه های انتقال و توزیع و ایجاد نیروگاه های بزرگ ، که اهمیت استفاده از منابع تولید پراکنده را بیش از پیش نمایان می کند. یکی از کاربردهای مهم منابع تولید پراکنده را می توان در استفاده آنها در رخدادهای جزیره ای در شبکه های فشار متوسط (فوق توزیع) عنوان کرد. حالت جزیره ای هنگامی رخ می دهد که یک بخش از سیستم توزیع از شبکه اصلی جدا می شود اما به سبب وجود منابع تولید پراکنده می تواند به عملکرد عادی خود ادامه دهد. به این شبکه جدا شده که شامل منابع تولید پراکنده مختلف و بارهای گوناگون می باشد میکروشبکه(micro-grid) می گویند. پس از ایجاد حالت جزیره ای و تشکیل میکروشبکه به دلیل وجود منابع تولید پراکنده قابلیت اطمینان بالا رفته و مصرف کننده ها بدون خاموشی خواهند بود. شناسایی حالت جزیره ای، کنترل و حفظ پایداری میکروشبکه ها از اهمیت بسزایی برخوردار است. در این پایان نامه ابتدا میکروشبکه ها تعریف شده، سپس مدلسازی میکروشبکه به همراه منابع تولید پراکنده انجام شده است. در ادامه، رفتار میکروشبکه در سناریوهای مختلف با توجه به منابع تولید پراکنده موجود مورد بررسی قرار می گیرد . در انتها روشی برای کنترل مناسب منابع تولید پراکنده جهت بهبود عملکرد میکروشبکه ها وکمک به حفظ پایداری آنها ارائه شده است.

مبدل های dc-dc به خاطر دینامیک پیچیده شان که ترکیبی از رفتارهای پیوسته (ناشی از شارژ و دشارژ سلف ها و خازن های مدار) و گسسته (ناشی از سوئیچ زنی) است به عنوان یکی از مسائل کاربردی در علم کنترل مطرح بوده اند. امروزه روش های معدودی برای کنترل این گونه سیستم ها، به عنوان حالت خاصی از سیستم های هایبرید، وجود دارد. این روش ها عموماً از نظر ریاضی بسیار پیچیده بوده و نیازمند مدل های خاصی از سیستم تحت کنترل هستند که همین امر استفاده از آنها را در عمل بسیار دشوار می سازد. هدف اصلی این پایان نامه مطالعه رفتار غیرخطی مبدل های dc-dc (از هر دو نوع افزاینده و کاهنده)، بررسی مدل های هایبرید موجود برای مدل سازی آنها و ارائه روشی برای کنترلشان در حضور اغتشاشات ناشی از تغییرات بار و ولتاژ است. برای این منظور ابتدای مدل های هایبرید استاندارد موجود برای مدل سازی مبدل های dc-dc را بررسی خواهیم کرد. سپس با استفاده از کنترل کننده های مد لغزشی و pid ولتاژ خروجی مبدل های بوک و بوست را کنترل کرده و نتایج را با هم مقایسه خواهیم نمود. شبیه سازی های ارائه شده در این پایان نامه نشان می دهند که کنترل کننده های pid می توانند در حضور اغتشاشات بار و ولتاژ ورودی از عهده تثبیت ولتاژ خروجی (در هر دو مبدل بوک و بوست) برآیند. با این حال بر اساس بخش دیگری از شبیه سازی های ارائه شده در این پایان نامه مشاهده می شود که در مبدل بوک، کنترل کننده مد لغزشی در موقع دفع اغتشاشات ناشی از تغییرات دامنه ولتاژ ورودی بسیار موفق تر از کنترل کننده pid عمل می کند که این نکته را می توان یک برتری کنترل کننده های مد لغزشی نسبت به کنترل کننده های pid به حساب آورد. با این حال در این پایان نامه نشان داده شده است که یک کنترل کننده مد لغزشی نمی تواند به صورت موفقیت آمیزی از عهده دفع اغتشاشات بار برآید.

