استفاده از منابع انرژی تجدید پذیر نظیر نیروگاه های بادی در شبکه های توزیع انرژی و به-منظور تولید قسمتی از توان مورد نیاز شبکه با توجه به مسائلی نظیر کاهش آلودگی محیطزیست و کاهش مصرف سوخت امری لازم و ضروری به نظر می رسد. ژنراتورهای القایی در سیستم های تبدیل انرژی باد (wecs) بسیار کاربرد دارند، چراکه ارزان قیمت بوده و نیاز به تعمیر و نگهداری کمی دارند. با عنایت به تأثیر سرعت متغیر باد روی کیفیت توان و نیز نیاز به توان راکتیو برای ژنراتور القایی، کنترل توان مکانیکی و تنظیم ولتاژ را برای سیستم های ژنراتور القایی با محرک باد، اجتناب ناپذیر می نماید. در این سیستم برای داشتن تنظیم ولتاژ پیوسته تحت شرایط تغییرات سیستم از جبران ساز استاتیکی سنکرون (statcom) استفاده شده است. اکثر روش های موثر کنترل توان مکانیکی برای توربین بادی با تنظیم زاویه پره روتور همراه است. سیستم های واقعی همواره شامل نامعینی یا عدم قطعیت می باشند که این نامعینی می تواند ناشی از عدم قطعیت یا تقریب ریاضی در مدل سازی، تغییر شرایط کاری و تغییرات بار سیستم باشد. بنابراین در سیستم قدرت با تغییر نقطه کار یا به وجود آمدن اغتشاش، شرایط نقطه کار نامی تغییر می کند و کنترل کننده برای عملکرد مناسب، باید انعطاف پذیری لازم را داشته باشد. در این پروژه ابتدا به بررسی مدل سیستم در دست مطالعه پرداخته شده است. سپس کنترل کننده های فیدبک حالت و خروجی طراحی شده و عملکرد آن ها با هم مقایسه می شوند. به دلیل ناپایداری این کنترل کننده ها در بعضی از شرایط کاری و نیز نداشتن عملکرد مناسب، کنترل کننده lqg طراحی شده و با استفاده از الگوریتم تکاملی ایمنی این کنترل کننده مقاوم بهینه شده است. در پایان برای بهینه سازی بهتر، شاخص دیگر در نظر گرفته می شود و مشاهده می گردد که عملکرد سیستم به همراه کنترل کننده پیشنهادی با وجود تغییرات باد و تغییرات بار،دارای عملکرد کاملاً رضایتبخش می باشد.

امروزه ژنراتور های بادی به صورت وسیعی مورد مطالعه قرار گرفته اند. این ژنراتورها از مبدل های الکترونیک قدرتی استفاده می کنند که اجازه می دهند سیستم در یک محدوده وسیعی از سرعت های شفت توربین کار کند. این مبدل ها همچنین استخراج حداکثر توان از نیروی باد را امکان پذیر می سازند. یک ژنراتور القایی دوسو تغذیه از یک مبدل دو مرحله ای در مدار روتور خود استفاده می کند. استاتور و روتور این ژنراتور القایی هردو به شبکه متصل هستند. در این تحقیق از یک مبدل ماتریسی که به صورت تک مرحله ای کار می کند، در مدار روتور استفاده می شود. مبدل ماتریسی یک مبدل متناوب مستقیم است که سیگنال ورودی متناوب با یک دامنه و فرکانس مشخص را به یک سیگنال با دامنه و فرکانس مشخص دیگر در خروجی تبدیل می کند. این مبدل شامل 9 سوییچ دوجهته است که در آن