توجه به مسأله پایداری گذرا در بهره برداری به دلیل بهره برداری از سیستم های قدرت در مرزهای پایداری، افزایش سریع بار در شبکه و تجدیدساختار در سیستم قدرت به صورت روزافزون افزایش یافته است. در محیط تجدیدساختار یافته اهداف اقتصادی باعث می شود تا سیستم قدرت نزدیک به محدودیت های استاتیکی و دینامیکی خود بهره برداری شود. در این رساله روشی برای مدیریت تراکم دینامیکی مبتنی بر ریسک پیشنهاد شده است. در این روش ریسک ناپایداری گذرا با استفاده از احتمال ناپایداری گذرا و هزینه های مربوط به آن به صورت بلادرنگ محاسبه می شود. روش پیشنهادی ریسک ناپایداری گذرا قادر به محاسبه بلادرنگ ریسک ناپایداری گذرا برای شرایط بهره برداری برنامه ریزی شده و یا پیش بینی شده می باشد. در قسمت مربوط به مدیریت تراکم دینامیکی مبتنی بر ریسک، کمینه کردن ریسک و بیشینه کردن رفاه اجتماعی به صورت همزمان انجام شده و برای به دست آوردن قیمت تسویه بازار از روش بهینه سازی دوسطحی استفاده شده است. در این روش در سطح بالایی جمع منفی رفاه اجتماعی و ریسک ناپایداری گذرا کمینه شده و در سطح پایین تسویه بازار برنامه ریزی شده است. در ادامه از ویژگی tcsc به عنوان یکی از ادوات facts برای بهبود پایداری گذرای سیستم قدرت استفاده شده است. ابتدا روشی برای جایابی tcsc برای بهبود پایداری گذرا پیشنهاد شده است. این روش براساس اثربخشی tcsc برای یک خطا و شدت اتصال کوتاه های (در این مطالعه معکوس زمان رفع خطای بحرانی) مورد نظر می باشد. با توجه به اینکه امروزه در محیط رقابتی هر گونه سرمایه گذاری باید توجیه اقتصادی داشته باشد، بنابراین در ادامه پس از انتخاب محل مناسب نصب tcsc بررسی هزینه-اثربخشی برای بهبود پایداری گذرا انجام شده است. برای این منظور در ساده ترین شکل اندازه ریسک ناپایداری گذرا با و بدون نصب tcsc محاسبه شده و اندازه صرفه جویی با هزینه سرمایه گذاری آن مقایسه شده است. تمامی روش های ارائه شده بر روی شبکه های نمونه آزمایش شده و نتایج حاصل از آنها مورد بحث قرار گرفته اند.

سیستم قدرت بزرگترین و گسترده ترین سیستم ساخته ی دشت بشر در هر کشوری است که هر لحظه دستخوش آسیب ها و اتفاقات ناخواسته است و در صورت عدم تصمیم گیری و اقدام به موقع حیات این سیستم را به خطر می اندازد. یکی از این آسیب هایی که به صورت مکرر در سیستم قدرت روی می دهد عیب اتصال کوتاه است. امروزه نیاز به انرژی الکتریکی روز به روز افزایش می یابد و علاوه بر افزایش تقاضا مشتریان انرژی الکتریکی انتظار توان با کیفیت و قابلیت اطمینان بالا دارند. این مسیله ناشی از افزایش بارهای حساس در شبکه است. بنابراین برای پاسخ گویی مناسب به این مسیله سیستم های قدرت گسترش یافته به هم متصل می شوند تا بتوانند تداوم انرژی رسانی و کیفیت آن را تضمین کنند. در چنین شرایطی مسیله ی جریان های اتصال کوتاه حادتر شده و سطح این جریان ها بیشتر و بیشتر می شود و به اصطلاح سطح کوتاه افزایش می یابد. در نتیجه