با رشد روز افزون ارتباطات بیسیم، سایز و قیمت سیستم های بیسیم کاهش پیدا کرده است. طراحی برای ولتاژ های کم و توان مصرفی پایین و همچنین قابلیت مجتمع شدن از ملاحظات مهم طراحی سیستم های rf می باشد. میکسر ها تقریباً در هر سیستم گیرنده rf استفاده می شوند. یکی از میکسر-هایی که کاربرد فراوانی دارد، میکسر گیلبرت است. میکسر های فعال با ساختار میکسر گیلبرت عدد نویز بالایی دارند و بر عدد نویز کلی گیرنده تاثیر زیادی می گذارند. عدد نویز بالای میکسر بر طراحی تقویت کننده کم نویز قبل از میکسر نیز تاثیر می گذارد و طراحان مجبور می شوند که تقویت کننده را با عدد نویز پایین تر طراحی کنند. در این پایان نامه سعی شده است که lna را با میکسر گیلبرت ترکیب کرده و یک میکسر فعال کم نویز ارائه نماییم. این نوع میکسرها طراحی گیرنده را ساده تر می-کنند و همچنین قابلیت مجتمع شدن مدار بیشتر و توان مصرفی نیز کم تر می گردد. در این پایان نامه تکنیک جدیدی برای طراحی میکسر باندپهن کم نویز ارائه شده است. میکسر پیشنهادی بر اساس ساختار میکسر گیلبرت در تکنولوژیm µ 0.18 برای باند فرکانسی ghz6-1 طراحی و شبیه سازی شده است. در این پروژه از تکنیک کاهش نویز برای طراحی قسمت هدایت انتقالی در میکسر استفاده شده است. همچنین به منظور کاهش عدد نویز و توان مصرفی، ترانزیستور ها در ناحیه زیرآستانه بایاس شده اند. مدار تزریق جریان استاتیک به میکسر اضافه شده است که این باعث کاهش عدد نویز نیز می گردد. بایاس زیرآستانه باعث کاهش بهره می گردد لذا برای افزایش بهره در میکسر پیشنهادی از سلف استفاده شده است. نتایج شبیه سازی با آنچه انتظار داشتیم تطابق دارند. میکسر پیشنهادی در پهنای باند ghz5، بهره متوسط db18.7 و عدد نویز ssb db6.32 از خود نشان داده است. میکسر پیشنهادی نسبت به مدارات دیگر که در کارهای مشابه قبلی انجام شده اند عدد نویز پایین تری دارد.

ترانسفورماتورهای توزیع، جز اصلی سیستم توزیع می باشند که راندمان و قابلیت اطمینان بالایی دارند. با این وجود، دارای معایبی از قبیل حجم و وزن زیاد، حساس به هارمونیک ها، افت ولتاژ تحت بار زیاد، نیاز به حفاظت در برابر اغتشاشات سیستم قدرت و نگرانی های زیست محیطی در مورد استفاده از روغن های معدنی هستند. ترانسفورماتورهای الکترونیک قدرت (pet ) نمونه جدیدی از ترانسفورماتورها می باشند که تبدیل ولتاژ و تحویل توان را در یک سیستم قدرت با استفاده از مبدل های الکترونیک قدرت انجام می دهد. این ترانسفورماتور ابزار مناسبی برای غلبه بر همه مشکلات ترانسفورماتورهای معمولی است. در این پایان نامه توان بین شبکه و ریز شبکه با استفاده از ترانسفورماتور الکترونیک قدرت کنترل می شود و استراتژی جدیدی در این پایان نامه، جهت کنترل شارش توان بین شبکه و ریز شبکه پیشنهاد شده است. ترانسفورماتور کاهنده 60 هرتز متعارف، در نقطه اتصال مشترک به شبکه و ریز شبکه وصل می شود. در این پایان نامه، با جایگزینی ترانسفورماتور 60 هرتز متعارف با pet، مدیریت سیستم ریز شبکه در طول بهره برداری از شبکه بهبود می یابد. petدر این ساختار علاوه بر تبدیل ولتاژ و ایزولاسیون، مزایایی همچون تصحیح ضریب توان، تنظیم و تثبیت ولتاژ و کنترل شارش توان را می تواند انجام دهد که در ساختار پیشنهادی، جهت کنترل شارش توان اکتیو و راکتیو دو طرفه از مبدل ac/ac بدون لینک dc استفاده شده است و مبدل ماتریسی جهت کنترل شارش توان دو طرفه مدوله می شود. خروجی مبدل ماتریسی ولتاژ ac شبه مربعی در اولیه و ثانویه ترانسفورماتور است که جهت کنترل شارش توان اکتیو وراکتیو، تغییراتی بر روی شیفت فاز و پهنای پالس صورت می گیرد. کل سیستم به صورت دو سیستم ac سه فاز با ترانسفورماتور میانی فرکانس بالا با استفاده از نرم افزار matlab/simulink شبیه سازی شده است. ریز شبکه مورد مطالعه شامل میکروتوربین، باتری و بارها می باشد که تغییرات در تولید ریز شبکه در پاسخ به تغییرات کل سیستم صورت گرفته و با تغییرات بار در ریز شبکه، شارش توان دو طرفه بررسی می شود. روش کنترلی هیسترزیس و روش کنترلی pwm، به ترتیب جهت کنترل توان در باتری و میکرو توربین استفاده شده است. با توجه به رابطه غیر خطی شارش توان اکتیو و راکتیو در pet، در این پایان نامه از شبکه های عصبی جهت کنترل شیفت فاز و پهنای پالس مورد نظر که منجر به کنترل شارش توان اکتیو و راکتیو بین شبکه و ریز شبکه می شود، استفاده شده است.

