با وجود افزایش نیروگاه‏ها و بارهای مصرفی در سیستم‏های قدرت کنونی، خطوط انتقال کافی برای هدایت توان پیش‏بینی نشده است. بنابراین برای تأمین نیاز بارها، خطوط انتقال موجود در حداکثر ظرفیت خود کار می‏کنند. در کنار این مسئله، ساختار صنعت برق نیز تجدید یافته و بازار خرید و فروش برق مطرح شده است که در این بازار، رقابت در قیمت، بر معیارهای امنیتی سیستم قدرت مقدم شمرده می‏شود. وقایع فوق باعث هر چه پیچیده‏تر شدن شبکه قدرت گردیده که پی‏آمد آن، افزایش آسیب پذیری سیستم در مقابل اغتشاشات وارده و در نتیجه بروز خاموشی‏های بزرگ است. ساده‏سازی ساختار شبکه با تقسیم آن به قطعات کوچکتر و اتصال این قطعات توسط خطوط dc، راه‏حلی برای مشکلات مطرح شده است که قطعه‏بندی نامیده می‏شود. در این پایان‏نامه روش قطعه‏بندی توسط یک خط انتقال csc-hvdc مورد بررسی قرار گرفته است. مطالعاتی بر روی بررسی پایداری در سیستم‏های قدرت قطعه‏بندی شده انجام یافته و ملاحظات لازم مطرح شده است. یک روش ابتکاری در شبیه‏سازی زمانی، با خروج خط ac در یک خط انتقال ac/dc ارائه شده که در کنار قطعه‏بندی سیستم می‏توان اغتشاشات حذف بار و افزایش بار را بطور همزمان مورد بررسی قرار داد. با استفاده از تئوری کنترل خطی یک کنترل‏کننده تکمیلی برای شرایط اضطراری طراحی شده و کارایی آن در حالت قطعه‏بندی سیستم بررسی شده است. الگوریتم بهینه‏سازی رقابت استعماری، به عنوان اولین الگوریتم الهام گرفته شده از یک فرآیند اجتماعی سیاسی، جهت تنظیم پارامتر‏های کنترل‏کننده استفاده شده است. نتایج بدست آمده حاکی از کارایی بالای قطعه‏بندی در افزایش پایداری و در نتیجه قابلیت اطمینان سیستم است.

امروزه اهمیت انرژی مخصوصا انرژی الکتریکی برکسی پوشیده نیست. آنچه اکنون به عنوان بزرگترین مشکل زندگی بشر را تهدید می کند، کمبود انرژی وآلودگی هوا بر اثر مصرف سوختهای فسیلی می باشد. با محدودیتهای ناشی ازسوختهای فسیلی استفاده از منابع جایگزین بعنوان منبع تولید انرژی الکتریکی هر روز بیش از پیش مورد توجه قرار می گیرد. با رشد منابع جدید انرژی که بخش عمده آن را منابع تجدید پذیر تشکیل می دهند، سهم این نوع منابع در مصرف انرژی الکتریکی بیشتر می گردد. بر اساس برآوردهای کارشناسان، سوختهای فسیلی در کمتر از 50 سال آینده به پایان خواهد رسید، از اینرو باید از هم اکنون به فکر جایگزین مناسب برای آنها بود. چگونگی مشارکت واحدهای تولیدی درتامین بار شبکه از بدو ایجاد شبکه های قدرت به هم پیوسته مورد سوال بوده است. درسالهای گذشته روشهای زیادی به منظور بهره بردرای و مشارکت بهینه واحدهای نیروگاهی قدیمی و مرسوم که عمدتا شامل نیروگاههای آبی وحرارتی بوده اند،ارائه گردیده است. درسالهای اخیر باگسترش و توسعه منابع تجدید پذیرسهم این منابع نیز درتامین انرژی مصرفی قابل توجه بوده است و این مورد با گذشت زمان به سرعت رو به افزایش است. همچنین افزایش نگرانی های زیست محیطی، دولتها را برای حمایت از نسل تجدید پذیر تولید انرژی در سیستم های قدرت با معرفی استانداردهای اجباری متقاعد کرده است. به این خاطر بررسی چگونگی مشارکت واحدهای نیروگاهی در حضور منابع تولید پراکنده) منابع تجدید پذیر( دارای اهمیت فوق العاده است. یک حل بهینه مساله مشارکت واحدهای نیروگاهی در حضور منابع