قابلیت اطمینان شبکه پایین می آید و حتی احتمال فروپاشی شبکه وجود دارد. در سیستم توزیع نیز به دلیل ایجاد افت ولتاژ در باس های متصل به عیب پروفیل ولتاژ را مختل می کند و کیفیت توان بارهای حساس را پایین می آورد. برای حل این مشکل محدود کننده های جریان عیب مطرح شدند تا با محدود سازی جریان در شرایط عیب جلوی مشکلات مذکور را بگیرند. ساختارهای مختلفی برای محدود کننده ی جریان عیب در مراجع ارایه شده اند که در دو گروه عمده طبقه بندی می شوند.محدود کننده های نوع امپدانشی و نوع راکتور جریان مستقیم. هر دو گروه این محدود کننده ها مشخصه های محدود کنندگی معایب و مزایای خاص خود را دارند که در مقالات مطرح شده اند. به طور شاخص، گروه امپدانسی سرعت کمتری نسبت به گروه راکتور جریان مستقیم دارند، اما در عوض، محدودیت زمانی از جهت کنترل جریان که گروه راکتور جریان مستقیم با آن درگیر هستند را ندارند. غالب ساختارهای ارایه شده نوعا با هدف محدودکنندگی جریان اتصال کوتاه طراحی شده اند. بنابراین در سال های اخیر ساختارهایی برای محدود کننده ی جریان عیب مطرح شدند که علاوه بر کاربرد محدود سازی جریان عیب کاربردهای دیگری نظیر بهبود کیفیت توان را نیز مورد توجه قرار دهند. ساختارهای محدودکننده ی جریان عیب که به طور ویژه به منظور بهبود کیفیت توان ارایه می شوند باید سرعت بالا و توانایی کنترل دامنه ی جریان عیب در سطح نزدیک جریان بار را داشته باشند تا بتوانند به طور کامل جلوی افت و لتاژ و کاهش کیفیت توان را در شرایط عیب بگیرند. در این پایان نامه ابتدا به مفاهیم اساسی و ویژگی های ایده آل محدود کننده ی جریان عیب پرداخته می شود. سپس ساختارهای مختلف ارایه شده برای محدود کنندهی جریان عیب در مراجع طبق طبقه بندی اجام شده معرفی و اصول عملکرد آن ها مطالعه می گردد. معایب و مزایای هر یک بررسی اجامالی می شود تا نقاط قوت و ضعف هر ساختار مشخص گرد و دید بازتری نسبت به عیوب احتمالی ساختارهای جدید حاصل آید. همچنین شرایط و پارامترهای حساس سیستم توزیع و انتقال در زمان اتصال کوتاه و ویژگی های مورد انتظار از یک محدود کننده ی جریان عیب برای نصب در هر یک از این سیستم ها بحث می شود. در ادامه 3 اختار جدید برای محدود کننده ی جریان عیب به منظور بهبود کیفیت توان بارهای سیستم قدرت ارایه می شود که ساختار شماره ی 1 برای شبکه ی توزیع و شماره ی 2 و 3 برای شبکه ی انتقال مناسب است. اساس این ساختار ها کنترل ولتاژ باس متصل به عیب در شرایط اتصال کوتاه است. اصول عملکرد و تحلیل ریاضی هر یک از ساختارهای پیشنهادی با جزیییات کامل بحث می شود تا شناخت کافی از آن ها حاصل شود. پارامترهای طراحی برای این ساختار ها نیز به اجمال بررسی می گردد. در نهایت عملکرد ساختارهای مذکور در محدود کردن جریان عیب و بهبود کیفیت ولتاژ باس های متصل به عیب با شبیه سازی در نرم افزار pscad?emtdcو آزمایش عملی در رنج آزمایشگاهی مطالعه می شود تاکارایی آن ها مورد قضاوت قرار گیرد.