با توسعه بازار برق در اغلب کشورها، نیاز به احداث و راه اندازی واحدهای کوچک تولید برق تحت عنوان تولید پراکنده (dg) رو به افزایش می باشد. توسعه منابع تولید پراکنده و نصب آنها در شبکه های توزیع شعاعی، باعث مشکلات گوناگونی در بخش حفاظت شبکه توزیع می شود که ازآن جمله می توان به : افزایش سطح اتصال کوتاه، جلوگیری از عملکرد رله جریان زیاد، عملکرد اشتباه بازبست ها(recloser) ،دید نادرست اداوات حفاظتی و جزیره ای شدن نا خواسته، اشاره کرد. برای رفع مشکلات حفاظتی ناشی از به کارگیری منابع تولید پراکنده در شبکه های توزیع، در این پایان نامه با ارائه راه کاری جدید، با استفاده از ادوات الکترونیک قدرت، سعی در کاهش اثرات نامطلوب بر روی هماهنگی تجهیزات حفاظتی شده است. از مزایای این روش آن است که نیازی به اضافه کردن و یا به روزآوری ادوات حفاظتی، با حضور منابع تولید پراکنده در شبکه های توزیع، نمی باشد. برای مشخص کردن تأثیر روش پیشنهادی، یک شبکه توزیع نمونه با استفاده از نرم افزار pscad/emtdc شبیه سازی و آزمایش شده است و نهایتا خطاهای گوناگون در شبکه ایجاد و نتایج حاصل مورد تشریح و مقایسه قرارگرفته است.