تجدید پذیر به دلیل ورود پارامترهای جدید ناشی از این منا بع هما نند منحنی تولید غیریکنواخت و وجود عدم قطعیت بالا و نیز وابستگی زمانی منابع جدید، دربرخی از این منابع همانند انرژی باد، یک مساله بهینه سازی پیچیده است. هزینه تولید توان توسط واحدهای بادی و خورشیدی به کار گرفته شده در این پایان نامه توسط دو معادله درجه دوم تقریب زده شده است و روی یک شبکه 10 واحدی ieee با یک بار درخواستی مشخص در طول 24 ساعت مورد مطالعه قرار گرفته شده است. شبیه سازی ها و نتایج بدست آمده بیا نگر این موضوع می باشد که با وجود هزینه سرمایه گذاری بالا در زمینه واحدهای بادی و خورشیدی بازهم استفاده ار این منابع نسبت به منابع تجدید ناپذیر مقرون به صرفه خواهد بود. هدف این تحقیق ارائه الگوریتمی جهت حل همزمان مشارکت بهینه واحدهای نیروگاهی مرسوم و تجدید پذیر به منظور دستیابی به حداقل هزینه بهره برداری است. برنامه ریزی واحدهای تولید عمدتا به صورت ساعت به ساعت و مشارکت واحدهای تولید به صورت روزانه و هفتگی می باشد. در این پایان نامه، سعی شده که با در نظر گرفتن بهره بردرای و مشارکت بهینه واحدهای نیروگاهی قدیمی و مرسوم که عمدتا شامل نیروگاههای آبی و حرارتی هستند، منابع تولید بادی وخورشیدی را نیز با استفاده از یک الگوریتم جدید(harmony search) وارد مسالهuc کرده و در ساعات مختلف برای در مدار قرارگیری آنها برنامه ریزی کنیم.

چکیده امروزه با توجه به کاهش منابع سوخت های فسیلی و همچنین افزایش قیمت آن ها استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر برای تولید انرژی الکتریکی امری اجتناب ناپذیر است. از میان انرژی های تجدیدپذیر انرژی بادی به علت رایگان بودن و بهره برداری آسانتر بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. با توجه به پتانسیل انرژی بادی در داخل دریاها و اقیانوس ها اخیرا مطالعات زیادی در زمینه نیروگاه های بادی داخل دریاها (offshore wind farm) انجام گرفته است. با توجه به این که فاصله نیروگاه های بادی داخل دریا از شبکه قدرت زیاد است برای اتصال این نیروگاه ها به شبکه از سیستم های جریان مستقیم ولتاژ بالا (hvdc) استفاده می شود تا هم انتقال توان اکتیو کم هزینه باشد و هم تلفات توان و افت ولتاژ خط نسبت به سیستم جریان متناوب کم تر شود. در این پایان نامه دو ساختار جدید برای توربین های بادی داخل دریا پیشنهاد شده است که در این ساختارها ترانسفورماتور قدرت حذف می شود و برای افزایش سطح ولتاژ تا سطح hvdc از مبدل های dc/dc استفاده می شود که حجم سیستم پایین می آید. در ساختار اول مبدل dc/dc به کار رفته مبتنی بر ترانسفورماتور فرکانس بالا می باشد و مبدل های hvdc هر دو از نوع اینورتری هستند. در ساختار دوم از دو مبدل dc/dc با ضریب تقویت بالا فاقد ترانسفورماتور به صورت سری با هم استفاده شده است و مبدل یکسوکننده ی سیستم hvdc از نوع دیودی بوده و مبدل سمت شبکه از نوع اینورتری می باشد. ژنراتورهای به کار رفته در هر دو ساختار از نوع مغناطیس دائم (pmsg) بوده و با استفاده از سیستم کنترلی مربوط به هر ساختار، حداکثر توان ممکن در سرعت های مختلف باد از این ژنراتورها گرفته می-شود. نتایج شبیه سازی ها عملکرد مناسب ساختارهای پیشنهادی را در سرعت های مختلف باد نشان می دهد.

