تکنولوژی تولیدات پراکنده همانند پیل سوختی ، انرژی خورشیدی ، توربین بادی ، توربین گازی، توربین احتراقی و موتورهای دیزلی در آینده نزدیک نقش بسیار مهمی را در زندگی ما ایفا خواهند نمود. در بین سیستم های تجدیدپذیر، نیروگاه های بادی و پیل های سوختی به شدت مورد توجه قرار گرفته است. با این حال، این منابع انرژی های نو زمانی که به صورت منابع انرژی مجزا استفاده می شوند، دارای نقاط ضعف هایی می باشند. یکی از مهمترین موضوعاتی که طراحان و استفاده کنندگان از انرژی های باد با آن روبرو هستند این است که این سیستم ها به شدت به وضعیت آب و هوایی بستگی وابسته اند که باعث غیرقابل پیش بینی بودن توان آن ها می گردد. برای غلبه بر این مشکل منابع تولید توان بادی را می توان با دیگر منابع تولید توان جایگزین، ترکیب نمود. پیل های سوختی منابع تولید توان استاتیکی می باشند که از هیدروژن و اکسیژن برای تبدیل انرژی شیمیایی به انرژی الکتریکی استفاده می کنند. از آنجایی که مهمترین نقطه ضعف پیل های سوختی دینامیک آهسته آن ها می باشد. بنابراین برای بهبود حالت گذرای سیستم هیبریدی، کاهش هزینه و حجم، حضور اجزای ذخیره کننده انرژی همچون باتری ها و خازن های بسیار بزرگ برای سیستم های هیبریدی ضروری خواهد بود. در این پایان نامه در ابتدا یک روش کنترلی جدید بر اساس عملکرد پیل های سوختی در نقطه کار بهینه مطرح می شود. سپس در ادامه یک روش جدید برای مدیریت توان سیستم های هیبریدی پیل سوختی/ بادی/ بانک باتری به همراه الکترولایزر و تانک ذخیره هیدروژن ارائه می گردد و در انتها یک روش کنترلی جدید برای کنترل فرکانس سیستم های هیبریدی بر اساس هماهنگی بین پیل های سوختی و خازن های بسیار بزرگ بیان می گردد

توزیع اقتصادی بار نقش مهمی را در بهره برداری سیستم های قدرت مدرن امروزی ایفا می نماید. هدف اصلی در این مسئله، کمینه کردن هزینه سوخت واحدهای تولیدی با درنظر گرفتن محدودیت های تساوی و نامساوی می باشد. توزیع افتصادی بار یک مسئله بهینه سازی ناهموار می باشد در صورتی که در تابع هزینه سوخت اثر شیر بخار، مناطق ممنوعه و اثر چند سوختی در نظر گرفته شود. برای حل این مسائل روش های بهینه سازی تکاملی مورد توجه بسیاری از محققان قرار گرفته است. الگوریتم اجتماع ذرات یکی از این روش هاست که از حرکت دسته جمعی انواع پرندگان یا ماهیان الهام گرفته است. این الگوریتم وابستگی شدیدی به پارامترهایش دارد و اغلب به نقاط بهینه محلی همگرا می شود. به منظور حل این مشکلات در این تحقیق از یک عملگر جهش جدید استفاده شده است. همچنین پارامترهای داخلی الگوریتم را با استفاده از سیستم های فازی بر مبنای اگر- آنگاه تنظیم می شود. بنابراین روش جدیدی تحت عنوان اجتماع ذرات فازی اصلاح شده برای حل مسائل غیرمحدب توزیع اقتصادی بار پیشنهاد شده است. به منظور اعتبار سنجی روش پیشنهاد شده بر روی چندین سیستم تست پیاده سازی می شود. نتایج بدست آمده توانایی بالای روش را نشان می دهد. توزیع اقتصادی بار نمی تواند نیازمندی های زیست محیطی را برآورده سازد. مسئله توزیع اقتصادی- آلودگی بار هر دو تابع هدف هزینه سوخت و آلودگی را به منظور رسیدن به یک مصالحه بهینه در نظر می گیرد. روش های مختلفی برای حل مسائل بهینه سازی چند هدفه وجود دارد. در این تحقیق از یک روش تعامل فازی برای حل مسئله دو هدفه توزیع اقتصادی- آلودگی بار استفاده شده است. به علاوه از الگوریتم پیشنهادی با محتوای پرتو بهینه نیز برای حل این مسئله استفاده شده است. سرانجام از دو سیستم استاندارد ieee و یک سیستم تست با ابعاد بزرگ برای ارزیابی روش پیشنهادی استفاده می نمائیم.

امروزه مسائلی همچون پیشرفت تکنولوژی در زمینه ساخت واحدهای تولیدی کوچک، کاهش آلودگی محیط زیست، مشکلات در احداث خطوط انتقال جدید و همچنین بالا بودن راندمان منابع تولیدی کوچک باعث شده که مصرف کنندگان و شرکتهای توزیع به استفاده بیشتر از تولیداتی تحت عنوان تولیدات پراکنده که عمدتاٌ به شبکه های توزیع متصل می شوند و نیازی به خطوط انتقال ندارند، تشویق گردند. پیل های سوختی در سالهای اخیر مورد توجه زیادی قرار گرفته اند. از آنجا که پیل های سوختی معمولاً به شبکه توزیع متصل می شوند، تأثیر آنها روی شبکه ی توزیع بیشتر از سایر بخش های سیستم قدرت است. یکی از مهمترین مسائل شبکه های توزیع، مدیریت بهره برداری بهینه است که پیل های سوختی می توانند روی آن اثر بگذارند. از آنجا که بهره برداری بهینه در شبکه های توزیع یک مسئله ی بهینه سازی غیرخطی می باشد، جواب بهینه می تواند از طریق یک الگوریتم تکاملی بدست آید که ما از الگوریتم های تکاملی جدید و کارایی چون الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات و بهینه سازی جفت گیری زنبور عسل استفاده خواهیم کرد. روش متداول برای حل مسائل بهینه سازی چندهدفه تبدیل آنها به یک مسئله ی تک هدفه است که با استفاده از ضرایب تعریف شده توسط بهره بردار صورت می پذیرد. این تبدیل توسط ضرایب وزنی شامل کاستی هایی می باشد. روش ارائه شده شامل یک ذخیره کننده با اندازه مشخص است که جوابهای نامغلوب را ذخیره می کند.

تولیدات پراکنده، منابع انرژی الکتریکی پاک، بی صدا و قابل اطمینانی هستند. جهت بالا بردن راندمان این ژنراتورها باید آنها در شبکه توزیع قرار گیرند. جایابی بهینه تولیدات پراکنده باعث کاهش توابع هدفی مثل تلفات سیستم توزیع، هزینه تولید انرژی الکتریکی، انحراف ولتاژ و آلودگی می شود. به علت توسعه بیشتر در تکنولوژی واحدهای انرژی خورشیدی ، توربین بادی و پیل سوختی ، فقط این ژنراتورها در جایابی در نظر گرفته شده اند. در این پایان نامه، یک الگوریتم بهینه سازی چند هدفه جهت بدست آوردن مکان و اندازه بهینه تولیدات پراکنده در شبکه توزیع ارائه شده است. توابع هدف شامل کمینه کردن هزینه ها، تلفات و آلودگی در سیستم توزیع و بهینه کردن پروفیل ولتاژ است. این مسئله بهینه سازی چند هدفه توسط الگوریتم بهبود یافته زنبور عسل حل می شود. از آنجایی که توابع هدف از یک جنس نیستند از روش دسته بندی فازی استفاده شده است. این الگوریتم بر روی یک شبکه توزیع استاندارد پیاده سازی شد و نتایج بدست آمده نشان داد که جایابی انجام شده جهت بهبود پروفیل ولتاژ، کاهش هزینه ها، آلودگی و تلفات سیستم توزیع مناسب است. مهمترین شاخص این الگوریتم دقت و سرعت محاسباتی آن است.