سیستم های تولید و انتقال سه فاز متناوب ac به دلیل مزیت اصلی آنها بر سیستم های dc ، یعنی انتقال توان در سطوح ولتاژ مختلف در فواصل طولانی بیش از صد سال است که در حال استفاده هستند با این حال در سال های اخیر برای کاهش تلفات انتقال انرژی الکتریکی و همچنین به دلایل زیست محیطی و کاهش تولید حجم گازهای گلخانه ای، منابع انرژی تجدیدپذیر (res ) در سطح ولتاژ فشار ضعیف و به صورت تولید محلی مطرح شده اند[1]. در این میان ساختارهای مختلفی برای تولید انرژی از این منابع و طراحی ریزشبکه ها ارائه شده است. مدلسازی و کنترل این منابع در حالت های مختلف متصل به شبکه و جزیره ای از مباحث روز مقالات و پایان نامه های دانشگاهی می باشد. اساس سخت افزاری برای کنترل این ریزشبکه ها استفاده از مبدل های الکترونیک قدرت می باشد. از روشهایی که برای کنترل این ریزشبکه ها پیشنهاد شده است می توان به روشهای کنترل ولتاژ و فرکانس مانند vsi یا p-q و یا کنترلرهای مبتنی بر روش droop اشاره کرد اساس این روشها افزایش یا کاهش توان های اکتیو یا راکتیو برای کنترل ولتاژ یا کنترل فرکانس می باشند[2]. با این حال مشکل عمده ی این ریزشبکه ها این است که یا به صورت dc طراحی می شوند ویا به صورت ac . در حالیکه در سمت مصرف بارهای موجود به دو صورت ac و dc وجود دارند و تبدیلات چندباره این منابع ازac به dc و برعکس به دلیل استفاده از مبدل های الکترونیک قدرت هزینه بر بوده و به دلیل سوئیچینگ در این مبدل ها در سمت بار اختلالات هارمونیکی ایجاد می شود. در این پایاننامه برای غلبه بر این مشکل ریزشبکه های هیبریدac/dc پیشنهاد می شود که در یک طرف با استفاده از منابع تولید پراکنده dc مانند سلول های فتو ولتائیک و فیوسل ها ریزشبکه dc، و در سمت دیگر با استفاده از منابعی مانند توربین های بادی ، میکروتوربین ها،چرخ های طیار و دیزل ژنراتورها ریزشبکه ac طراحی می شود. بارهای dc و ac در حد امکان از این منابع تغذیه شده و در صورت عدم توازن در هریک از این بخشها از تبدیلات ac به dc و برعکس استفاده می شود. جهت اتصال ریزشبکه های ac و dc به هم از یک مبدل الکترونیک قدرت استفاده می شود که کنترلر آن به عنوان کنترلر مرکزی وظیفه کنترل شارش توان بین دو طرف ac و dc را بر عهده داشته و توانایی انتقال توان در هر دو جهت را دارد در این پایان نامه ابتدا چند نمونه از منابع تولید پراکنده مدلسازی و در نرم افزار matlab/simulink شبیه سازی می شوند. باتکمیل شبیه سازی ریزشبکه های ac و dc با استفاده از یک مبدل الکترونیک قدرت این دو ریزشبکه به هم متصل شده و سیستم کنترلی مناسب جهت کنترل شارش توان بین دو ریزشبکه و پایداری آن طراحی و شبیه سازی شده است. همه اهداف فوق با شبیه سازی در نرم افزار matlab/simulink بررسی و نتایج ارائه شده است. واژه های کلیدی :منابع انرژی تجدید پذیر ، مبدل های الکترونیک قدرت، ریز شبکه dc،، ریز شبکه ac، ریزشبکه های هیبرید، مبدل واسط شبکه.

طی این پایان نامه سعی گردید که زمان بهینه انجام تست دوره ای با استفاده از مدل ها و روش های مختلف تعیین گردد، چرا که تست دوره ای سیستم حفاظت از جمله اقدامات تعمیر و پیشگیرانه محسوب می شود که موجب افزایش قابلیت اطمینان شبکه قدرت می-گردد. در همین راستا مسئله تعیین بهینه زمان انجام تست دوره ای با در نظر گرفتن خطای سیستم حفاظت پشتیبان و دخیل کردن بعد اقتصادی مورد توجه و حل قرار گرفته است. همچنین در این پایان نامه با در نظر گرفتن اثر خطاها و تست دوره ای سیستم حفاظت بر دسترس پذیری خط حامل جریان، مدلی پیشنهاد شده است. نتایج به دست آمده از مطالعه نمونه عددی حاکی از از کارآمد بودن مدل پیشنهادی می باشد.