هر فاز در ورودی به هر فاز در خروجی متصل است. به طور عمده برای کنترل مجزای توان های اکتیو و راکتیو ژنراتور القایی از کنترل کننده های تناسبی- انتگرالی pi استفاده می شود. اما به دلایلی مانند تخمین نادرست پارامترها، تغییر اندوکتانس استاتور و روتور به دلیل اشباع و تغییر مقاومت استاتور و روتور به دلیل تغییرات دما، تفاوت هایی بین پارامترهای تخمین زده شده و مقادیر واقعی به وجود می آید. تحت این شرایط یک کنترل کننده pi سنتی ممکن است عملکرد ضعیفی داشته باشد. در این تحقیق از یک کنترل کننده فازی به جای یک کنترل کننده pi استفاده می شود. در این کنترل کننده فازی از دو ورودی خطای جریان و تغییرات خطا استفاده می شود و خروجی هم سیگنال ولتاژهای مرجع روتور برای اعمال به مبدل ماتریسی است. توابع عضویت در این کنترل کننده به صورت مثلثی در نظر گرفته شده-اند.همچنین در این تحقیق یک ژنراتور القایی دوسو تغذیه با یک مبدل ماتریسی در مدار روتور و یک کنترل کننده d-q فازی به کمک بخش سیمولینک نرم افزار matlab شبیه سازی شده است و نتایج آن با یک کنترل کننده pi سنتی مقایسه گردیده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که کنترل کننده فازی در مقایسه با کنترل کننده pi سنتی پاسخ-های بهتر، سریعتر و مناسب تری دارد

در این تحقیق به تشخیص بلادرنگ خطای شکستگی میله روتور، در موتور القایی قفس سنجابی سه فاز پرداخته شده است. از آنجاکه شکستن میله به صورت همزمان با عملکرد موتور در شرایط واقعی امکان پذیر نیست، برای این منظور از آنالیز عددی میدان مغناطیسی با هدف تولید داده های قابل اطمینانی که توسط روش های مدرن پردازش سیگنال و روش های نرم افزاری آنالیز می شوند، استفاده شده است. در این راستا، یک موتور القایی قفس سنجابی در محیط ماکسول دوبعدی شبیه سازی شده و پس از رسیدن موتور به شرایط حالت ماندگار ناگهان یکی از میله های روتور شکسته می شود. درست در لحظه وقوع خطا به کمک تبدیل موجک گسسته به مشاهده تغییرات مولفه های هارمونیکی وابسته به خطا در سیگنال جریان استاتور، پرداخته شده است. ایده اصلی در این روش بدست آوردن امپدانس متناسب با خطای شکستگی میله روتور در محیط مطلب به کمک الگوریتم بهینه سازی تکامل دیفرانسیلی است. همچنین در این تحقیق، به بررسی یک روش جدید برای افزایش وضوح در تشخیص خطا، به کمک فیلتر های تطبیقی پرداخته شده است. نشان داده شده است که به کمک فیلتر شکاف دار وفقی و با جداسازی سیگنال مولفه اصلی، می توان تغییرات مولفه های فرکانسی مربوط به خطا را با وضوح بیشتری در ضرایب موجک مشاهده کرد. شبیه سازی ها و بررسی های انجام گرفته بخوبی تایید کننده روش های ارایه شده می باشند و نشان می دهند که بدرستی می توان خطای شکستگی میله روتور را بلافاصله پس از شکستن میله تشخیص داد.