در این پایان نامه، طراحی و بکارگیری مبدل های کاهش سوئیچ یافته در ادوات custom power مورد مطالعه قرار گرفته است. با توجه به اینکه بهساز یکپارچه کیفیت توان (upqc) کاملترین جبران ساز از خانواده ادوات custom power می باشد لذا طراحی مبدل های کاهش سوئیچ یافته جهت به کارگیری در این جبران ساز مد نظر قرار گرفته است. این وسیله ترکیبی از جبران ساز سری و موازی است که قادر است اغتشاشات کیفیت توان از قبیل فروافتادگی ها (sag)، برآمدگی ها (swell)، نامتعادلی ولتاژ، فلیکر ولتاژ، تصحیح ضریب قدرت و هارمونیک ها را جبران سازی نماید. بهساز یکپارچه کیفیت توان یک جبران کننده مبتنی بر مبدل های الکترونیک قدرت بوده و با توجه به پر هزینه بودن این تجهیز، مبدل های کاهش سوئیچ یافته که مزایایی از جمله هزینه، وزن و حجم کم و قابلیت اطمینان بالایی دارند مورد توجه قرار گرفته شده اند. در این پایان نامه ابتدا پارامترهای موثر در کیفیت توان معرفی شده و سپس اصول کارکرد بهساز یکپارچه کیفیت توان بررسی شده و در ادامه پنچ ساختار از مبدل های کاهش سوئیچ یافته جهت استفاده در upqc ارائه و مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرند. مبدل های ارائه شده عبارتند از: مبدل پشت به پشت با اینورتر b4، مبدل شش سوئیچه که برگرفته از مبدل نه سوئیچه می باشد و یک ساق آن از مقسم خازنی تشکیل شده است، دو نوع مبدل 15 سوئیچه جهت استفاده در upqc چند پورته که در واقع ترکیبی از دو بهساز یکپارچه کیفیت توان برای استفاده در دو فیدر مجاور هم می باشد و مبدل 12 سوئیچه که برگرفته از ساختار 15 سوئیچه بوده با این تفاوت که در یک ساق آن از مقسم خازنی استفاده شده است. نتایج شبیه سازی انجام گرفته با نرم افزار matlab / similink صحت عملکرد ساختارهای پیشنهادی را نشان می دهند.

اشاره بدین حقیقت لازم و ضروری است که در ابتدا، این پایان نامه با عنوان”هماهنگی منابع انرژی تجدید پذیر و خودروهای الکتریکی در شبکه توزیع هوشمند“ به تصویب رسید که بعدها و در روند تکمیلی پایان نامه مقرر شد که مباحثی نیز بدان اضافه شود، بدین ترتیب، آنچه که انجام شده را می توان با این عنوان مطرح کرد:”هماهنگی بهینه منابع انرژی تجدید پذیر با خودروهای الکتریکی با قابلیت v2g در شبکه توزیع هوشمند با در نظر گرفتن مدیریت سمت بار روی تقاضای الکتریکی و خودروها “. کاهش منابع سوخت های فسیلی، سیاست های سختگیرانه در باب کاهش آلودگی های زیست محیطی، هزینه بر بودن ایجاد زیر ساخت های جدید در شبکه قدرت فعلی، بهره وری پایین شبکه موجود، نیاز به ارتقا کیفیت توان، نیاز به افزایش امنیت عرضه، نفوذ گسترده و روز افزون منابع انرژی متغیر تجدید پذیر، ظهور خودروهای الکتریکی و ... از عوامل محرک به گذار از شبکه قدرت فعلی به شبکه هوشمند می باشند. شبکه هوشمند با رشد روز افزون منابع انرژی پراکنده مانند: منابع تولید