تامین انرژی الکتریکی قابل اعتماد با هزینه معقول و اقتصادی برای مشتریان مهمترین هدف طراحان و بهره برداران سیستم های قدرت الکتریکی می باشد. باد یکی از منابع انرژی بسیار متغیر می باشد، لذا نحوه طراحی خطوط انتقال مناسب جهت تحویل توان الکتریکی بدست آمده از این نوع منبع انرژی، با طراحی هایی که برای سایر منابع معمول انرژی انجام می شود متفاوت خواهد بود. از طرف دیگر مزیت های اقتصادی و قابلیت اطمینان اضافه کردن سیستم تبدیل انرژی بادی(wecs) به یک سیستم قدرت تا حد زیادی به نحوه طراحی و نصب توربین های بادی و مشخصات فنی توربینها بستگی دارد. در این پایان نامه روشی برای طراحی نصب بهینه توربین های بادی (wtg) با در نظر گرفتن پارامترهای wtgها، هزینه سرمایه گذاری کل و عملکرد قابلیت اطمینان سیستم ارائه می شود. همچنین روشی برای ارائه ظرفیت بهینه خط انتقال متصل کننده سایت بادی به شبکه قدرت با توجه به تغییرات زیادی که در توان تولیدی مزارع بادی وجود دارد، ارائه خواهد شد. در ادامه شاخصهای قابلیت اطمینان سیستم قدرت شامل منابع تولید انرژی بادی از قبیلlolp، lole و loee استخراج شده و مورد تحلیل و ارزیابی قرار خواهد گرفت.

نوسانات فرکانس پایین ناپایدار از علل اساسی کاهش امنیت و پایداری برای سیستم های قدرت به هم پیوسته امروزی محسوب می شوند. هرچند با نصب pss بر روی ژنراتور، میرایی این نوسانات تامین شده است ولی بهبود کیفیت میرایی این نوسانات هم چنان یکی از موضوعات مهم مورد تحقیق می باشد. امروزه با ظهور ادوات facts امکان میراسازی این نوسانات در طرف خطوط انتقال نیز فراهم شده است. از طرفی، هم زمان با ورود ادوات کنترلی جدید مثل ادوات facts، روش های کنترلی جدیدی نیز برای مدیریت این ادوات و هماهنگی آن ها با هم دیگر جهت افزایش میرایی نوسانات ارائه شده اند. کنترل کننده منطق فازی به عنوان زیرمجموعه ای از خانواده کنترل کننده های غیرخطی، از روش های کنترلی جدیدی محسوب می شود که از دانش و تجربه بشری جهت کنترل سیستم های غیرخطی و پیچیده استفاده می کند. هدف از این پایان نامه، ارزیابی کارایی کنترل فازی جهت پایدارسازی نوسانات فرکانس پایین سیستم قدرت می باشد. به همین منظور ابتدا مدل هفرون- فیلیپس تعمیم یافته برای سیستم قدرت تک ماشینه مجهز به ipfc/ec و tcsc استخراج می شود. سپس سیگنال های مختلف پایدارسازی از pss، ipfc/ec و tcsc از لحاظ قدرت تاثیرگذاری بر قطب های ناپایدار سیستم با استفاده از تئوری مانده رتبه بندی می گردند. بعد از آن، پایدارسازهای فازی برای ژنراتورها و برای این ادوات facts، هم به صورت تک به تک و هم در حالت های هماهنگ با هم، طراحی شده و با پایدارسازهای بهینه معمولی مقایسه می گردند. در ادامه، در محیط شبیه ساز فازوری سیستم قدرت، پایدارسازهای فازی را به ژنراتورها در سیستم های قدرت دو ماشینه و چهار ماشینه اعمال شده و توانایی آ ن ها ارزیابی و با توانایی پایدارسازهای معمول دیگر مورد مقایسه می شود. هم چنین در این جا جهت بهینه سازی پارامترهای تمامی پایدارسازها، از الگوریتم هوشمند اجتماع ذرات بهره گرفته خواهد شد.