چکیده در سال های اخیر بدلیل گسترش بارهای غیرخطی در بخش توزیع و کاهش ضریب قدرت، تحقیقات گسترده ای صورت گرفته تا با بالا بردن ضریب قدرت شبکه، از میزان کل تلفات بکاهند و پروفیل ولتاژ در رنج قابل قبول قرار بگیرد. thd شبکه که معرف دامنه ی هارمونیک ها می باشد، کاهش یابد و بیشترین مقدار آن کمتر از 5% بشود. این تحقیقات بر روی شبکه های مختلف تست و با روش های متنوع صورت گرفته و سعی شده تا هر روش، عیوب روش قبل را برطرف سازد و نتایج بهتری ارائه دهد. در این تحقیق از شبکه های توزیع 18 و 33 باس نمونه ی ieee با وجود بارهای غیرخطی استفاده شده که در حوزه ی زمان نرم افزار مطلب شبیه سازی شده و با بهره گیری از دو الگوریتم ga و ia بصورت بهینه، خازن گذاری صورت گرفته و درنهایت نتایج با هم مقایسه شده اند. خازن گذاری بصورت گسسته و روی باس هایی صورت می گیرد که بیشترین حساسیت را دارند. در این جایابی، کوپلینگ میان هارمونیک ها در نظر گرفته شده است. تابع هدف، شامل هزینه ی نصب خازن های ثابت، هزینه تلفات و انرژی می باشد و قیود طبق استاندارد ieee519 در نظر گرفته شده و شامل thd و پروفیل ولتاژ است. قید thd توسط دو تابع خطی و نمایی اعمال شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی روی هر دو شبکه ی تست نشان می دهد میزان سود بدست آمده از خازن گذاری توسط ia در یک سال، به مراتب بیشتر از سود حاصل ازga می باشد. این در حالیست که کاهش تلفات و thd، و همچنین قرار گرفتن ولتاژ باس ها در رنج استاندارد، نشان می دهد نتایج خازن گذاری ia قابل قبول تر از نتایج ga می باشد. کلمات کلیدی: شبکه ی توزیع، شبیه سازی حوزه ی زمان، الگوریتم ایمنی، هارمونیک

افزایش قابلیت گذردهی توان در خطوط انتقال، جهت توسعه صنعت برق، موضوعی مهم و اساسی می باشد. غلبه بر محدودیت های انتقال توان، امکان افزایش قابلیت گذردهی توان در خطوط انتقال را تا حد ظرفیت حرارتی به همراه خواهد داشت. مسائل انرژی ، محیط زیست، حق عبور از املاک دیگران و هزینه های سنگین، احداث خطوط جدید را با مشکل مواجه نموده است. همه این عوامل ذکر شده، منجر به پیدایش نظریه استفاده از ادوات facts گردید، و به دنبال آن با پیشرفت های اخیر در تکنولوژی نیمه هادی ها، کنترل کننده یکپارچه پخش توان ( upfc ) به عنوان یکی از کامل ترین و جامع ترین انواع ادوات facts در جهت کنترل سیستم های قدرت استفاده گردید. روش های پیشنهادی جهت جایابی ادوات سری و موازی در سیستم قدرت دارای تنوع زیادی هستند، اما این روش های جایابی برای ادوات ترکیبی همچون کنترل کننده یکپارچه پخش توان در سیستم های قدرت تجدید ساختار یافته با توجه به قابلیت بارگذاری و محدودیت ولتاژ مناسب نمی باشد. پس از بررسی مدل های موجود برای کار حالت ماندگار upfc و انتخاب مناسب ترین مدل، ابتدا مساله پخش بار بهینه در حضور کنترل کننده یکپارچه پخش توان فرموله و روش حل آن به کمک الگوریتم های تکاملی مختلف شامل الگوریتم ژنتیک، pso ، الگوریتم immune و الگوریتم های حاصل از ترکیب این الگوریتم ها بیان می گردد. سپس ضمن مقایسه نتایج پخش بار بهینه با استفاده از الگوریتم های مختلف، قابلیت upfc در کنترل پخش توان، بهبود پروفیل ولتاژ و کاهش تلفات سیستم بررسی می گردد. همچنین در ادامه به حل مساله جایابی بهینه کنترل کننده یکپارچه پخش توان با استفاده از الگوریتم های مذکور پرداخته می شود. با استفاده از نتایج شبیه سازی مشاهده می شود، در شرایط اضطراری که ممکن است محدودیت های امنیتی نقض گردد، کنترل کننده یکپارچه پخش توان می تواند با کنترل توان انتقالی از خطوط، سیستم را در شرایط بهره برداری بهتر قرار دهد و در نتیجه میزان تولید واحدها را به مقادیر بهینه، که مزیت واحدهای تولید حفظ شوند، نزدیک سازد و بدین وسیله مجموع هزینه تولید و در نتیجه قیمت برق را کاهش دهد. همچنین upfc نیز می تواند در این حالت ها مانع از افت ولتاژ شدید در شبگه گردد. در بین روش های بررسی شده در این پایان نامه، روش ipso ، می تواند میزان تولید واحدها را در مزیت بالاتر قرار داده و هزینه کل را نسبت به بقیه الگوریتم ها به میزان بیشتری کاهش دهد، که این امر ناشی از توانایی این الگوریتم در فرار از نقاط بهینه محلی و ادامه جستجو در فضای پاسخ می باشد.