منظور از تجدید آرایش بستن و باز کردن کلیدها در سیستم توزیع قدرت برای تغییر در توپولوژی شبکه و به دنبال آن تغییر جهت سیلان توان است . در شبکه های توزیع تجدید آرایش شبکه به منظور کاهش تلفات، افزایش قابلییت اطمینان شبکه و بهبود کیفیت توان در شبکه و... انجام می گردد..امروزه در نتیجه پیشرفت تکنلوژی و مشوق های دولتی برای استفاده از انرژی سبز و همچنین مسایل زیست محیطی ، باعث رشد فزاینده در استفاده از انرژی های تجدید پذیر شده است . همه این عوامل موجب شده است که استفاده از انرژی های تجدید پذیر به خصوص انرژی های بادی و سلولهای خورشیدی به طور وسیعی توسط شرکتهای توزیع مورد استفاده قرار بگیرد .در این پایان نامه از آنجا کهدر یک سیستم قدرت واقعی توان های تولیدشده توسط نیروگاه ها و همچنین توان مصرف شده توسط مراکز تجاری ، صنعتی و خانگی یک مقدار ثابت نبوده ودارای نوساناتی میباشد و علاوه بر این توان خروجی درتوربین های بادی و سلول های خورشیدی به خاطر تغییرات باد و تغییرات میزان تابش خورشید مقداری متغیر میباشد لذا رهاورد پخش بار قطعی (dlf) کافی نبوده و نتایج حاصل از آن برای یک سیستم قدرت مدرن غیر واقعی می باشد. برای این منظور در این پایان نامه برای نزدیکتر شدن نتایج بررسی ها با سیستم قدرت واقعی می بایست مساله را بصورت آماری یا فازی حل کرد که در این پایان نامه در روش فازی مقادیر تولید و مصرف بار بصورت متغیر کنترلی در مساله وارد شده و از یک الگوریتم ترکیبیfampso برای حل مساله بهینه سازی استفاده شده است. و در روش آماری از یک روش پخش بار آماری (point estimate method) برای در نظر گرفتن عدم قطعیت لحاظ شده است، و از یک الگوریتم تکاملی ihbmo برای حل مساله استفاده شده است.در دو حالت بالا از آنجا که اهداف یک مساله تجدید آرایش متفاوت میباشد ، اهداف در ابتدا فازی شده و از یک روش حل فازی (max-min) برای حل مساله چند هدفه استفاده شده است.در نهایت نتایج ناشی از روش ارایه شده با نتایج بدست آمده از روش های دیگر بر روی دو سیستم تست ieee مقایسه و ارزیابی شده است.

با گسترش روزافزون مصرف انرژی در دنیا، توسعه شبکه های قدرت امری ضروری به حساب می آید، اما ایجاد خطوط انتقال جدید مستلزم صرف زمان و هزینه های گزاف بوده و لذا در صورت امکان استفاده از همان خطوط با ظرفیت انتقال بالاتر بسیار مقرون به صرفه می باشد. در همین راستا در سال های اخیر با معرفی سیستم های انتقال جریان متناوب انعطاف پذیر (ادوات facts) به شبکه های قدرت استفاده از آن ها به خصوص در کشورهای صنعتی جهت بهره وری بیشتر از خطوط انتقال متداول شده است. در این پایان نامه سعی شده، این مسئله نشان داده شود که با استفاده از این ادوات، می توان با کنترل پخش بار در شبکه، به کاهش قیمت تمام شده انرژی، کاهش آلودگی زیست محیطی ناشی از تولید برق، کاهش تلفات، کاهش انحراف ولتاژ و بهبود پروفیل ولتاژ کمک نمود تا بدون تغییرات اساسی در شبکه، انتقال توان در شبکه به نحو صحیحی مدیریت شود و عملکرد سیستم بهبود یابد. لازم به ذکر است که در این پایان نامه برخی از ادوات facts شامل کنترل کننده یکپارچه توان، جبران کننده استاتیکی سنکرون و خازن سری کنترل شونده با تریستور مورد مطالعه قرار گرفته اند. به دلایل اقتصادی و برای استفاده بهینه از ظرفیت این ادوات، لازم است که مکان مناسب این ادوات در شبکه مشخص شود همچنین پارامترهای آن ها نیز باید به نحو صحیحی تنظیم و بهینه شوند. برای حل این مسئله روش های بهینه سازی بسیاری مورد توجه محققان قرار گرفته است، که در سال های اخیر روش های بهینه سازی تکاملی بیشتر در این زمینه به کار گرفته شده اند. اصولاً این مسئله بهینه سازی تحت یک سری قیود معادله ای و نا معادله ای انجام می پذیرد. قیود معادله ای سیستم بر اساس نوع مدل انتخابی برای شبیه سازی شبکه و قیود نامعادله ای با توجه به محدودیت های فیزیکی و عملکردی موجود در سیستم تعیین می گردند. در این پژوهش برای حل همزمان اهداف ارایه شده از روش پرتوی بهینه استفاده شده است. لازم به ذکر است که برای حل مسئله ارایه شده روش تکاملی جدیدی بر مبنای الگوریتم تجمع ذرات بهبود یافته که از مزایای روش فازی برای تنظیم پارامترها و روش جهش برای افزایش تنوع در جمعیت تشکیل شده بهره می برد ارایه شده است،که دارای سرعت همگرایی و پاسخ بهتری نسبت به دیگر روش های تکاملی می باشد. در پایان نتایج بدست آمده از روش ارایه شده با نتایج روش های دیگر بر روی شبکه 57 , 30 باس استاندارد مقایسه و ارزیابی شده است.

در سال های اخیر با توجه به تأثیر خیلی زیاد تنظیم کننده های ولتاژ بر روی عملکرد سیستم های توزیع همچون کاهش تلفات انرژی، بهبود کیفیت انرژی و جبران افت ولتاژ در خطوط انتقال توان، باعث بکارگیری هرچه بیشتر این وسایل در سیستم های توزیع شده است. به دلیل هزینه بالای استفاده از تنظیم کننده های ولتاژ و در راستای کمک به شرکت های برق در فرایند تصمیم گیری، در این پایان نامه یک روش برای جایابی بهینه تنظیم کننده های ولتاژ در سیستم های توزیع ارائه شده است. یکی از اقدامات پر هزینه ای که در سیستم های قدرت و برق رسانی وجود دارد مربوط به احداث خطوط انتقال جدید می باشد که بعضأ در برخی موارد ممکن است برای تأمین برق تعداد کمی مصرف کننده، شرکت برق هزینه های زیادی را برای احداث خطوط جدید متحمل شود به همین دلیل در این پایان نامه از تولیدات پراکنده که نیاز به خطوط انتقال را برطرف می کنند استفاده شده است. در این پایان نامه تنظیم کننده های ولتاژ چهار واحد می باشند که هدف این پایان نامه فقط مشخص کردن محل و تپ بهینه آنها می باشد و همچنین تعداد مولد های پراکنده ده واحد می باشد و هدف بهینه کردن توان تولیدی توسط آنهاست و محل آنها مشخص است. از طرفی ماهیت غیر خطی اهداف در نظر گرفته شده در مسئله موجب شده است که از روش تکاملی بر مبنای الگوریتم اجتماع ذرات که دارای سرعت همگرایی و زمان پاسخگویی بهتری نسبت به روش های تکاملی دیگر می باشد، استفاده شود. از آنجایی که عملکرد الگوریتم مورد نظر وابستگی شدیدی به مقدار پارامترهایش دارد و عدم تنظیم دقیق آنها موجب همگرا شدن به نقاط بهینه محلی می شود، لذا برای اصلاح آن و رفع این مشکل از روش تطبیق فازی استفاده شده است. لازم به ذکر است با توجه به متعدد بودن اهداف کار، مسئله مورد نظر بصورت یک مسئله چند هدفه در نظر گرفته شده است که برای حل آن از الگوریتم پیشنهادی با محتوای پرتوی بهینه استفاده شده است. در نهایت نیز نتایج ناشی از روش ارائه شده با نتایج به دست آمده از روش های دیگر بر روی یک سیستم تست ieee، مقایسه و ارزیابی شده است.