یکی از مهم ترین ملزومات تمدن فعلی جهان استفاده گسترده از انرژی الکتریکی است. عدم قابلیت ذخیره سازی در ابعاد بزرگ و هزینه بر بودن تولید انرژی الکتریکی از جمله ویژگی های این کالا می-باشد. در نتیجه با توجه به این ویژگی ها، ما به شدت نیازمند آگاهی از میزان مصرف در آینده خواهیم بود تا به این وسیله بتوان در جهت افزایش میزان سود و کاهش ریسک اقدام کرد. پیش بینی میزان تقاضای انرژی الکتریکی و شناسایی روند تغییرات آن، عامل کلیدی و موثر در طراحی و بهره برداری از شبکه قدرت می باشد. بی گمان آگاهی از میزان مصرف انرِژی الکتریکی، اساس و زیربنای برنامه ریزی و تصمیم گیری در سیستم های قدرت است. در یک دسته بندی کلی، پیش بینی بار الکتریکی در سه گروه پیش بینی کوتاه مدت، میان مدت و بلند-مدت قرار می گیرد. بسته به اینکه با چه هدفی چه نوع پیش بینی باری مورد توجه قرار گیرد، عوامل و شرایط اقتصادی، اجتماعی، اقلیمی و... تأثیرگذار در آن متفاوت خواهد بود. در این پایان نامه سعی شده است با ارائه ی روش ها و مدل سازی بار، خطای حاصل از پیش بینی بلندمدت بار را حداقل ساخت. پیش بینی بلندمدت بار الکتریکی مبتنی بر تبدیل موجک گسسته و مدل دوبعدی بار از جمله روش های پیشنهادی در این پایان نامه بوده است. از دیگر روش های ارائه شده، مدل سازی تابع تقاضای انرژی براساس متغیرهای تاثیرگذار در قالب الگوی خطی و نمایی می باشد. نتایج حاصل از این روش های پیشنهادی، بیانگر آن است که این روش ها از قابلیت خوبی در امر پیش-بینی برخوردارند. بطوریکه می توان خطای پیش بینی بار را بطور قابل ملاحظه ای نسبت به روش های مقایسه شده در پایان نامه کاهش داد.

چکیده در این پایان نامه، به تشریح و طراحی کنترل نظارتی به منظور بهبود پایداری ولتاژ در ریزشبکهها پرداخته شده است. ابتدا یک ریزشبکه شامل واحد فتوولتاییک و باتری در حالت های متصل به شبکه و جزیرهای با استفاده از کنترل کنندههای مرسوم شبیه سازی شده است. در روش های مرسوم، کنترل کنندهها وضعیت ولتاژ و فرکانس را تعیین میکنند و وضعیت پایداری تنها با تنظیم و طراحی این کنترل کنندهها تعیین میشود. در واقع بعد از تنظیم کنترل کنندهها، وضعیت ولتاژ و فرکانس در صورت عادی بودن شرایط، مطلوب خواهد بود و در غیر این صورت کنترل ریزشبکه مشکل بوده و به سوی ناپایداری خواهد رفت. در چنین شرایطی و هنگامی که از رفتار سیستم کنترل نشده مطمئن نیستیم، احتیاج به کنترل نظارتی داریم. حوادثی که در سیستم رخ می دهند یا کنترل پذیرند یا غیر قابل کنترل. رخداد کنترل پذیر می تواند متوقف شده یا از ابتدا آغاز شود ولی رویداد کنترل ناپذیر چنین نیست. طراحی کنترل نظارتی از مهمترین وظایف در فرایند برنامه ریزی برای سیستم های ترکیبی و ریزشبکه میباشد. در نتیجه کنترل نظارتی مانند یک دیده بان، علاوه بر اینکه کنترل کنندههای محلی را به بهترین صورت طراحی میکند، بهترین زمان استفاده از آنها را نیز مشخص میکند. در این روش کنترلی، علاوه بر اینکه برای هر یک از تولیدات پراکنده در مودهای کاری مختلف (حالت متصل به شبکه و حالت جزیرهای) کنترل کنندههای متفاوتی طراحی شده است، تا بسته به شرایط و زمان های متفاوت از آنها استفاده شود، از خود تولیدات پراکنده نیز به دلیل شرایط آب و هوایی مختلف در زمانهای مختلفی بهره برداری میشود که این خود عامل بزرگی در صرفه جویی در هزینهها و مصرف انرژی میباشد. در این پایان نامه مدل سیستم مورد نظر شبیه سازی شده و نتایج شبیه سازی به خوبی صحت روش پیشنهادی را نشان می دهد. واژه های کلیدی:ریزشبکه، کنترل ریزشبکه،کنترل نظارتی، پایداری ولتاژ، پایداری فرکانس، تولیدات پراکنده