پراکنده، مدیریت سمت بار، سیستم ذخیره و خودروهای الکتریکی رو به رو است. مدیریت این منابع نیازمند روش های کنترلی کارآمدی است که بتواند قابلیت اطمینان شبکه قدرت را در سطح قابل قبولی حفظ کند. vpp به عنوان یکی از بازیگران موجود در ساختار شبکه هوشمند، می تواند هماهنگی دقیق این منابع، تجمیع فعالیت های مختلف را به منظور مدیریت موثر این منابع تضمین کند. تکنولوژی استفاده از انرژی ذخیره شده در باتری خودروهای الکتریکی با قابلیت اتصال به شبکه، با هدف عرضه توان به شبکه با عنوان v2g شناخته می شود. مدیریت سمت بار به عنوان یک فرصت امیدبخش برای مشترکین پدیدار شده و مزایای مختلفی برای کل سیستم قدرت در پی دارد. مدیریت سمت بار، میزان مشخصی از ظرفیت قابل قطع بار را برای بهره بردار سیستم ارائه می کند که این ظرفیت در زمان های تغییر ناخواسته در هر یک از طرف های تولید و/یا تقاضا بسیار ارزشمند است. از آنجا که شبکه قدرت باید همواره پاسخگوی تقاضای مشترکین باشد، ایجاد تعادل بین مصرف و تولید در شبکه قدرت با حضور منابع انرژی تجدیدپذیر مانند تولید بادی و خورشیدی که تولید در آنها متناوب و متغیر می باشد، نیازمند برنامه ریزی دقیق و بهره گیری موثر از دیگر منابع انرژی پراکنده می باشد. این کنترل پیشرفته شامل: استفاده از مدیریت سمت بار، ذخیره هوشمند انرژی و استفاده از قابلیت v2g می باشد. برنامه ریزی منابع انرژی به دلیل استفاده گسترده از منابع انرژی پراکنده اهمیت به سزایی یافته است. در این پایان نامه روشی موثر برای برنامه ریزی منابع انرژی توسط vpp در شبکه هوشمند ارائه شده است. از آنجا که مدیریت منابع موجود یک مسئله پیچیده است در نتیجه vpp نیازمند ابزار دقیق برای مدیریت این منابع خواهد بود. روش ارائه شده به منظور برنامه ریزی روزانه منابع انرژی موجود در شبکه هوشمند با در نظر گرفتن نفوذ گسترده v2g می باشد. هدف غایی، تامین بار و احتیاجات خودروهای الکتریکی در کمترین هزینه ممکن و با در نظر گرفتن تمام محدودیت های شبکه خواهد بود. نیازهای v2g بر مبنای قرارداد موجود بین صاحبان v2g و vpp می باشد. این نیازها شامل میزان سفر و مکان جغرافیاییv2g می باشد. به منظور تأمین تقاضای مصرف کنندگان و نیازهای صاحبان خودرو vpp قادر به تأمین انرژی از طریق منابع مختلف و نیز بهره- گیری از مدیریت سمت بار می باشد. برنامه ریزی روزانه منابع انرژی در قالب یک مسئله بهینه سازی تعریف می شود که در این پایان نامه برای حل آن از الگوریتم رقابت استعماری استفاده شده است. برنامه ریزی منابع انرژی نیازمند پخش بار ac می باشد و تمام محدودیت های شبکه اعم از محدودیت های ولتاژ و حد گرمایی خطوط باید در نظر گرفته شوند. مدیریت منابع در شبکه توزیع 33 باسه شعاعی انجام شده است و به منظور هر چه نزدیک کردن شرایط شبکه ی اجرا شده به شرایط واقعی، مدلسازی بار بدان افزوده شده است.