امروزه مسائلی همچون تجدید ساختار در سیستم های قدرت و تشکیل بازارهای فروش انرژی در کنار پیشرفت تکنولوژی و مسائل زیست محیطی باعث ظهور و گسترش منابع کوچک تولید انرژی با نام تولیدات پراکنده شده اند. گسترش استفاده از تولیدات پراکنده، به طور قطع مسائل فنی سیستم های قدرت و به خصوص شبکه های توزیع به عنوان اصلی ترین محل نصب این تولیدات را تحت تاثیر قرار خواهد داد و این امر بازبینی مسائل فنی سیستم های قدرت را اجتناب ناپذیر می سازد. مسئله کنترل روزانه ولتاژ و توان راکتیو یکی از مسائل مهم در زمینه بهره برداری از شبکه های توزیع است که با استفاده از تپ ترانسفورماتورها و توان راکتیو تولیدی توسط خازن های موجود در شبکه انجام می پذیرد. تعامل مناسب و کنترل شده میان توان خروجی تولیدات پراکنده و متغیرهای کنترلی یاد شده می تواند به بهبود مسئله کمک کند. از سوی دیگر، وابستگی توان تولیدی توسط توربین های بادی به شرایط جوی و وابستگی میزان توان مصرفی مصرف کنندگان به رفتارها و عادات اجتماعی، مسئله کنترل ولتاژ و توان راکتیو را به یک مسئله همراه با عدم قطعیت تبدیل کرده است. لذا حل این مسئله به صورت یک مسئله قطعی نمی تواند شرایط بهره برداری ایمن و بهینه را تضمین کند. به همین منظور در این پایان نامه مسئله کنترل روزانه ولتاژ و توان راکتیو با در نظر گرفتن تاثیر تولیدات پراکنده به عنوان یک مسئله تصادفی مدل سازی و حل شده است. توابع هدف پیشنهادی برای این مسئله شامل کمینه کردن میزات تلفات انرژی الکتریکی، کمینه کردن میزان انحرافات ولتاژ شین ها از مقدار نامی، کمینه کردن میزان آلودگی تولیدی توسط منابع تولید پراکنده و پست اصلی و کمینه کردن هزینه تولید انرژی الکتریکی توسط تولیدات پراکنده و پست اصلی است. همچنین در این پایان نامه رفتار متغیرهای توان خروجی توربین های بادی و میزان بار مصرف کنندگان به عنوان متغیرهای همراه با عدم قطعیت در مسئله وارد شده است و روشی بر مبنای تشکیل سناریو برای حل مسئله برنامه ریزی تصادفی پیشنهاد شده است. الگوریتم بهینه سازی قورباغه به عنوان روش بهینه سازی پیشنهادی برای حل مسئله مورد استفاده قرار گرفته است. همچنین به منظور بهبود شرایط جستجوی محلی و جلوگیری از همگرایی زودرس الگوریتم از عملگر جهش در کنار مفهوم قبیله ها استفاده شده است. به منظور بررسی صحت مطالعات انجام شده، شبکه هایی با 69، 70 و 85 شین بعنوان شبکه های آزمایشی در نظر گرفته شده اند.

مقدمه عصری را که در آن زندگی می کنیم، به جرأت می توان بیش از هر چیز، عصر پردازش سیگنال ها دانست. سیگنال های مورد پردازش، علیرغم ماهیت گسسته، از دیدگاه ما پیوسته فرض می شوند و طبیعتی آنالوگ به خود می گیرند. تا پیش از آنکه سیستم های دیجیتال پا به عرصه وجود بگذارند، سیگنال ها با تغییراتی از قبیل تغییر سطح، تقویت و یا تضعیف می توانستند به سیستم های پردازشگر وارد شوند. از زمانی که سیستم های پردازشگر دیجیتال*مطرح شده اند، این مسئله نیز به همراه آن مطرح شد که چگونه می توان یک سیگنال آنالوگ را به یک سیستم دیجیتال وارد کرد و به طور متقابل، چگونه باید سیگنال های دیجیتال خارج شده از سیستم های دیجیتال را به دنیای آنالوگ تحویل داد. در اینجا بود که ضرورت ساخت مبدل های آنالوگ به دیجیتال* و دیجیتال به آنالوگ* احساس شد و انواع مختلفی از مبدل ها معرفی شدند. ارائه طرح-های جدید و ایده های نو به منظور بهبود کیفیت این مدارها تا امروز ادامه دارد و به نظر می رسد تا زمانی که سیگنال های آنالوگ و دیجیتال وجود داشته باشند، این مبدل ها به پیشرفت خود ادامه می دهند]1[. بیشتر سیگنال های مورد استفاده جاری به شکل آنالوگ تولید می شوند. چنین سیگنال هائی دارای دامنه متغیر با زمان هستند. صدای انسان یک نمونه از سیگنال های آنالوگ است. سیگنال های آنالوگ براحتی تحت تاثیر نویز قرار می گیرند. زیرا نویز عمدتا به شکل تغییرات دامنه بوجود می آید. لذا، برای محدود کردن و کاهش نویز، مجبور به محدود کردن دامنه سیگنال هستیم. اما وقتی دامنه محدود شود، دامنه سیگنال نیز بریده خواهد شد که این خود منجر به اعوجاج سیگنال می گردد. تکنیک مدرن برای محدود کردن نویز و دوری از اعوجاج، عبارت است از استفاده از سیگنال دیجیتال. سیگنال های دیجیتال عبارتند از پالس هائی با عرض ثابت که در هر لحظه از زمان دارای فقط دو سطح دامنه 0 و 1 هستند. این سیگنال های دیجیتال از سیگنال-های آنالوگ توسط تبدیلی موسوم به تبدیل آنالوگ به دیجیتال بدست می آیند. امروزه مبدل های آنالوگ به دیجیتال به عنوان پل ارتباطی دنیای واقعی کمیت های آنالوگ و دنیای پردازش دیجیتال، نقش کلیدی در بسیاری از سیستم های الکترونیکی، مخابراتی و کنترلی ایفا می کنند]1[. در این سیستم ها، به مبدل های آنالوگ به دیجیتال با دقت بالا نیاز می باشد. به دلیل استفاده از تکنیک های بیش نمونه برداری* و شکل دهی نویز* در مبدل های آنالوگ به دیجیتال دلتا سیگما*، این مبدل ها برای کاربردهای مطرح شده مطلوب می-باشند. مبدل های آنالوگ به دیجیتال دلتا سیگما، با کارایی بالا، در کاربرد هایی که به دقت*و پهنای باند بالا نیاز است، مطلوب می باشند. همچنین مناسب ترین مبدل برای کاربرد های فرکانس بالا می باشند و به دلیل خطی بودن ذاتی، نیاز به فیلتر ضد همپوشانی و پیاده سازی مقاوم کاهش یافته است. هرچند که با معامله سرعت برای دقت، مدولاتورهای دلتا سیگما، با حساسیت کم به عیوب اجزای آنالوگ، کارایی بالایی دارند. مدولاتورهای دلتا سیگما، خطی بودن بالای بالقوه را برای انواع وسیعی از کاربردهای فرکانس رادیویی، پیشنهاد می دهند]2[. در ریاضیات و فیزیک، ? تفاوت یا تغییرات را نشان می دهد در حالیکه ?، مجموع را نشان می دهد. در یک مبدل دلتا سیگما سیگنال ولتاژ ورودی آنالوگ به ورودی انتگرل گیر وصل شده است و یک شیب مطابق با اندازه سیگنال ورودی تولید می کند. این ولتاژ شیب به وسیله یک مقایسه گر* با پتانسیل زمین مقایسه می-شود. این مقایسه گر به عنوان یک مبدل آنالوگ به دیجیتال تک بیتی عمل می کند و بر حسب اینکه خروجی انتگرال گیر مثبت است یا منفی، یک بیت در خروجی تولید می کند، سپس خروجی مقایسه گر از طریق یک فلیپ فلاپ*، حفظ شده و به ورودی دیگر کانال در انتگرال گیر فیدبک* می شود. در این پایان نامه در بخش اول از فصل اول، مفاهیم پایه مربوط به مدولاتور های دلتا سیگما شرح داده شده است. در بخش دوم این فصل، به بررسی خواص غیر ایده ال در مدولاتورهای دلتا سیگما و نحوه شبیه سازی این خواص پرداخته ایم. در فصل دوم مروری بر تحقیقات گذشته خواهیم داشت و انواع ساختارهای ارائه شده برای این مدولاتورها، بررسی و تحلیل می شوند. در فصل سوم نحوه پیاده سازی چندین الگوریتم بهینه سازی روی مدولاتورهای دلتا سیگما شرح داده می شود و یک ساختار کلی ciff به عنوان نمونه، شبیه سازی می شود. در بخش دوم این فصل، الگوریتم پیشنهادی توضیح داده خواهد شد. در فصل چهارم ساختارهای پیشنهادی برای مدولاتورهای دلتا سیگما نمایش داده شده و ضمن تحلیل این ساختارها، نتایج شبیه سازی و بهینه سازی این ساختارها نیز آورده شده است و نهایتا در فصل پنجم نتیجه گیری را خواهیم داشت. در این پایان نامه معادل لاتین واژگان و اصطلاحات در واژه نامه آورده شده است و کلماتی که معادل آنها در واژه نامه وجود دارد با بالانویس * مشخص شده اند.