در سال های اخیر با رشد و توسعه ی شبکه های قدرت متصل شدن شبکه ها به هم دیگر و افزایش سطح ولتاژ خطوط انتقال سطح جریان اتصال کوتاه در شبکه ها افزایش یافته است. افزایش سطح اتصال کوتاه به نوعی منجر به کاهش قابلیت اطمینان و تخریب تجهیزات موجود در شبکه شده است. تا به حال روش های متعددی برای رفع این مشکلات صورت گرفته است از جمله جدا نمودن باس بارها، استفاده از ترانسفورمرهای امپدانس بالا بالا بردن مقادیر نامی تجهیزات موجود در شبکه و .. به هر حال استفاده از این ابزار و روش ها نه تنها می تواند بسیار پرهزینه و پیچیده باشد می تواند منجر به پایین آوردن قابلیت اطمینان و افزایش تلفات توان در شبکه شود. بنابرانی روشی بهتر محدود کردن و پایین آوردن سطح جریان اتصال کوتاه کوتاه در شبکه ی قدرت می باشد. بدین منظور استفاده از محدود کننده های جریان خطا پیشنهاد گردید. اساس کار یک محدود کننده ایده آل در شبکه بر سه اصل استوار است که عبارتند از: بدون تلف توان در کار عادی شبکه ی قدرت، عمل کرد سریع بلافاصله بعد از اتصال کوتاه و بازگشت سریع به حالت عادی پس از اتصال کوتاه . محدود کننده ی جریان خطا علاوه بر کاهش سطح جریان اتصال کوتاه در شبکه ی قدرت می توانند پایداری گذاری سیستم را در اعوجاج های گذرا ناشی از بروز خطا در خطوط انتقال افزایش دهد. در یک شبکه ی قدرت پایداری گذرا توانایی سیستم در حفظ پایداری ومیرا شدن نوسانات روتور ژنراتور سنکرون است. بهبود پایداری گذرا با حضور محدود کننده ی جریان خطا به عواملی چون نوع امپدانس محدود کننده ی جریان خطا در آن نصب شده بستگی دارد. در همه ی ساختارهایی که تاکنون در بحث پایداری گذرا به کار برده شده اند. استفاده از ابررسانا چه از نوع مقاومتی و چه از نوع اندوکتانسی، پایه و اساس قرار داده شده است. با توجه به هزینه ی ساخت ونگه داری بالای ابررساناها، تجاری سازی این نوع از محدود کننده های جریان خطا مخصوصا در کشورهای جهان سوم امری مشکل به نظر می رسد. در ضمن زمان بازیابی به عنوان یک ویژگی ذاتی در ابررساناها در صورت بالا بودن نه تنها بهبود پایداری گذاری شبکه قدرت در پی ندارد بلکه می تواند پایدای گذرای شبکه ی قدرت را کاهش دهد که امری مطلوب نمی باشد. در این پایان نامه پس از بررسی انواع ساختارهای مورد استفاده مزیت ها و معایت آن ها در پایداری گذرای شبکه ی قدرت مطرح شده است. جزییات عملکرد و تاثیرات ساختارهای پیشنهادی در بهبود پایداری گذرا به طور کامل در این پایان نامه مورد مطالعه قرار گرفته است. نحوه ی تعیین مقاومت بهینه و تاثیرات توان الکتریکی قبل از خطا و محل خطای سه فاز بر روی مقدار بهینه نیز ارایه شده است. در ضمن ساختاری با قابلیت تولید مقاوت بهینه و کنترل شده براتی حالاتی که تغییرات توان الکتریکی وابسته به تغییرات با ردر شبکه ی قدرت رخ می دهد به منظور تضمین ماکزیمم پایداری گذرا ارایه گردیده است. به منظور اثبات نحوه ی عملکرد ساختارهای پیشنهادی و تاثیر آن ها بر روی پایداری گذرای شبکه قدرت نتایج شبیه سازی با استفاده از نرم افزار pscad/emtdcارایه شده است نتایج شبیه سازی با مقادری بهینه مقامت محدود کننده های جریان خطای پیشنهادی نشان دهندی ماکزیمم پایداری گذرا می باشد. در ضمن ساختاری که قابلیت تولید مقاومت قابل کنترل از دید شبکه ی قدرت دارد در عمل ساخته شده و عملکرد آن در آزمایشگاه مورد مطالعه قرار گرفته است. به صورت کلی نتایج شبیه سازی و آزمایشگاهی محاسبات و آنالیز های ارایه شده در این پایان نامه را تایید می کند.