تحلیل پخش بار یکی از اساسی ترین و کلیدی ترین محاسبات برای تعیین رفتار حالت ماندگار سیستمهای قدرت می باشد. نفوذ منابع تولید پراکنده و ایجاد شبکه های توزیع اکتیو از یک طرف و تجدید ساختار شعاعی شبکه های توزیع به شبکه های توزیع حلقوی و همچنین نسبت r/x بالا و بهره برداری سه فاز نامتقارن در این شبکه ها از طرف دیگر، همگی باعث شده اند که شبکه های توزیع انرژی در دسته شبکه های الکتریکی با شرایط خاص قرار گیرند. همچنین ظهور شبکه های توزیع هوشمند با ویژگی های فوق نیز بر اهمیت موضوع افزوده است. روش های پخش بار متداول برای این نوع از شبکه ها کارایی لازم را نداشته و هرکدام به نوعی دارای نقاط ضعفی می باشند. نبود یک روش جامع پخش بار که تمامی ویژگی های مذکور شبکه های توزیع امروزی و آینده را پوشش دهد، خلأ بزرگی در صنعت برق جهان محسوب شده و نیازمند تحقیقات علمی گسترده ای در این زمینه می باشد. در این پایان نامه روشی جامع برای تحلیل پخش بار سه فاز متقارن و نامتقارن در شبکه های توزیع اکتیو و هوشمند با حضور گسترده منابع تولید پراکنده پیشنهاد می شود که ضمن مدلسازی دقیق منابع انرژی دارای سرعت همگرایی بالا می باشد. همچنین با توجه به فرمول بندی مسأله پخش بار روابط ماتریسی حالت تقارنی پیدا کرده و بنابراین حجم داده های ذخیره شدنی و ارسالی توسط پروتکل های مخابراتی به شدت کاهش یافته و در نتیجه بسیار مناسب برای شبکه های توزیع هوشمند خواهد بود. در این پایان نامه روش پیشنهادی بر روی شبکه های توزیع استاندارد 4 باسه، 33 باسه، 34 باسه ieee با سناریوهای مختلف با حضور وعدم حضور dg و همچنین تجدید ساختار شبکه از آرایش شعاعی به آرایش حلقوی اعمال شده و نتایج پخش بار ارائه می شوند. نتایج ارائه شده کارایی روش پیشنهادی برای شبکه های توزیع هوشمند را نشان می دهد.

در این پایاننامه پس از بررسی منابع و مقالات موجود در زمینه جزیره ای سازی سیستمهای قدرت به هم پیوسته, استراتژی جدیدی جهت تولید سناریوهای صحیح جزیره ای سازی به منظور جلوگیری از خاموشیهای سراسری ارائه شده است. مرحله اول الگوریتم پیشنهادی تعیین گروههای ژنراتوری همنوا یا همرفتار است که به دو روش وابسته به اغتشاش و مستقل از اغتشاش انجام شده است. در روش وابسته به اغتشاش، ژنراتورهای همنوا بر اساس شباهت منحنیهای نوسان سرعت روتورها تعیین میشوند. همچنین تغییرات زمانی شار سیمپیچهای استاتور و تحریک روتور و جریان و ولتاژ تحریک به عنوان شاخصهای جدید در تعیین ژنراتورهای همنوا پیشنهاد میگردند. در روش مستقل از اغتشاش، بر مبنای تئوری همنوایی آهسته و تحت شرایط نرمال بهره برداری میتوان تشخیص داد که در صورت بروز یک حادثه شدید در سیستم، کدام ژنراتورها با یکدیگر همسو خواهند بود. مرحله دوم ساده سازی گراف شبکه و تعیین شبکه های قطعی (غیرمرزی) و شبکه احتمالاتی (مرزی) میباشد. تعیین گروههای ژنراتوری همنوا و همچنین ساده سازی گراف شبکه سبب کاهش چشمگیر حجم فضای جستجو و تعداد سناریوهای جزیره ای سازی تدافعی شده است. در مرحله چهارم استراتژی جدیدی موسوم به روش حذف برگشتی به منظور تولید سناریوهای صحیح جزیره ای سازی با در نظر گرفتن حداکثر ناحیه توسعه جزایر پیشنهاد شده است و الگوریتم رقابت استعماری باینری به منظور یافتن سناریوی بهینه با هدف حداقل کردن عدم تعادل تولید و مصرف جزایر و با در نظر گرفتن قیود ایزوله نبودن هیچیک از باسهای بار سیستم قدرت به هم پیوسته، محدوده ولتاژ مجاز و از همه مهمتر پایداری استاتیکی ولتاژ در هر یک از جزایر شکل گرفته، به کار رفته است. شبیه سازی انجام شده روی سیستم 39 شینه و 10 ماشینه new england و سیستم 68 شینه و 16 ماشینه npcc با استفاده از نرم افزار تحلیل دینامیکی digsilent و نرم افزار matlab, قابلیت الگوریتم پیشنهادی را در تعیین سریع، دقیق و صحیح سناریوی بهینه جزیره ای سازی سیستمهای قدرت به هم پیوسته نشان میدهد.