در این پایان نامه، توربین های بادی و تولیدات همزمان گرما و الکتریسیته به مسائل مختلف بهره برداری بهینه چندهدفه شبکه قدرت اضافه می شوند که در آن ها هزینه تولید انرژی و آلودگی ناشی از سوخت های فسیلی به طور همزمان کمینه می گردند. نفوذ بسیار زیاد منابع تولید انرژی بادی و تغییرات بار شبکه به روش های کارآمدی برای مدیریت عدم قطعیت های آن ها نیاز دارد. بنابراین، چند الگوریتم بهینه سازی برپایه روش های مدیریت عدم قطعیت تولید سناریو و روش تخمین نقاط به خدمت گرفته شده اند تا مسائل برنامه ریزی تصادفی بهره برداری را آنالیز کنند. طبیعت تصادفی مقدار توان دردسترس توان بادی و تغییرات نامنظم بار مصرفی شبکه، نیاز به درنظرگرفتن خدمات جانبی از جمله ذخیره را بیشتر و بیشتر می کند. لذا در این پایان نامه، از سه نوع ذخیره چرخان و غیرچرخان بهره گرفته شده است. همچنین، فرمول بندی عملی چندین مساله تک هدفه و چندهدفه بهره برداری شامل توزیع اقتصادی بار، توزیع اقتصادی بار 24 ساعته، پخش بار بهینه و پخش بار بهینه 24 ساعته ارائه شده است که در آن ها محدودیت های عملی همچون تلفات شبکه، محدودیت نرخ شیب، اثر شیر بخار، مناطق ممنوعه، چندسوختی بودن و قید های پخش بار شبکه در یک بازه زمانی مشخص در نظر گرفته می شود. بعلاوه، چندین روش بهینه سازی جدید بهبودیافته از جمله الگوریتم آموزش و یادگیری، کرم شب تاب و خفاش به منظور تعیین جواب بهینه یا مجموعه ای از جواب های غالب برای مسائل تک هدفه و چندهدفه به طور کامل توضیح داده شده اند. برای تقویت الگوریتم های ارائه شده، روش های مکاشفه ای مثل استفاده از یک حافظه خارجی، روش niching، خوشه بندی فازی، نظریه آشوب، تولید عدد متضاد، استراتژی جهش خودتطبیقی و جمعیت هوشمند به همراه بیان میزان بهبود آن ها استفاده شده است. برای معتبرساختن جواب های غالب پیداشده در روش چندهدفه، از شاخص هایی مثل spacing و diversity بهره برده شده است. همچنین، برای اندازه گیری میزان کارآیی روش های تصادفی، شاخص هایی همچون میانگین، انحراف استاندارد، امید ریاضی، ارزش جواب تصادفی در برابر جواب قطعی، 95% بازه اطمینان و خطای نسبی به کار گرفته شده اند. روش های پیشنهادی علاوه بر جنبه های کاهش هزینه و آلودگی شبکه، برای کاربرد در شبکه های قدرت عملی به خاطر حجم محاسباتی پایین آن ها مناسب هستند. برای اندازه گیری میزان کارآیی هر یک از نوآوری های ارائه شده در این پایان نامه، آن ها را بر روی شبکه های 5، 6، 10، 14، 30، 40 و 100 واحدی و شبکه 30 شین و 118 شین ieee اعمال کرده ایم.

این پایان نامه سعی در ارائه ی روش هایی برای حل مسئله ی مدیریت بهره برداری بهینه از ریزشبکه ها در حضور عدم قطعیت های موجود دارد. در همین راستا دو فرمول بندی برای مسئله-ی مدیریت بهره برداری از ریزشبکه ها ارائه شده است. هدف مورد نظر در این پایان نامه، یافتن بهترین استراتژی بهره برداری از واحدهای تولید پراکنده و ذخیره ساز برای کمینه کردن هزینه-ی بهره برداری و میزان تولید آلاینده های مخرب زیست محیطی است. در فرمول بندی اول از باتری ها به عنوان ذخیره سازهای انرژی استفاده شده است. فرمول بندی دوم بر تأثیر تولید هم زمان گرما و الکتریسیته و ذخیره سازی هیدروژن بر چگونگی بهره برداری تأکید دارد. مجموعه ی پیل سوختی و اصلاحگر به عنوان محرک اولیه ی سیستم تولید هم زمان گرما و الکتریسیته در نظر گرفته شده اند. هم چنین از ذخیره سازی هیدروژن برای ایجاد عملکرد انعطاف پذیر تر ریز شبکه در تأمین هم زمان بارهای الکتریکی و گرمایی محلی بهره گیری شده است. از هیدروژن ذخیره شده می توان در ساعات بعد برای تولید الکتریسیته استفاده نمود و یا آن را به فروش رساند. نکته ی برجسته ی فرمول بندی دوم، استفاده از مدل الکتروشیمیایی پیل سوختی است که در آن ولتاژ و توان خروجی پیل سوختی براساس مشخصه های عملکردی و ساختاری آن بدست می-آیند. برای حل مسئله ی مدل شده ی بهره برداری بهینه، سه الگوریتم بهینه سازی طراحی شده و چندین اصلاحیه برای افزایش کارایی آن ها ارائه شده است. به علاوه از آنجا که متغیرهای تصادفی مثل توان تولیدی توربین های بادی جزء جدایی ناپذیر مدیریت بهره برداری از ریزشبکه ها هستند و نادیده گرفتن آن ها منجر به یافتن جواب های غیر قابل اطمینان خواهد گردید، در این پایان نامه از روش تخمین نقطه ای برای پوشش دادن انواع عدم قطعیت های موجود در مدیریت بهره برداری بهره گیری شده است.

این پایان نامه یک مدل تصادفی برای جایابی و بهره برداری به صورت تولید همزمان برق، حرارت و هیدروژن از سلول های سوختی در یک شبکه توزیع ارائه می دهد. اهداف مسئله ارائه شده که باید کمینه شوند عبارتند از: کل هزینه تولید انرژی الکتریکی و حرارتی، کل آلودگی تولیدی بوسیله سلول های سوختی و شبکه و انحراف ولتاژ. در این پایان نامه تنها جایابی و بهره برداری از سلول های سوختی در نظر گرفته شده است و هزینه سرمایه گذاری آنها در نظر گرفته نشده است. در این پایان نامه عدم قطعیت های مربوط به پیش بینی بارهای الکتریکی و حرارتی، فشار گازهای هیدروژن و اکسیژن ورودی به سلول های سوختی و دمای کاری سلول سوختی با استفاده از روش تخمین نقاط در نظر گرفته شده اند. با توجه به ماهیت توابع هدف و لزوم انجام پخش بار برای محاسبه آنها، مسئله جایابی و بهره برداری از سلول های سوختی به صورت تولید همزمان برق، حرارت و هیدروژن یک مسئله غیره خطی و پیچیده عددی می باشد. بنابراین یک الگوریتم تتا-خود تطبیق جستجوی گرانشی برای دستیابی به یک مجموعه بهینه پرتو به کار گرفته شده است. همچنین در خلال روند شبیه-سازی یک مجموعه از جواب های غیرمغلوب در یک حافظه خارجی ذخیره می شود. برای تأیید عملکرد سودمند روش ارائه شده، این روش بر روی یک شبکه توزیع 69 باسه تست شده است.