با افزایش تقاضای انرژی الکتریکی، سیستم¬های قدرت بیشتر از گذشته بارگذاری می¬شوند. به همین دلیل سیستم های قدرت در نزدیکی حد پایداری مورد بهره¬برداری قرار می¬گیرند. علاوه بر این اتصالات بین سیستم¬های قدرت در مکان های دوردست باعث افزایش نوسانات فرکانس پایین در محدوده¬ی 3-2/0 می¬شود. این نوسانات الکترومکانیکی در قالب نوسان کمیت¬های الکتریکی ژنراتور نظیر سرعت روتور، زاویه روتور، توان اکتیو، توان راکتیو، ولتاژ ترمینال و غیره مطرح می¬گردند. پایدارسازهای سیستم قدرت بطور متداول برای میرایی نوسانات الکترومکانیکی در سیستم¬های قدرت به کار گرفته می¬شوند. pssها در برخی از نقاط کار توانایی لازم در میرایی نوسانات را ندارند. لذا استفاده از تجهیزات facts یک راه کار مناسب برای این مساله است. upfc یکی از ادوات facts است که برای کنترل توان عبوری از خطوط انتقال و تثبیت ولتاژ بکار می¬رود. upfc دارای چهار حلقه ی کنترلی می باشد که با افزودن سیگنال اضافی به یکی از حلقه¬های کنترلی می¬توان پایداری دینامیکی را افزایش داد و نوسانات سرعت زاویه ای روتور را میرا کرد. می توان از انحراف سرعت زاویه ای به عنوان سیگنال ورودی برای میرایی نوسانات توان استفاده کرد. در این پایان¬نامه با استفاده از تکنیک svd میزان کنترل¬پذیری سیستم توسط چهار ورودی کنترلی upfc بررسی شده است.طراحی ناهماهنگ ادوات facts و کنترل کننده¬های pss موجود در یک سیستم قدرت ممکن است اثرات متقابل نامطلوب باعث ناپایدار سیستم شود. در این پایان¬نامه طراحی هماهنگ و جداگانه کنترل کننده¬های upfc و pss، به صورت یک مساله بهینه-سازی فرمول¬بندی شده است. همچنین یک الگوریتم جدید بهینه¬سازی به نام gso برای طراحی بهینه¬ی پارامتر-های کنترل کننده¬ها ارئه شده است. علاوه بر این، کنترل کننده pid مبتنی بر upfc برای بهبود میرایی نوسانات سیستم قدرت پیشنهاد شده است. کنترل کننده¬های pid به دلیل ساختار ساده، پیاده سازی راحت و عملکرد مقاوم در رنج¬های کاری مختلف، به صورت گسترده در صنعت و پروسه¬های کنترلی به کار گرفته می¬شوند. برای نشان دادن موثر بودن کنترل¬کننده پیشنهادی، نتایج آن با پاسخ کنترل¬کننده کلاسیک مبتنی بر upfc مقایسه شده است. نتایج شبیه سازی نشان می¬دهد که کنترل¬کننده pid-upfc بهتر از کنترل¬کننده c-upfc عمل می¬کند.