ترانسفورماتورها به عنوان یکی از اجزای بسیار مهم شبکه های قدرت محسوب می شوند. مراقبت از آن ها در طول بهره برداری مزایای اقتصادی و فنی زیادی در برداشته و سبب افزایش قابلیت اطمینان شبکه های انتقال و توزیع انرژی برق می شود. چنانچه به هر دلیل این ترانسفورماتور از سرویس خارج شود، خسارت های جبران ناپذیری که ناشی از عدم انتقال پیوسته ی انرژی می باشد، به متولیان سیستم های قدرت وارد می شود و قابلیت اطمینان شبکه های قدرت کاهش می یابد. شبکه های پتری ابزاری برای مدل سازی بر پایه ی ریاضی به صورت گرافیکی هستند که برای بیان رفتار سیستم های جبری و احتمالی به کار می روند. در این پایان نامه از شبکه های پتری برای تشخیص سریع خطایی که عملکرد تجهیزات حفاظتی نشان دهنده ی آن است، و پیشنهاد تست استفاده شده است که هزینه های تست ها نیز در نظر گرفته شده و تستی که هزینه ی کمتر و قابلیت بیشتری برای رفع عیب حادث شده دارد، پیشنهاد شده است.

به منظور بهره بردن از حداکثر ویژگی¬های مثبت منابع تولید پراکنده و خازن¬ها، جایابی و تعیین ظرفیت بهینه این واحد¬ها غیر قابل اجتناب است، بطوری که تحقیقات نشان می¬دهند اگر این فرایند مهم در نصب منابع تولید پراکنده و خازن¬ها در نظر گرفته نشود، نه تنها اهداف و ویژگی¬های مثبت مد نظر از نصب این واحد¬ها، حاصل نمی¬گردند، بلکه ممکن است وضعیت از حالت قبل از نصب بدتر شود. از آنجایی که سطح نفوذ منابع تولید پراکنده (dg) توسط اغتشاشات هارمونیکی ناشی از جریان غیر خطی تزریق شده توسط ¬dgهای اینورتری و همچنین محدودیت¬های هماهنگی حفاظتی ناشی از تغییر در جریان خطا، متاثر از واحد های dg سنکرونی محدود می¬شود، هدف این پایان نامه، ماکزیمم کردن سطح نفوذ هر دو نوع واحدdg در عین استفاده بیشتر ازdg اینورتری در مقایسه با dg سنکرونی، بهبود پروفیل ولتاژ، کاهش اغتشاشات هارمونیکی ناشی از dg اینورتری و کاهش تلفات می¬باشد. محدودیت¬های در نظر گرفته شده در این پایان¬نامه ، محدودیت¬های ناشی از تعادل توان، تلفات شبکه، ولتاژ باس، هماهنگی حفاظتی، زمان عملکرد رله¬ی اضافه جریان جهت¬دار و اغتشاشات هارمونیکی تکی و کلی مشخص شده توسط استاندارد ieee-519 می باشند. از آنجا که همواره یکی از مشکلات مطالعات گذشته عدم تعیین تعداد بهینه منابع تولید پراکنده و خازن¬ها برای جایابی و تعیین ظرفیت بوده است، لذا این پایان¬نامه برای رفع این مشکل قدم موثری برداشته است. الگوریتم ارائه شده در این پایان نامه بر روی شبکه 30 باسه ieee تست شده است. این الگوریتم به کمک الگوریتم ژنتیک که در نرم افزار matlab نوشته شده است، بهینه می¬شود. نتایج بدست آمده، قابلیت روش¬های پیشنهادی را جهت مینیمم سازی تابع هدف و تامین حدود قیود مطرح شده، به خوبی نشان می¬دهند.

در سیستم های قدرت امروزی استفاده از dg به دلیل افزایش قابلیت اطمینان در شبکه، بهبود کیفیت توان، کاهش آلودگی های زیست محیطی و ... مورد توجه زیادی قرار گرفته است. با توجه به اینکه حضور dg عملکرد سیستم قدرت و به تبع آن عملکرد سیستم حفاظتی را تحت تأثیر خود قرار می دهد لذا اخیراً تشخیص و محل یابی خطا در حضور dg مورد توجه و مطالعه محققین قرار گرفته است. در این پایان نامه سعی بر این است که محل یابی خطا در حضور dg با استفاده از شبکه پتری انجام پذیرد. با توجه به اینکه وقوع خطا مهمترین پیشامد گسسته در شبکه های قدرت است لذا شبکه پتری می تواند به عنوان ابزار مناسبی برای مدل سازی این خطاها قابل استفاده باشد. همچنین استفاده از شبکه پتری به منظور مدلسازی و محل یابی خطا در سیستمهای قدرت می تواند باعث کاهش زمان فرایند تشخیص خطا شود زیرا به صورت گرافیکی و ماتریسی قابل مدلسازی بوده و درگیر حجم زیادی از اطلاعات نمی شود.