نفوذ واحدهای تولید پراکنده در شبکه توزیع رو به افزایش می باشد و انتظار می رود تولیدات پراکنده نقش کلیدی در سیستم های قدرت و بازار رقابتی برق داشته باشد. هنگامی که ضریب نفوذ تولیدات پراکنده در شبکه توزیع پایین می باشد مشکل خاصی در شبکه پیش نمی آید. اما هنگامی که ضریب نفوذ تولیدات پراکنده بالا می رود نیاز مبرمی به برنامه ریزی مناسب اتصال تولیدات پراکنده و توجهات ویژه می باشد. از این رو در این پایان نامه یک مسئله چند هدفه با استفاده از راهکار پرتو برای انتخاب نوع، مکان، مقدار و زمان سرمایه گذاری تولیدات پراکنده ارائه شده است. توابع هدف مورد نظر در مسئله، سه دسته تابع هدف فنی، اقتصادی و محیط زیستی می باشند. طرح های کنترلی هوشمند نیز که انتظار می رود بخشی از شبکه های هوشمند آینده باشند، برای حصول جواب های بهتر در مسئله به کار گرفته شده اند. قیود اعمال شده در مسئله، محدودیت ولتاژ فیدرها، بارگذاری فیدرها و سطح اتصال کوتاه شبکه می باشد. به علاوه برای داشتن یک مدل دقیق و قابل پیاده سازی از مدل بارهای وابسته به ولتاژ استفاده شده است. برای حل مسئله بهینه سازی چند هدفه از الگوریتم بهینه سازی اجتماع ذرات استفاده شده است و جواب نهایی نیز با استفاده از روش فازی انتخاب می گردد. مدل ارائه شده بر روی دو شبکه توزیع شعاعی استاندارد مورد آزمایش قرار می گیرد و شبیه سازی ها و برنامه نویسی ها در نرم افزار قدرتمند digsilent® powerfactory انجام می شود.

در این تحقی ، الگوریتمی جام برای انجام بهینه سازی توا راکتیو در شبکه های الکتریکای استاندارد استفاده شده است. الگوریتم طراحی شده، حداقل ساازی تلفاات خطاو شابکه بارای سطوح بار مختلف سیستم و نیز شرایط مختلف را میسار مای ساازد، با دین مفهاوم کاه کلیاه قیاود بهره برداری سیستم را از جمله افت ولتاژ باس ها، تاوا خطاو و حاد ود تاوا پایادار منااب تاوا راکتیو مناسب را برای کلیه سطوح بارها و سیستم های مختلف برآورده می کند. برای حل مساالل بهینه سازی موجود در سطوح مختلف از الگوریتم رقابت استعماری) ica ) استفاده شده است. مزایای الگوریتم مورد استفاده در مقایسه با الگوریتم های دیگر که در پایا نامه مورد بررسای قرار گرفته را می توا به صورت زیر خلاصه کرد: - توانایی بهینه سازی هم تراز و حتی بالاتر در مقایسه با الگوریتم های مختلف بهیناه ساازی، در مواجهه با انواع مسالل بهینه سازی - سرعت مناسب یافتن جواب بهینه در روش استفاده شده تلفات خطو شبکه انتقال با استفاده از در نظار گارفتن قیاود مختلاف مورد استفاده گرفته شده است. در حل مسئله بهینه سازی توا راکتیو فرض بر این است که پخش بار اقتصادی صورت گرفته و میزا تولید توا حقیقی توسط هر ژنراتور مشخص می باشد .

مسأله ی برنامه ریزی مشارکت واحدها یک مسأله ی مهم اقتصادی در سیستم های قدرت است که بر اساس آن تعیین می شود که کدام مجموعه از واحد های تولید کننده در هر ساعت از دوره ی برنامه ریزی در تأمین تقاضای بار مشارکت داشته باشند و هر یک از آنها به چه میزان تولید توان داشته باشند تا ضمن برآورده ساختن تمام قیود بهره برداری و سیستم، کمترین هزینه ی ممکن را در پی داشته باشد. ساختار غیرخطی و پیچیده این مسأله در کنار وجود قیود متنوع آن که بین متغیرهای مسأله وابستگی ایجاد می کنند، حل بهینه ی مسأله ی مشارکت واحدها را تبدیل به یک فرآیند دشوار می سازد. از سویی دیگر، امروزه ورود غیر قابل اجتناب تولیدات پاک و بسیار ارزان قیمت بادی به عرصه ی تأمین توان الکتریکی، با همراه آوردن منبع بزرگ دیگری از عدم قطعیت در کنار خطاهای پیش بینی تقاضای بار، بیش از پیش این فرآیند تصمیم گیری را دشوار ساخته است. به دلیل اهمیت مسائل اقتصادی در دنیای امروز، تا کنون روش های بسیاری جهت فراهم آوردن پاسخ بهینه برای این مسأله ارائه شده است و روز به روز نیز بر تعداد آنها افزوده می گردد. این پایان نامه با هدف بررسی تأثیرات ورود انرژی باد در برنامه ریزی مشارکت واحدها، به پژوهش در زمینه روش های حل این مسأله ی بهینه سازی در شرایط حضور تولیدات بادی پرداخته است. بدین منظور در ابتدا مسأله مشارکت به شکل کامل تعریف شده و تابع هدف آن همراه با قیود مهم معرفی گردیدند. سپس وضعیت کلی استفاده از توان باد در سال های اخیر، پیش بینی باد و مدل سازی آن، مورد بررسی قرار گرفته و به بخشی از اثرات قابل پیش بینی تولیدات بادی و همچنین ریزش آن، بر بهره برداری سیستم قدرت و برنامه ریزی رزرو اشاره گردیده است. در ادامه ی این مباحث نیز مروری کلی و جامع بر بسیاری از روش های بکار رفته به منظور حل بهینه ی مسأله ی برنامه ریزی مشارکت واحدها، با و بدون حضور توان باد، و در شرایط وجود و نیز فقدان عدم قطعیت، انجام شد. روش های فرااِکتشافی به دلیل توانایی بالای نشان داده شده ی آنها در حل مسائل غیرخطی، دشوار و پیچیده، همواره در این گونه مسائل مورد توجه بوده اند. با معرفی یک الگوی جدید جستجوی تصادفی و اصلاح و بسط آن، در کنار به کارگیری مستقیم فرآیند برنامه ریزی احتمال مقید که در مقایسه با روش های سناریو محور، روشی کارا و از لحاظ محاسباتی سبک و قابل پیاده سازی می باشد، این پایان نامه توانسته است چهارچوبی منطقی و مناسب را برای برنامه ریزی بهینه ی مسأله ی مشارکت، ارائه دهد که در آن پاسخ ها مستقل از نوع روش استفاده شده برای پیش بینی می باشند. نتایج شبیه سازی های انجام شده بر روی یک سیستم آزمون ده واحده با استفاده از روش پیشنهادی نشان می دهد که مدیریت و برنامه ریزی مناسب بهره برداری از سیستم قدرت در حضور توان باد، می تواند به میزان قابل ملاحظه ای هزینه ی تأمین تقاضای بار را کاهش دهد.

چکیده تعیین راهبرد بهینه ی پیشنهاددهی قیمت نیروگاه ها با استفاده از روش های تکاملی نگارش: سجاد شریفی نیا پس از تجدید ساختار در صنعت برق، بازار های آزاد رقابتی انرژی، جای گزین مدل انحصار کامل شد. در چنین شرایطی، انتخاب راهبرد بهینه ی قیمت دهی شرکت های تولیدی، نقش بسیار مهمی را در بیشینه سازی سود آن ها ایفا می کند. در این راستا، رقابت موجود به صورت مسئله ی بهینه سازی دو سطحی مدل سازی می شود، که در سطح اول، فرآیند تسویه بازار بر اساس بیشینه سازی رفاه سراسری، و در سطح دوم فرآیند بیشینه سازی سود شرکت-های تولیدی بیان می شوند. در این پایان نامه، پس از معرفی مدل های رقابت در بازار برق، راه حل هایی مبتنی بر روش های تکاملی، برای حل مسائل دو سطحی غیر محدب ارائه شده است. هم چنین روش تولید سناریو، جهت مدل سازی بازی با اطلاعات ناکامل پیشنهاد شده است. علاوه بر این، راه حل جدیدی بر مبنای تابع لاگرانژ و شرایط لازم کان تاکر، برای حل مسائل دو سطحی محدب با در نظر گرفتن قید های خطوط انتقال ارائه شده است. با توجه به رفتار راهبردی شرکت کنندگان بازار، تعادل بازار های انحصار چند جانبه، نسبت به بازار رقابت کامل دارای انحراف خواهد بود. بنابراین، به کمک شاخص های ارزیابی عملکرد بازار، دو تاثیر مهم رفتار راهبردی قیمت دهی یعنی : قیمت بالای تسویه ی بازار و پایین بودن رفاه سراسری نسبت به تعادل بازار رقابت کامل، مورد تحلیل و بررسی قرار خواهند گرفت.