بحث پایداری گذرا با شروع تجدید ساختار در سیستم های قدرت بیش از پیش اهمیت پیدا کرده است. این موضوع یکی از مسائل مهم در بهره برداری امن از سیستم قدرت می باشد. پایداری گذرا بعنوان قابلیت سیستم قدرت در حفظ همزمانی در برابر اختلالات شدید مانند اتصال کوتاه در خطوط انتقال و یا از دست رفتن پیش بینی نشده اجزای سیستم قدرت تعریف می شود. یکی از روش های قوی برای بهبود پایداری گذرا در سیستم های قدرت، استفاده از کنترل کننده های facts می باشد. این تجهیزات با کنترل فلوی توان انتقالی از خطوط باعث می شوند تا هم از ظرفیت کلیه خطوط به نحو مطلوب استفاده شود و هم پایداری شبکه افزایش پیدا کند. در این مطالعه از ترانسفورمر شیفت دهنده فاز قابل کنترل با تریستور (tcpst) بعنوان تجهیزی برای افزایش پایداری گذرای سیستم قدرت در پاسخ به اغتشاشات استفاده شده است. مسئله جایابی tcpst با استفاده از سه شاخص مختلف پایداری گذرا مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به وجود پارامترهای دارای عدم قطعیت فراوان در شبکه و تاثیر آن بر روی پایداری گذرا ، شاخص هایی که در نظر گرفته شده به صورت احتمالاتی تعریف شده است. روش تابع انرژی اصلاح شده (ctem) به عنوان روش ارزیابی پایداری گذرای در این مطالعه مورد استفاده قرار گرفته است. شبکه های ieee – 9 bus و new england – 39 bus به عنوان شبکه های تست برای ارائه مسئله در نظر گرفته شده اند. شبیه سازی زمانی انجام شده در حالت های وقوع اغتشاش توسط نرم افزار dig silent انجام گرفته است. اما محاسبات مربوط به شاخص های پایداری گذراو استخراج مقادیر ctem توسط نرم افزار matlab انجام گرفته است. نتایج شبیه سازی مربوط به هر یک از شاخص های پایداری گذرا بیانگر بهبود شرایط شبکه از لحاظ پایداری گذرا در حضور tcpst می باشد.

کیفیت توان تناسب توان الکتریکی تحویلی به تجهیز مصرف کننده را مشخص می کند. سنکرون کردن فرکانس و فاز ولتاژ به شبکهء برق اجازه می دهد تا بدون افت کیفیت قابل توجه عملکرد مطلوب را داشته باشد. بدون توان الکتریکی مناسب یک تجهیز الکتریکی ممکن است درست کار نکند یا خرابی نا بهنگام داشته باشد و یا کلاً از کار بیفتد. دلایل و راه های زیادی برای افت کیفیت توان برق وجود دارد. صنعت برق شامل تولید برق انتقال آن و درنهایت توزیع آن تا مصرف کنندهء نهایی است. برق از سیم ها عبور می کند تا بار نهایی را تغذیه کند. انتقال توان الکتریکی از تولید تا مصرف به پارامتر های مختلفی مانند: آبو هوا, تولید, تقاضا و ... بستگی دارد که فرصت های زیادی برای افت کیفیت توان فراهم می آورد. یک ریزشبکه (micro grid)معمولاً شامل مجموعه ای از منابع تولید پراکنده، سیستم ذخیره انرژی و بارها می باشد که می تواند به صورت اتصال به شبکه و عملکرد جزیره ای مورد بهره برداری قرار گیرد، ریزشبکه دارای منافع زیادی هم برای مصرف کننده و هم برای شرکت های تولید برق خواهد داشت، از دید مصرف کننده ریزشبکه قابلیت فراهم ساختن همزمان برق و حرارت، افزایش قابلیت اطمینان، کاهش انتشار گازهای گل خانه ای، بهبود کیفیت توان و کاهش هزینه های مصرف را دارد و از دید شرکت های برق بکارگیری ریزشبکه ها پتانسیل کاهش دیماند مصرفی و بنابراین کاهش تسهیلات توسعه خطوط انتقال و علاوه بر آن عامل حذف نقاط اوج مصرف خواهد بود که در نتیجه از تلفات شبکه نیز کاسته می شود. این پایانامه مهم ترین مسائل و راه حل های کیفیت توان در ریز شبکه ها، سیستمهای توزیع شده ذخیره انرژی و ریز شبکه های هیبریدی ac/dc را خلاصه می کند. ابتدا، ارتقا کیفیت توان شبکه های تعاملی ارائه خواهد شد، سپس یک کنترل جامع برای افزایش هارمونیکهای ولتاژ و نا متعادلی ها در ریزشبکه بررسی خواهد شد. سپس، استفاده از جبران ساز سنکرون استاتیکی (statcom) در ریز شبکه متصل به شبکه به منظور بهبود بیش بود یا کمبود ولتاژ و نامتعادلی ها معرفی خواهد شد. در اخر،کنترل هماهنگ سیستم های ذخیره توزیع شده و ریز شبکه هیبریدی ac/dc توضیح داده خواهد شد.