این تحقیق بر آن است تا با برنامه ریزی بهینه و کوتاه مدت منابع تولید پراکنده برای روز بعد در یک شبکه توزیع 85 باسه استاندارد با استفاده از الگوریتم ژنتیک، تلفات و هزینه انرژی تولیدی شبکه را کاهش داده و همچنین پروفیل ولتاژ را بهبود بخشد. در این تحقیق منابع تولید پراکنده شامل فتوولتاییک و توربین بادی و همچنین بار مصرفی در هر ساعت شبانه روز مدلسازی شده اند و بر اساس این مدلها، رنج تغییرات پارامترهای مهم شبکه مانند ولتاژ باسها، توان انتقالی از فیدرها و … بر اساس پخش بار احتمالی انجام گردیده است.تابع هدف این تحقیق در چهار حالت، الف- پایه ب- بهبود پروفیل ولتاژ ج- کاهش هزینه انرژی تولیدی د- ترکیبی از ولتاژ، هزینه و تلفات شبکه(multi-objective) مورد بررسی قرار گرفته است.بار متصله به باس های شبکه به سه نوع بار (خانگی،تجاری،خانگی-تجاری) تقسیم بندی شده است. نوع منابع تولید پراکنده مدلسازی شده در این تحقیق، pv و توربین بادی در دو تیپ مختلف میباشند و برنامه ریزی تولید برای هر ساعت شبانه روز انجام شده است. کلیه شبیه سازی در نرم افزار matlab انجام گردیده است.

در تحقیق انجام گرفته روشهایی برای طراحی شبکه توزیع فشار متوسط ارائه گردیده است. در طراحی های انجام گرفته در این تحقیق فرض بر این است که مکان پست های توزیع و فوق توزیع به عنوان خروجی کارهای دیگر، معلوم بوده و مسیریابی بهینه فیدرهای فشار متوسط مدنظر این تحقیق می باشد. روشهایی برای این نوع طراحی بدون در نظر گرفتن عدم قطعیت ارائه گشته اند که با ترکیب این روشها با روش مونت کارلو و مدلسازی عدم قطعیت در برآورد بار شبکه مورد مطالعه و نیز مدلسازی عدم قطعیت در تولید منابع تولید پراکنده، روشهایی برای طراحی شبکه توزیع در حضور عدم قطعیت بار یا تولید ارائه گشته اند. شبکه حاصل شده بر اساس این روش طراحی، شبکه ای می باشد که مشخصات الکتریکی آن در مقابل عدم قطعیت بار و تولید مقاوم می باشد. نتایج شبیه سازی ارائه شده موید این مطلبند. همچنین در این پایان نامه یک روش نوین بر مبنای rccmst جهت مسیریابی مشروط فیدرهای فشار متوسط ارائه شده است. نوع منابع تولید پراکنده به کار رفته در این تحقیق pv و توربین بادی و chp می باشند. کلیه شبیه سازی ها در نرم افزار matlab انجام گردیده است.