با توجه به کاهش ذخائر سوختهای فسیلی استفاده از انرژی های نو به ویژه انرژی باد روز به افزایش می باشد. یکی از پرکاربردترین ژنراتورهای مورد استفاده در نیروگاههای بادی، ژنراتور القایی دوسو تغذیه، dfig، می باشد. این ژنراتور، یک ماشین القایی رتور سیم پیچی شده است که استاتور آن به صورت مستقیم و سیم پیچهای رتور آن توسط یک مبدل پشت به پشت به شبکه متصل می باشد. روشهای زیادی برای کنترل بهینه این ژنراتور جهت کارکرد موثر آن، در شبکه های متعادل وجود دارد. کنترل کلاسیک pi ، کنترل مستقیم گشتاور و کنترل مستقیم توان از جمله این روشها می باشد. اگر این ژنراتور در شبکه های نامتعادل قرار گیرد عدم تعادل ولتاژ باعث ایجاد اختلال در کارکرد ژنراتور می شود که شامل ایجاد پالسهایی در توانهای اکتیو، راکتیو و گشتاور الکترومغناطیسی، ایجاد عدم تعادل جریان استاتور و هارمونیکی شدن جریان رتور می گردد. موارد ذکرشده باعث کاهش طول عمر ژنراتور، افزایش تلفات و تولید توان به صورت نامطلوب می گردد. جهت کاهش اثرات نامطلوب عدم تعادل ولتاژ در ژنراتور می توان از روشهای کنترل مناسب همچون روش کنترل کنندهpi، کنترل کننده pi-r ، کنترل مستقیم گشتاور و کنترل مستقیم توان استفاده نمود. یکی از روشهای مذکور روش بهینه شده کنترل کلاسیک یا استفاده از کنترل کننده pi-r می باشد. در این روش با اهدافی همچون، حذف گشتاور الکترومغناطیسی، متعادل نمودن جریان استاتور، حذف هارمونیک از جریان رتور و یا حذف پالس از توانهای اکتیو و راکتیو سیستم کنترل طراحی و اجرا می گردد. از مبدل های dfig همانند یک فیلتر اکتیو شنت، جهت کاهش جریان هارمونیکی بارهای غیرخطی و افزایش کیفیت توان نیز می توان استفاده نمود. بدین ترتیب که از مبدل سمت شبکه جهت تولید بخش هارمونیکی جریان غیرخطی بار استفاده شده و بدین ترتیب thd جریان شبکه کاهش یافته و کیفیت توان بهبود می یابد. در صورت استفاده از کنترل کننده های pi یا pi-r پاسخ های سیستم کنترل وابستگی مستقیم به مقادیر پارامترهای کنترل کننده ها دارد. برای تعیین مقادیر بهینه پارامترهای کنترل کننده ها از معیار کمینه نمودن مربع خطا استفاده شده است. جهت بهبود مقاومت کنترل کننده این معیار در سه نقطه کاری لحاظ گردیده است. به منظور بهینه نمودن معیار مذکور از الگوریتم تکاملی pso بهره گرفته شده است. نتایج شبیه سازیها برای سیستم نامتعادل و هارمونیکی تحت حالتهای مختلف انجام گرفته که نشان دهنده مقاومت بسیار خوب کنترل کننده می باشد.