امروزه با توجه به مواردی همچون محدودیت منابع سوخت فسیلی، هزینه بالای مصرف و مشکلات آلایندگی واحد های حرارتی، استفاده بهینه از منابع انرژی تجدیدپذیر در کنار منابع سوختی به یکی از مهمترین مسایل بهینه سازی در سیستم های قدرت تبدیل شده است. در میان انرژی های تجدیدپذیر آب بیشترین سهم را در تولید انرژی الکتریکی دارد بنابرین به منظور حداکثر سازی بهره برداری از انرژی آب، برنامه ریزی و هماهنگی واحدهای آبی – حرارتی از اهمیت زیادی برخوردار است. برنامه ریزی کوتاه مدت مربوط به نیروگاههای آبی - حرارتی یکی از مهمترین موضوع ها در عملکرد اقتصادی سیستم های تولید انرژی الکتریکی و چالش برانگیز در سیستم قدرت می باشد. هدف از برنامه ریزی کوتاه مدت نیروگاههای آبی- حرارتی تعیین کردن مقدار تولید بهینه نیروگاه آبی و حرارتی است، به نحوی که تمام تقاضای بار سیستم در طول زمان برنامه ریزی که مدت آن( یک روز یا یک هفته) است تامین شود و همچنین قیود مختلف مربوط به محدودیت های هیدرولیکی سد و رودخانه ارضا شود. مساله زمان بندی کوتاه مدت نیروگاههای آبی- حرارتی (sthts) حداقل سازی کل هزینه سوخت نیروگاه حرارتی می باشد بدین ترتیب به دلیل عدم وجود هزینه منابع آب بیشترین استفاده را می توان از توان آبی برد. اما به دلیل ارتباط پیچیده هیدرولیک در نیروگاههای آبی، اثرات شیربخار در نیروگاه حرارتی، همچنین تأخیر زمانی و تغییر تقاضای بار در هر ساعت سبب شده مساله (sthts) به مساله ای غیر خطی، غیر محدب و ناهموار با فضای جستجوی گسسته تبدیل شود. قیود نواحی عملکرد ممنوعه برای واحدهای حرارتی و مناطق تخلیه ممنوعه برای واحدهای آبی که باعث گسستگی فضای جستجو شده است. از طریق برنامه ریزی کوتاه مدت واحدهای آبی- حرارتی آب مورد نیاز در هر ساعت برای تولید انرژی الکتریکی توسط نیروگاههای آبی تعیین می شود. با توجه به میزان تقاضای توان، توربین های آبی قادر به تامین تمام تقاضای بار نیستند آنها قسمتی از تقاضای بار را تامین می کنند و آن بخشی از تقاضای بار که توسط این واحدها تامین نشده، به وسیله نیروگاههای حرارتی تامین می شود. بنابرین هزینه نهایی تولید مربوط به واحدهای حرارتی با در نظر گرفتن قیود مختلف مربوط به واحدهای آبی- حرارتی مینیمم می شود. در این پایان نامه در کنار محدودیت های مربوط به نیروگاههای آبی – حرارتی محدودیت هایی از قبیل: قید تعادل توان تولیدی، قید تعادل آب پشت سد، لختی آب انتقالی بین سدها، محدودیت حجم آب ذخیره شده و محدودیت مربوط به عملکرد واحدهای آبی و حرارتی، محدودیت های شبکهac و عدم قطعیت آب پشت سد و بار به همراه پخش بار ac نیز مورد توجه قرار گرفته است. هدف از پژوهش این است که می خواهیم نیروگاههای آبی – حرارتی در یک بازه زمانی کوتاه مدت به طور هماهنگ با یکدیگر کار کنند و تمام تقاضای بار را با ارضا کردن تمام محدودیت ها با کمترین هزینه و تلفات تامین کنند. در رابطه با مساله (sthts)کارهای زیادی انجام شده است ولی دراکثر تحقیقات به محدودیت های شبکه توجه نشده است و یا اگر هم لحاظ کردن به خاطر راحتی مساله از مدل dc استفاده کردن که باعث کاهش دقت نتایج توزیع اقتصادی می شود. در این پایان نامه با در نظر گرفتن محدودیت های