استقرار شبکه های توزیع هوشمند به جای شبکه های مرسوم سنتی در پی افزایش قابلیت اطمینان، کاهش آلودگی و هزینه های مصرفی و بسیاری از مزیت های دیگر، به وقوع پیوسته است. از طرف دیگر صفحه ای جدید برای محققان رشته های مهندسی مبنی بر اعمال نوآوری های کارآمد در این شبکه ها، باز شده است. ولی به میزان مزیت هایی که از ظهور آن حاصل گردیده است، تفکر محققان با افزایش پیچیدگی تحلیل و بررسی و غیر قابل پیش بینی بودن رفتارهای منابع داخل این شبکه های نوظهور یافته، به چالش کشیده شده است. تحقیق انجام شده بر مبنای ارزیابی پایداری میکروگرید در شبکه های توزیع هوشمند در زمان وقوع نوسانات فرکانس پایین، تسلیم شده است. ریزشبکه مورد مطالعه یک سیستم تک ماشینه شامل ژنراتور سنکرون، فتوولتائیک و مبدل مربوطه، موتور القایی متصل به شبکه بالادستی است. برای به انجام رساندن کار در ابتدا مدل ریاضی تجهیزات سیستم قدرت ارائه شده و سپس سیستم و نحوه آرایش اتصال تجهیزات طراحی شده و با خطی سازی معادلات دیفرانسیل از طریق قانون های مرسوم، حول نقطه ی کار انجام گرفته است. تحلیل مقادیر ویژه بعد از بدست آمدن مدل سیگنال کوچک، بر روی سیستم مذکور اعمال شده است و در این قسمت عملیات ارزیابی پایداری ریزشبکه به اتمام می رسد. برای اطمینان از صحت نتایج بدست آمده از مقادیر ویژه، مدل هفرون فلیپس قابل اعمال بوده، ولی به دلیل پیچیده بودن مدل سیگنال کوچک شبکه مورد مطالعه و عدم امکان نمایش آن با مدل هفرون فلیپس مرسوم، یک طرح جدید برای نمایش ریزشبکه های قدرت پیچیده پیشنهاد شده است. به دلیل اینکه رفتار دینامیکی سیستم قدرت ذاتا متغیر است و بارهای موجود در شبکه ی قدرت در هر لحظه از زمان به صورت نامشخص تغییر می کنند، همچنین خطاهای ایجاد شده شامل خارج شدن یک خط یا پست توزیع، اتصال کوتاه سه فاز و ... قابل پیش بینی نیستند، بنابراین لازمه ی پایداری یک سیستم قدرت طراحی یک کنترل کننده کارآمد است. ازینرو برای کامل کردن تحقیق انجام شده دو کنترل کننده به صورت مجزا برای سیستم پیشنهاد شده اند، در نهایت برای دریافت بیشترین بازده از کنترل کننده دوم که کارآمدتر است، ضرایب آن بوسیله الگوریتم رقابت استعماری طراحی شده اند. در حالت کلی، تحقیق، با اعمال اغتشاشات فرکانس پایین شروع، و حفظ سنکرونیزم سیستم در هنگام وقوع آن خاتمه می یابد. نتایج حاصل از شبیه سازی زمانی و غیرزمانی محیط نرم افزار matlab، ضامن صحت مطالب فوق، کاربست پذیر بودن نوآوری ها می باشد، همچنین این مهم که امکان مدلسازی دینامیکی میکروگرید، خطی سازی و افزایش پایداری آن قابل استنتاج است.

با توجه به رشد جمعیت و افزایش بار مورد تقاضا طراحی سیستم توزیع امری اجتناب ناپذیر و ضروری است. از این رو هدف این تحقیق طراحی بهینه شبکه های توزیع اکتیو در محیط شبکه های هوشمند با بر پایه قابلیت اطمینان است. طراحی بهینه شبکه های توزیع از دیدگاههای مختلفی می تواند صورت بگیرد. در محیط شبکه های هوشمند این دیدگاهها توسعه یافته و مفاهیم جدیدی را پوشش می دهند. افزایش قابلیت اطمینان با حداقل هزینه هدف اصلی بهره برداری و طراحی تمامی شبکه های قدرت از جمله شبکه های توزیع در زمان حال و آینده خواهد بود. در این تحقیق شبکه های توزیع اکتیو با لحاظ کردن محدودیتها و امکانات شبکه های توزیع هوشمند به صورت بهینه و با الگوریتم پیشنهادی جدید طراحی شده است. بطوریکه طراحی بهینه شبکه، مکان یابی بهینه کلیدها و مکان یابی منابع تولید پراکنده، همزمان و با هدف حداقل سازی بارزدایی، کاهش هزینه انرژی تامین نشده مورد انتظار و بهبود قابلیت اطمینان انجام شده است. در یک سناریوی دیگر از این تحقیق، به طراحی بهینه ریز شبکه ها با الگوریتم خوشه بندی گراف، به عنوان یکی از مفاهیم اصلی شبکه های توزیع هوشمند نیز پرداخته شده است. بطوریکه با مکان یابی بهینه کلید به نوعی مرز ریز شبکه ها مشخص شده و با مکان یابی منابع تولید پراکنده در ریز شبکه ها بالانس توان ، درصد ضریب نفوذ منابع و قابلیت اطمینان در این شبکه ها بحث شده است.