پیل های سوختی در سال های اخیر توجهات زیادی را به سمت خود جلب کرده اند. معضلات زیست محیطی و فشارهای سیاسی و اجتماعی در جهت کاهش تولید گازهای گلخانه ای و توجه به تولید انرژی الکتریکی با راندمان بالا از جمله عواملی هستند که نگاه ها را معطوف تکنولوژی پیل سوختی کرده است. این پایان نامه تلاش دارد تا به توضیحی ساده در مورد ساختار و مدل سازی پیل سوختی، کنترل و کاربردهای آن بپردازد. کنترل کننده های pid مرتبه کسری نیز کاربردهای زیادی در سیستم های مختلف یافته-اند و موجب افزایش گرایشات و توجهات به سمت خود شده اند. این کنترل کننده در مقایسه با کنترل کننده های pid مرتبه صحیح به دلیل دارا بودن پنج متغیر به جای سه متغیر دارای انعطاف بسیار بالاتری هستند. البته در عوض دارای پیچیدگی بالاتر در زمان تعیین ضرائب و محاسبات می باشند. همچنین جهت محاسبه ضرائب این کنترل کننده به دلیل شباهت زیاد به کنترل کننده های pid مرتبه صحیح می توان از روش های کلاسیک همچون زیگلرنیکلز بهره گرفت. در مجموع از محسنات این کنترل کننده می توان به انعطاف بالا، سرعت مناسب و مقاومت بالا در برابر تغییر پارامترهای سیستم اشاره کرد که این مطلب در فصل شبیه سازی ها بررسی شده است.

بحران انرژی یکی ازموضوعاتی است که به شدت مورد توجه جوامع امروزی قرار گرفته است. سوخت-های فسیلی که تاکنون تأمین¬کننده¬ی بخش عمده¬ای از انرژی مورد نیاز بشر بوده¬اند، منابعی رو به زوال هستند. این سیستم¬ها علاوه بر اتلاف منابع سوختی، از مهم¬ترین منابع آلوده¬کننده¬ی محیط زیست نیز به حساب می¬آیند. از این رو، استفاده از پیل¬های سوختی با توجه به بازده بالا و عدم آلودگی محیط زیست بسیار لازم و ضروری است. در بین انواع پیل¬های سوختی، نوع پلیمری آن با توجه به راندمان بالا، دمای عملکرد پایین، راه¬اندازی سریع و ساختار محکم، جایگاه خاصی دارد. پیل سوختی پلیمری در دستگاه¬های قابل حمل، صنعت خودرو و تامین انرژی منازل مورد استفاده قرار می¬گیرد. ولتاژ خروجی پیل¬های سوختی پلیمری با تغییرات بار به سرعت تغییر می¬کند و توانی که می¬تواند استخراج شود قابل تغییر می¬باشد. بنابراین، برای حفظ حداکثر توان تولید شده در سیستم پیل¬های سوختی پلیمری یک کنترل¬کننده مورد نیاز است، که به طور موثر منبع و دامنه بار دینامیکی را با هم هماهنگ کند. تطبیق منبع و دامنه بار را می¬توان با تنظیم زمان¬کار مبدل که واسط آنها است ¬به دست آورد. برای این منظور، مبدل بوست انتخاب شده است که ابتدا برای محاسبه نمودن بینش رفتاری مبدل جهت طراحی مناسب جبران¬کننده مدل مبدل در محیط simulink نرم¬افزارmatlab شبیه¬سازی شده است. سپس جهت کنترل جریان و عملکرد بهتر پیل سوختی یک کنترل¬کننده بر پایه¬ی کنترل مد جریان و lqr طراحی شده است¬. هدف مورد نظرکنترل¬کننده این است که جریان سلف مبدل بوست به دقت جریان مرجع داده شده را دنبال کند. مقادیر ماتریس¬های qو r به دو روش تجربی و الگوریتم ژنتیک طراحی شده¬اند. همچنین به بررسی عملکرد کنترل¬کننده pid پرداخته شده است، ثابت¬های کنترلی کنترل¬کننده pid نیز به دو روش زیگلر نیکلز و الگوریتم ژنتیک محاسبه شده¬اند. شبیه¬سازی¬ها در محیط simulink نرم¬افزارmatlab انجام گرفته و مقادیر مشخصه¬های پاسخ به ورودی پله سیستم حلقه بسته و رفتار مدل تحت بار متغیر مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین نتایج شبیه¬سازی کنترل¬کننده pid و lqr طراحی شده با یکدیگر مقایسه شده است.