شبکهac با یک دید واقعی به مساله نگاه کرده که نیروگاههای آبی – حرارتی به یک بار متصل نیستند، نیروگاههای آبی – حرارتی از طریق خطوط انتقال به باس های مختلف وصل شده و تقاضای هر باس را تامین می-کنند که یک سری محدودیت هایی به مساله اضافه می شوند محدودیت هایی از قبیل : 1- محدودیت خطوط انتقال2- محدودیت ولتاژ باس ها 3- محدودیت موازنه توان(پخش بارac) بنابرین بادر نظر گرفتن محدودیت های شبکه ac می توان جواب های قابل قبول و بهتری را به دست آورد که در عمل قابل استفاده است. همچنین عدم قطعیت آب پشت سد و بار به صورت اتفاقی مدل شده است. یک مدل جدید محدودیت - ایمنی مشارکت واحد آبی – حرارتی اتفاقی(sschtuc) و عدم قطعیت آب پشت سد و بار به همراه مدل ac شبکه پیشنهاد شده است. برای حل مساله((sthts از روش برنامه ریزی غیرخطی آمیخته با اعداد صحیح (minlp) استفاده شده است. مدل پیشنهادی بر روی پیکربندی سیستم قدرت آبی – حرارتی 9باسهieee تست شده و نتایج بدست آمده از این روش با نتایج سایر روش ها مقایسه گردیده است.

در این پایان نامه مسأله پخش بار بهینه به صورت یک مسأله بهینه سازی در حالت ایستای شبکه قدرت، به صورت تک هدفه جهت کمینه سازی توابع هدفی مانند هزینه سوخت، تلفات و انتشار آلایندگی همراه با قیود مساوی و نامساوی عملیاتی سیستم حل شده است. در حل این مسائل که از روش الگوریتم جغرافیای زیستی استفاده شده است، جوا ب های خوبی نسبت به بقیه روش های بهینه سازی حاصل شده است. سپس، مساله به صورت چندهدفه و با در نظر گرفتن اهداف عنوان شده به صورت همزمان حل شده است. برای رسیدن به مجموعه جواب پارتوی پخش بار بهینه چندهدفه، روش محاسبه فاصله ازدحام و دسته بندی غیرمغلوب پیشنهاد شده است. روش فازی نیز جهت ارزش گذاری و انتخاب جواب مورد نظر از مجموعه جواب پارتو به کار گرفته شده است. با ورود منابع تامین انرژی تجدیدپذیر به وجود آمدن عدم قطعیت در تولید سیستم اجتناب ناپذیر است. در این پایان نامه مطالعه پخش بار بهینه به صورت احتمالاتی نیز انجام گرفته است. برای این منظور، تاثیر تغییرات بار و تولید توان توسط منابع تجدیدپذیر بر روی پخش بار بهینه توسط روش تخمین نقطه ای مطالعه شده است و روش مونت کارلو به عنوان روش مرجع جهت نشان دادن درستی بررسی های انجام شده، به کار گرفته شده است. به این ترتیب تاثیر متغیرهای غیرقطعی وارد شده به سیستم را بر روی پارامترهای خروجی مساله بررسی می شود. برای مطالعه دقیق تر تاثیر عدم قطعیت مربوط به بار و تولید انرژی بادی در پخش بار بهینه سیستم و رسیدن به درک درستی از آن، لازم است وابستگی این متغیرهای غیر قطعی که در عالم واقع غیر قابل انکار است، در نظر گرفته شده و در شبیه سازی ها مدلسازی شوند. با توجه به اینکه همبستگی متغیرهای تصادفی تاثیر غیر قابل انکار و غیر قابل صرف نظر در خروجی مساله ایجاد می کند، لازم است در بررسی های احتمالی برای رسیدن به نتایج دقیق تر مورد نظر قرار گیرد. در این پایان نامه تلاش شده است با استفاده از روش تشکیل تابع توزیع وابسته و نگاشت نقاط از محیط مستقل به محیط وابسته، تخمین نقطه ای جهت استفاده برای مطالعه پخش بار بهینه در حضور متغیرهای غیرقطعی وابسته تعمیم داده شود.