به دلیل اهمیتی که انرژی های نو و به خصوص انرژی باد در آینده تأمین انرژی بشریت دارد، به موضوع توربین بادی و راه به دست آوردن حداکثر توان از آن اختصاص یافته است. ابتدا با دو روش، شبکه عصبی که یک روش هوشمند و نیز با استفاده از فیلتر کالمن که از دینامیک سیستم استفاده می کند، سرعت باد تخمین و پیش بینی می شود. سپس یک کنترل کننده فازی که پارامترهای داخلی آن با استفاده از الگوریتم های تکاملی بهینه سازی می شود، طراحی شده که وظیفه ی آن ردیابی حداکثر توان تولیدی است. در حالت کلی اگر بتوان حتی یک درصد توان تولیدی توربین را افزایش داد ، به دلیل هزینه های گزاف توربین ، کاری سودمند انجام گرفته است.

برنامه ریزی میان مدت تولید و تعمیرات نیروگاه ها در صنعت برق یک مسئله حداقل سازی هزینه قلمداد می شود. در این مسئله هدف بدست آوردن یک سیاست بهینه است که بتوان تولید نیروگاه ها را با مسایل کلان تولید توان نیروگاه ها هماهنگ ساخت. برنامه ریزی تعمیرات واحدهای تولیدی از مهم ترین مسایل در بهره برداری سیستم های قدرت به حساب می آید. برنامه ریزی میان مدت تعمیرات واحدهای تولیدی، تعیین کننده بهترین دوره های زمانی واقع در یک افق برنامه ریزی یک ساله است که در آن ها می توان واحدهای تولیدی را برای تعمیرات پیشگیرانه برنامه ریزی شده از مدار خارج کرد. در این پایان نامه علاوه بر حل مسئله برنامه ریزی میان مدت تولید و تعمیرات نیروگاه ها جهت تحقق عملی شدن این برنامه در کوتاه مدت، این برنامه ریزی با برنامه ریزی کوتاه مدت تولید نیروگاه ها هماهنگ شده است. امروزه روند احداث و بهره برداری از منابع تولید انرژی بادی به دلیل نگرش جدی به حفظ محیط زیست رو به افزایش است. لذا مسئله ی برنامه ریزی میان مدت تولید و تعمیرات نیروگاه ها در کنار منابع بادی با پارامترهای متغیر و تصادفی بیشتری روبرو خواهد شد. از این رو این پایان نامه با ارائه یک الگوریتم بهینه سازی جدید و بر پایه روش های مدیریت عدم قطعیت تولید سناریو و روش تخمین نقاط، مسئله مطرح شده را آنالیز می کند. عدم قطعیت موجود در مقدار توان بادی در دسترس و تغییرات نامنظم بار مصرفی شبکه در این برنامه ریزی تصادفی لحاظ شده است. در این پایان نامه علاوه بر عدم قطعیت های یاد شده عدم قطعیت قیمت سوخت نیز در مسئله ذکر شده در نظر گرفته شده است. بعلاوه، یک روش بهینه سازی جدید به نام جستجوی گرانشی بهبودیافته به منظور تعیین جواب مسئله یاد شده، ارائه شده است. همچنین، برای اندازه گیری میزان کارایی روش های تصادفی، شاخص هایی آماری مربوط به این روش ها ارائه شده است. مدل ارائه شده در این پایان نامه بر روی شبکه های اصلاح شده 12 واحدی، 28 واحدی، شبکه30 شین ieee، 118 شین ieee وieee-rts اجرا شده است.

ساده ترین و موثرترین کنترل کننده های پیوسته ای که در صنعت استفاده می شوند کنترل کننده های pid هستند. کنترل بیش از 80 تا 90 درصد فرآیندهای صنعتی توسط این کنترل کننده ها صورت می گیرد. امروزه این کنترل کننده ها توسط سیستمهای dcs و plc در اختیار کاربران قرار می گیرند. این کنترلرها به جهت داشتن عملکرد مناسب در شرایط گوناگون نیاز به تنظیم و اصطلاحأ تیون دارند. الگوریتم کلونی زنبوران عسل یک روش بهینه سازی نوین مکاشفه ای بر مبنای جمعیت می باشد که الهام گرفته از رفتار هوشمندانه غذایابی گروهی زنبوران عسل است. در این تحقیق فرآیند کنترل دمای زباله سوز واحد سولفور پارس جنوبی جهت بهینه سازی پارامترهای کنترلر آن با استفاده از الگوریتم کلونی زنبوران عسل در نظر گرفته شده و با روشی عملی و استفاده از اطلاعات برگرفته از پالایشگاه نسبت به مدلسازی و سپس بهینه سازی اقدام گردیده است.

توربین بادی یکی از انواع تکنولوژی های تولیدات پراکنده است که در سال های اخیر بخصوص در کشور ما بسیار مورد توجه قرار گرفته است. توان تولید شده توسط این منبع تابع شرایط محیطی و سایر عواملی است که نمی توان وضعیت تولید توان را بطور دقیق تعیین نمود، بنابر این ممکن است باعث بروز مشکلاتی در شبکه شود. عدم توانائی در پیش-بینی دقیق توان تولیدی توربین بادی و وجود تغییرات در این پارامتر و همچنین نامشخص بودن برخی پارامترهای داخلی توربین، موجب شد تا در این تحقیق پیش بینی توان خروجی توربین بادی را دنبال کرده و با اجرای چند مدل پیش بینی شبکه عصبی، دقت پیش بینی آن ها را تعیین کرده و با یکدیگر مقایسه کنیم. در ادامه به منظور دستیابی به مدلی با کارایی بیشتر، از ترکیب الگوریتم تکاملی ژنتیک با سیستم استنتاج عصبی-فازی تطبیقی، مدلی برای پیش بینی توان خروجی توربین بادی ارائه شد که نتایج شبیه سازی نشان دهنده دقت بیشتر این مدل نسبت به مدل غیر اصلاح شده آن در این تحقیق است. کنترل زاویه چرخش پره توربین یک بخش مهم در توربین های سرعت متغیر است و با کنترل زاویه پره توربین، توان آیرودینامیکی که به سمت ژنراتور جاری می شود تنظیم می گردد. به همین منظور در انتها به بررسی چند سیستم کنترل زاویه چرخش پره توربین پرداخته و سیستمی معرفی شده است که در صورت استفاده از مدل های مطرح شده برای پیش-بینی توان خروجی، بتوانند توان خروجی توربین را با دقت مناسب تری پیش بینی نمایند.