ترانسفورماتورها یکی از بخش های اساسی شبکه های انتقال و توزیع برق می باشند. درصورتی که واحدهای حفاظتی در شبکه های قدرت به درستی عمل نکنند، خطاهای به وجود آمده ممکن است موجب اتلاف انرژی و یا خرابی تجهیزات گران قیمت شوند. بنابراین سیستم حفاظتی شبکه و هماهنگی آن نقش مهمّی در پایداری و قابلیّت اطمینان آن ایفا می کند. جریان هجومی پدیده ای است که برای نخستین بار در زمان برق دار شدن ترانسفورماتور به وجود می آید. از آنجایی که حالت کار عادی ترانسفورماتورها مطابق با نقطه ی زانویی منحنی هیسترزیس می باشد، تغییر کوچک در مقدار شار هسته باعث به وجود آمدن جریان مغناطیسی بزرگی خواهد شد. به همین علّت شکل موج جریان هجومی به صورت غیر-سینوسی می باشد. جهت جلوگیری از عملکرد ناخواسته ی رله ی دیفرانسیل در مقابل جریان هجومی، معمولاً از مولفه ی هارمونیک دوم جهت بلوک کردن رله ی دیفرانسیل در ترانسفورماتورهای قدرت استفاده می شود. در این رساله روش جدیدی مبتنی بر اندازه گیری فرکانس جریان دیفرانسیل جهت تشخیص جریان خطا از جریان هجومی با استفاده از الگوریتم تخمین سیگنال tufts-kumaresan معرّفی شده است. همچنین تأثیر نویز در تشخیص جریان خطا از جریان هجومی در این روش مورد بررسی قرار گرفته است. در این روش، با در نظر گرفتن یک حد آستانه ی مناسب می توان جریان خطا را از جریان هجومی تشخیص داد. در این رساله شبیه سازی ها در نرم افزار matlab/simulink انجام شده است.

در این پایان نامه ابتدا به معرفی واحد اندازه گیری فازور که به نوعی نقش حفاظت و کنترل سیستم قدرت را ایفا می کند، پرداخته شده است. سپس مسئله بهینه سازی تعداد واحدهای اندازه گیر فازور (pmu ) به همراه جایابی بهینه آنها در شین های یک سیستم قدرت مورد مطالعه و بررسی قرار می گیرد. به منظور حل مسئله بهینه سازی، از روش هایilp ، شاخه ، شاخه و حد معمولی و شاخه و حد بهبودیافته استفاده شده است. در ادامه، حل مسئله جایابی بهینه pmu با در نظر گرفتن برخی از ملاحظات ممکن و ترکیب آنها، صورت گرفته است. این ملاحظات به عنوان شاخصی در وزن مسئله بهینه سازی و یا به صورت یک قید در حل مسئله بهینه سازی اعمال شده است که شامل موارد زیر می باشد: • تاثیر باس اتصال صفر در بهینه سازی تعداد واحدهای اندازه گیر فازور • ترتیب بندی باس های شبکه به صورت سلسله مراتبی • در نظر گرفتن فاکتور صرفه اقتصادی جهت حداقل کردن هزینه نصب • در نظر گرفتن محدودیت کانال های واحد اندازه گیر فازور جهت عملیاتی تر شدن جایابی در عمل روش ها و ملاحظات ذکر شده بر روی شبکه های استاندارد مختلف از قبیل شبکه 57،30،24،17،14 شینه (با استفاده از مراجع) اعمال شده است. مطابق انتظار، با اعمال ملاحظات مختلف، به یک جامعیت در حل مسئله جایابی بهینه واحدهای اندازه گیر فازور و همچنین عملیاتی شدن جایابی بهینه pmu در واقعیت،دست یافته شد.