مبدل های dc-dc یکی از عناصر یا مدارهای الکترونیک قدرتی هستند که به وفور در صنعت برق مورد استفاده قرار گرفته اند. بازده تبدیل بالا و همچنین قابلیت انعطاف پذیری ولتاژ خروجی از دلایل محبوبیت بالای این نوع مبدل ها می باشد ، وظیفه اصلی این مبدل ها رگلاسیون ولتاژ خروجی هنگام تغییر هر یک از منابع ولتاژ ورودی و یا تغییر میزان بار خروجی می باشد که این مسئله نیازمند استفاده از یک روش کنترل پیشرفته است. یک تکنیک کنترل مناسب در مبدل های dc-dc باید با غیر خطی بودن ذاتی و ولتاژ ورودی وسیع و تغییرات بارگذاری کنار بیاید، با اطمینان از این که ثبات در هر گونه شرایط عملکردی وجود دارد در حالی که واکنش گذرای سریع فراهم می شود. تکنیک های کنترل مختلف این موارد هستند: کنترلر منطق فازی شبکه ی عصبی مصنوعی، کنترلر pid کنترل pi، کنترلر حالت sliding . در این تحقیق روی عملکرد و خواص کنترلر حالت کشویی، کنترلر pid و کنترلر pi تمرکز شده است. و کنترل فازی pidبرای مبدل چند ورودی طراحی و با موتور dc تست و راه اندازی شده است. و مدارات مختلف با نرم افزار متلب شبیه سازی شده است.

هدف کلی در این پایان نامه، ارائه یک مدل بهینه ریاضی برای هاب انرژی مسکونی می باشد که می تواند در تکنولوژی تصمیم گیری خودکار در شبکه هوشمند گنجانیده شود.

برای اولین بار در این مطالعه، ابتدا قابلیت اطمینان مبدل dc-dc افزاینده اینترلیود با استفاده از مدل مارکوف محاسبه شده و با یک مبدل افزاینده معمولی مقایسه شده است. بر اساس سطح توان کاری برای مبدل افزاینده اینترلیود دو سنارویوی عملکرد مختلف (تمام توان و نصف توان) در نظر گرفته شده و مدل مارکوف و قابلیت اطمینان در سناریوهای مختلف به دست آورده شده است. یک نمونه آزمایشگاهی نیز از مبدل افزاینده اینترلیود دو طبقه ساخته شده و نتایج به دست آمده به صورت عملی بحث شده است. سپس برای یک مبدل sepic بر اساس فرکانس کلیدزنی و سطح توان کاری، چهار سناریوی عملکرد تعریف شده است. در نهایت قابلیت اطمینان بر پایه تلفات توان برای این چهار سناریو محاسبه شده و در سناریوهای مختلف مقایسه شده است. پس، تأثیر فرکانس کلیدزنی و سطح توان کاری بر قابلیت اطمینان مبدل sepic بررسی شده است. در نهایت یک نمونه آزمایشگاهی از مبدل sepic ساخته شده و در سناریوهای مختلف عکس حرارتی گرفته شده است که نتایج عملی تئوری های بحث شده را تأیید می نمایند.