اتوماسیون در سیستم های توزیع با پیشرفت تکنولوژی و پیدایش تولیدات پراکنده شکل گرفت. تخمین حالت از توابع پایه ای برای اتوماسیون و نظارت بر سیستم های توزیع به شمار می رود. با کمک تخمین حالت سیستم های توزیع، اپراتور می تواند به عملکردی امن، اقتصادی و بهینه تر از سیستم توزیع دست یابد. با این حال به دلیل کمبود اندازه گیری های حقیقی، تخمین حالت سیستم توزیع دشوار خواهد بود. در این پایان نامه، ابتدا یک روش کارا، دقیق و سریع برای تخمین حالت سیستم های توزیع ارائه می شود. در این روش از الگوریتم تکاملی آموزش و یادگیری بهبودیافته استفاده شده است. عملکرد الگوریتم آموزش و یادگیری با اضافه نمودن جهشی بر مبنای تئوری موج کوچک و الگوریتم تکامل تفاضلی، بهبود یافته است. الگوریتم بهینه سازی پیشنهادی روی پنج تابع کلاسیک ارزیابی و نتایج با دو الگوریتم دیگر مقایسه شده است. پس از آن، چگونگی به کارگیری این الگوریتم برای تخمین حالت سیستم های توزیع توضیح داده می شود. این روش توانایی حل توابع غیرخطی، غیرمحدب و متغیر های گسسته را دارد. روش پیشنهادی برای تخمین حالت در سیستم های توزیع روی دو سیستم 32 و 83 باسه پیاده سازی و نتایج به دست آمده با الگوریتم های دیگر مقایسه شده است. از طرف دیگر افزایش استفاده از انرژی های نو باعث ایجاد عدم قطعیت در توان تولیدی آن ها می شود. لذا برای اعمال عدم قطعیت در مسئله تخمین حالت، ابتدا نحوه ی مدل سازی عدم قطعیت موجود در توان مصرفی بار ها و توان تولیدی منابع انرژی های نو برای استفاده در تخمین حالت سیستم های توزیع ارائه و سپس چگونگی در نظر گرفتن این متغیر های تصادفی در مسئله، مدل سازی و تخمین حالت احتمالاتی پیشنهاد شده است. در انتها روش ارائه شده بر روی سیستم توزیع 69 باسه پیاده سازی و نتایج به دست آمده مقایسه و تحلیل می شود.

در سال های اخیر مصرف انرژی در شبکه های بی سیم و به ویژه در شبکه های تلفن همراه، به دلیل افزایش قابل ملاحظه تعداد کاربران و افزایش چشمگیر تعداد دکل های مخابراتی، به شدت بالا رفته است به گونه ای که بهره وری انرژی به دلیل مسائل زیست محیطی و اقتصادی به عنوان یکی از اهداف عمده طراحی در شبکه های تلفن همراه بی سیم توجه تمام اپراتورهای شبکه و مراکز تحقیقاتی دانشگاهی و صنعتی را به این موضوع حیاتی جلب کرده است. در این پایان نامه حالت ارسال فروسوی یک شبکه سلولی با مدولاسیون ofdm در نظر گرفته می‏ شود. از لحاظ کاهش توان مصرفی شبکه، تعیین پویا و توأم حالت عملیاتی ایستگاه های پایه مخابراتی و تخصیص زیر حامل ها به کاربران، در حالی که کیفیت درخواستی خدمات برای تمام کاربران حفظ شود، بسیار مهم است. این مسأله بسیار پیچیده و از جمله مسائل غیر خطی است و برای حل نیاز به تکنیک های بهینه سازی بسیار قوی دارد. در این پایان نامه، یک راهکار نوآورانه با استفاده از تکنیک بهینه سازی مبتنی بر آموزش– یادگیری به منظور دستیابی به شبکه های مخابرات سلولی سبز ارائه و با راه حل های موجود مقایسه شده است. نتایج مطالعه نشان می دهد که تکنیک پیشنهادی به وسیله تعیین تعداد بهینه ایستگاه‏ های پایه مخابراتی جهت خاموش شدن و اختصاص زیر حامل های بهینه به هر کاربر، قادر به کاهش توان مصرفی کل شبکه است. همچنین نشان داده شده است که طرح پیشنهادی از نظر کاهش توان در شبکه، برتری قابل ملاحظه ای نسبت به طرح های مشابه موجود دارد.

این پایان نامه سعی در ارایه روش هایی برای حل مساله مدیریت بهره برداری از ریزشبکه ها در حضور عدم قطعیت های موجود و با در نظر گرفتن مدل الکتریکی یک سلول فتوولتاییک دارد. در همین راستا یک مدل الکتریکی سلول خورشیدی در ابتدا معرفی میشود و سپس یک فرمول بندی برای مساله مدیریت بهره برداری از ریزشبکه ها ارایه شده است. در واقع هدف از این پایان نامه، یافتن بهترین روش بهره برداری از واحدهای تولید پراکنده و ذخیره ساز برای کمینه کردن هزینه ی بهره برداری است. در فرمول بندی از باتری به عنوان یک ذخیره ساز انرژی استفاده شده است. انرژی خورشیدی حاصل از سلول فتوولتاییک یکی از منابع تولید پراکنده می باشد که در واقع از انرژی خروجی سلول فتوولتاییک شبیه سازی شده در فرمول بندی های استفاده شده است. برای حل مساله ی مدل شده ی بهره برداری بهینه، یک الگوریتم بهینه تک هدفه جدید طراحی شده است و یک اصلاحیه برای افزایش کارآیی آن ارایه شده است. به علاوه از آن جا که که متغیرهای تصادفی چون توان تولیدی توربین های بادی، توان خروجی سلول فتوولتاییک و مقدار پیش بینی شده برای بار در نظر گرفته شده برای شبکه و همچنین قیمت بازار جزء جدایی ناپذیر مدیریت بهره برداری از ریزشبکه ها هستند و نادیده گرفتن آن ها منجر به یافتن جواب های غیرقابل اطمینان میشود، در این پایان نامه عدم قطعیت موجود با استفاده از روش سناریو تصادفی پوشش داده شده است.

رشد روز افزون قیمت گاز طبیعی، نفت و کاهش سوختهای فسیلی موجب شده است که استفاده از انرژیهای تجدیدپذیر همچون باد یا ترکیبی از آنها مورد توجه بیشتری قرار بگیرد. امروزه تمام کشورهای دنیا تمایل دارند تا از توان باد برای تولید انرژی الکتریسیته بهره برداری کنند زیرا انرژی بادی فراوان، تجدیدپذیر و پاک است و هزینه ها را نیز کاهش خواهد داد. در این پایان نامه برای بالا بردن بازده شبکه از سیستم دیزل ژنراتور و توربین بادی به صورت هایبریدی با یک سیستم ذخیره انرژی با باتری استفاده شده است. همچنیین تاثیر تغییرات باد و تغییرات بار مصرفی بر فرکانس، ولتاژ، جریان و توان و روش بهبود این تغییرات را بررسی می کنیم. صحت و عملکرد این روش، با شبیه سازی سیستم قدرت نمونه در محیط نرم افزارmatlab تایید می شود.

یکی از راهکارهای اصولی جهت بررسی وضعیت دینامیکی شبکه های قدرت در دوره های مختلف بهره برداری، مدلسازی و شبیه سازی آن است. مدلسازی سیستم های قدرت خود از مراحلی تشکیل می شود که مهمترین آن شناسایی پارامترهای مربوط به اجزا و تجهیزات شبکه است. چرا که نرم افزارهای شبیه ساز باید پارامترهای اجزای سیستم قدرت را داشته باشند تا بتوانند رفتار شبکه را شبیه سازی نمایند. هدف این پایان نامه بطور خاص شناسایی پارامترهای الکترومکانیکی ژنراتور سنکرون و تجهیزات کنترلی آن با استفاده از واحدهای اندازه گیر فازوری است. با توجه به نویز و عدم قطعیت در پارامترهای مدل، فرایند شناسایی پارامترهای سیستم را از جهات مختلفی مورد تاثیر قرار می دهند، دو الگوریتم شناسایی معرفی شده اند که با استفاده از آنها می توان تاثیر هر یک از عوامل فوق را بر فرایند شناسایی پارامترهای کاهش داد. ساختار معرفی شده در این رساله، مبتنی بر مدلسازی جعبه خاکستری بوده و فرایند شناسایی نیز بصورت یک مساله بهینه سازی چند بعدی فرمول بندی شده است. بدلیل گسترده بودن فضای جستجو و تعداد زیاد پارامترهای مجهول، سعی شده است با معرفی چند الگوریتم بهینه سازی هوشمند به حل مساله مورد نظر پرداخته شود. جهت بررسی کارایی الگوریتم های معرفی شده، ابتدا با استفاده از آنالیز حساسیت، پارامترهای کلیدی سیستم تعیین و در فرایند شناسایی دخالت داده شده اند. نتایج شبیه سازیها حاکی از آن است که بکمک ساختار معرفی شده، می توان در حضور عواملی همچون نویز و نامعینی در مدل، پارامترهای ژنراتور را با دقت قابل قبولی شناسایی کرد. با توجه به آنکه در فرایند شناسایی پارامترهای یک شبکه با استفاده از واحدهای اندازه گیر فازوری، می بایست فازور ولتاژ، توان اکتیو و توان راکتیو تمامی شین های شبکه قابل اندازه گیری باشند، از اینرو یکی دیگر از موضوعاتی که در این پایان نامه به آن پرداخته شده، تعیین تعداد کافی و محل نصب بهینه این تجهیزات جهت رویت پذیری کامل شبکه است. در این راستا با معرفی یک قانون جدید، تلاش شده است، فرمول بندی بهبود یافته ای در قالب برنامه ریزی خطی صحیح برای مساله جایابی بهینه pmuها ارائه شده و در آن اثر عوامل مختلفی همچون شین های تزریق صفر، پیشامد خروج تک خط و تک pmu نیز لحاظ شده باشد. برای ارزیابی کارایی فرمول بندی پیشنهادی، شبیه سازیهای متعددی متعددی بر روی شبکه های استاندارد ieee ارائه شده است. یکی دیگر از مواردی که در این پایان نامه مورد مطالعه قرار گرفته، مساله تاثیر محدودیت تعداد کانالهای اندازه گیری بر جایابی بهینه pmuها است. نتیجه مطالعات حاکی از آن است که با افزایش تعداد کانالهای اندازه گیری، تعداد pmuهای لازم جهت رویت پذیری کامل شبکه کاهش خواهد یافت ولی برای هر شبکه ای (بسته به ساختار و توپولوژی آن)، همواره یک حد بالایی برای کانالهای اندازه گیری وجود دارد که اگر تعداد کانالها از آن حد بیشتر شود، نه تنها تعداد pmuها کاهش نخواهد یافت بلکه منجر به افزایش هزینه نیز خواهد شد.

این رساله به بررسی مسئله بهره برداری از شبکه های توزیع در حضور ریز شبکه ها می پردازد. در این راستا در گام اول مسئله بهره برداری از شبکه های توزیع با اهداف در نظر گرفتن عدم قطعیت های موجود در شبکه های توزیع، در نظر گرفتن همبستگی بین متغیرهای توأم با عدم قطعیت، مدلسازی یک سیستم کنترلی به منظور کنترل خودروهای الکتریکی در شبکه و همچنین واحدهای تولید همزمان گرما و الکتریسیته حل می شود. در گام بعدی مسئله بهره برداری از ریز شبکه ها با استفاده از یک روش جدید حل مسائل توام با عدم قطعیت مورد بررسی قرار می گیرد. در انتها مسئله بهره برداری از شبکه های توزیع در حضور ریز شبکه ها مورد بررسی قرار می گیرد. استفاده از سیاست های تشویقی با استفاده از قیمت دهی گره ای به منظور کنترل تولیدات پراکنده از پیشنهادهای مهم این قسمت به شمار می رود.

در چند سال اخیر موضوعی به نام برق سفارشی مطرح گردیده شده است که مشکلات کیفیت توان را کاهش می دهد و بیشتر از تجهیزات فکت و کلید زنی بهره می گیرد. تجهیزات فکت که بر پایه تبدیل منبع ولتاژ می باشند به صورت سری یا موازی در سیستم نصب می گردند و عمل تزریق یا جذب توان را انجام می دهند از جمله ادواتی که برای مقابله با افت و خیز ولتاژ مطرح شده است d-statcom می باشد که با تزریق ولتاژ به سیستم توزیع، افت و خیز ولتاژ را برطرف می کند.عملکرد d-statcom بر پایه اصول کار مبدل منبع ولتاژ طراحی شده است.

با افزایش تقاضای انرژی و توجه روزافزون زیست محیطی، بسیاری از کشورها اهداف خود را در جهت افزایش یکپارچه سازی منابع انرژی تجدید پذیر، از جمله انرژی باد فراساحلی به طور قابل توجهی افزایش داده اند. طبق گزارش انجمن انرژی باد اروپا (ewea) ظرفیت نصب و راه اندازی واحد های بادی فراساحلی اتحادیه اروپا ازgw 2 در سال 2009 به gw50-40 در سال 2020 افزایش خواهد یافت. رشد سریع انرژی بادی فراساحلی و ویژگی های ذاتی آن (به عنوان مثال، در مقیاس بزرگ و در مسافت های طولانی) باعث تجمیع انرژی شبکه بادی فراساحلی نسبت به انرژی شبکه بادی ساحلی شده است که این یک چالش بزرگ فنی محسوب می شود. در مطالعات موجود نشان داده شده است که vsc-hvdc برای انتقال قدرت باد فراساحلی به دلیل مزایای آن از کنترل سریع و مستقل توان اکتیو و راکتیو گرفته، تا قابلیت اتصال به شبکه های dc چند ترمیناله نسبت به انرژی شبکه باد ساحلی ترجیح داده شده است.

کنترل توان راکتیو و کنترل ولتاژ نکات بسیار مهم در سیستم های برق قدرت هستند، که با گسترش تکنولوژی ساخت نیمه هادی ها استفاده از ادوات فکت افزایش یافته که هم از نظر اقتصادی در طولانی مدت باصرفه تر بوده و هم قابلیت کنترل بهتر و بیشتری دارد.

با توجه به نقش مهم منابع تجدیدپذیر انرژی در سیستم قدرت، در این پایان نامه مسأله سرمایه گذاری در بخش انرژی بادی مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور یک مدل دوسطحی برای این مسأله پیشنهاد شده است. سطح اول از این مسأله، مسأله سرمایه گذار با هدف حداکثرسازی سود حاصل از سرمایه گذاری است و در سطح دوم از مسأله، تسویه بازار در روزهای مختلف از دوره در نظر گرفته شده برای بازگشت سرمایه مدل شده است

با افزایش رو به رشد تهدیدات اینترنتی ، نیاز به سیستم های تشخیص نفوذ در کنار فایروال ها (دیواره آتش) ، احساس می گردد. در این کیس خاص به بررسی محیط های حیاتی تجارت الکترونیک پرداخته می شود که این احتمال وجود دارد که حملات موفقیت آمیز منجر به پایان دادن و خاتمه تجارت در یک کمپانی گردد. تعداد متنوعی از سیستم های تشخیص نفوذ در بازار وجود دارند که متناسب با نوع محیط های مورد بررسی ، استفاده می شوند. انتخاب بهترین راه حل مناسب برای یک محیط خاص ، کار ساده ای نمی باشد . محتویات پایان نامه فوق لیسانس به ارزیابی چگونگی انواع متفاوت سیستم ها که مناسب با محیط اصلی و مرجع می باشد ، می پردازد. هدف ، پیدا کردن بهترین سیستم ممکن با بهترین سناریو ، به منظور جلوگیری و پیشگیری از حملات ،در محیط اصلی می باشد. بعلاوه در این پایان نامه، یک سامانه تشخیص نفوذ جدید برای تشخیص حملات فعال، علیه وب سرور محیط اصلی ارائه می گردد. این سامانه پس از تشخیص حمله، با استفاده از شمارش تعداد پیام های req ارسالی گره های واقع در شبکه ، با اخراج گره خطاکار طی مدت زمان معلومی، اثر حمله را به حداقل رسانده و عملکرد شبکه را در حد قابل قبولی نگه خواهد داشت. حسن عملکرد این سامانه تشخیص نفوذ، مقابله آنی آن با گره های حمله کننده و خنثی کردن حمله آن ها می باشد. عملکرد سامانه تشخیص نفوذ طراحی شده برای محیط مرجع توسط نرم افزار opnet شبیه سازی و ارزیابی شده است. نتایج ارزیابی بیانگر این واقعیت است که وجود این سامانه بر روی شبکه ، کارایی شبکه از نظر درصد تحویل ، بسته های داده را به میزان زیادی بهبود می بخشد. در حالی که درصد تحویل در شبکه تحت حمله به 5% تقلیل می یابد، استفاده از سامانه تشخیص حمله کارایی را 8 برابر، بهبود داده و به 40% می رساند.