در این پایان نامه سعی شده است اثرات انواع خطاها1-خطای سه فاز به زمین و دوفاز به زمین و راه اندازی بار ضربه برروی سیستم مورد مطالعه دیده شود. سیستم مورد مطالعه شامل یک مزرعه بادی با مجموع توان تولیدی 9 مگا وات که به یک خط انتقال با سطح ولتاژ 25 کیلوولت متصل است. تمامی خطاها در سه حالت افزایش کاهش و ثابت ماندن سرعت باد انجام می شوند بطورمثال خطای سه فاز به زمین بطور موازی با افزایش گرفتن سرعت باد انجام میشود تا شرایطی به مراتب وخیمی برای سیستم ایجاد شود . بعد از بررسی این حالات و مشاهده نتایج راه حلی که برای کاهش این اثرات در نظر گرفته شده است استفاده از ادوات fact و بویژه استفاده از statcom بوده است یکبار بصورتی که پارامترهای آن بهینه نشده است در شبکه قرار می گیرد و یکبار به صورتی که پارامترهای آن بهینه شده اند در شبکه قرار می گیرد و نهایتاً این حالات با نمودارهای مختلف آورده شده در پایان نامه با هم مقایسه می شوند

مسئله¬ی جبران¬سازی توان راکتیو یکی از مهمترین موضوعاتی است که در سیستم¬های قدرت مطرح می¬باشد. بارهای موجود در میکرو¬شبکه، نیاز به یک جریان سینوسی غیر¬همفاز با ولتاژ دارند. به عبارت دیگر می¬توان گفت که بارها علاوه بر توان اکتیو به توان راکتیو نیز نیاز دارند. توان راکتیو، یک توان فیزیکی حقیقی نیست به عبارتی هیچ تبدیل انرژی و مصرف سوختی برای تولید آن نیاز نمی¬باشد. همانند عبور توان اکتیو از خطوط، عبور توان راکتیو نیز باعث ایجاد تلفات و افت ولتاژ می¬شود. با توجه به رشد روزافزون استفاده از تولیدات پراکنده و بهره گیری از سیستم های توزیع هوشمند که نیاز اساسی شبکه های قدرت می¬باشند، استفاده از روشی مناسب به منظور جبرا¬سازی بهینه توان راکتیو در این شبکه¬ها مورد نیاز می¬باشد. الگوریتم¬های بهینه¬سازی توزیع شده برای این منظور مناسب می¬باشند که اکثر آنها جهت جبران¬سازی توان راکتیو به صورتی عمل می¬کنند که بخش¬های یک الگوریتم بهینه¬سازی بزرگ را به واحدهای پردازش مختلف ارسال می¬کنند که در این صورت نیاز به داشتن اطلاعات کل سیستم و مانیتورینگ آن می¬باشد. در این پایان¬نامه مسئله¬ی جبران¬سازی بهینه¬ی توان ¬راکتیو در یک میکرو¬شبکه¬ی هوشمند و نامتعادل برای به حداقل رساندن تلفات توان مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدا یک مدل مناسب برای میکرو¬شبکه و نیز مدل تقریبی از آن ارائه شده و سپس تابع تلفات سیستم به صورت یک مسئله¬ی بهینه¬سازی که متغیر¬های تصمیم¬گیری در آن مقادیر توان راکتیو تزریقی توسط جبران¬کننده¬های موجود در میکرو¬شبکه می¬باشند، تعریف شده است. مسئله¬ی بهینه¬سازی به زیر¬مسئله¬های بهینه¬سازی که برای حل آنها نیاز به اطلاعات جزئی و محلی از سیستم می¬باشد، تبدیل می¬شوند. با کلاستر¬بندی (خوشه¬بندی) جبران¬کننده های موجود در شبکه و طراحی الگوریتم توزیع شده تصادفی و نیز تعیین شرایط همگرایی آن، اقدام به حل زیر¬مسئله¬های بهینه¬سازی می¬شود. در نهایت پس از حل زیرمسئله¬های بهینه سازی، توان راکتیو تزریقی¬ که هر کدام از جبران¬کننده¬ها برای داشتن حداقل تلفات در سیستم بایستی به شبکه تزریق کنند بدست می¬¬آید. لازم به ذکر است این مقادیر توسط لینک¬های ارتباطی موجود در میکروشبکه¬ی هوشمند به جبران¬کننده¬ها اعلام می-گردند. در ادامه یک میکروشبکه¬ی نمونه که بخشی از یک شبکه¬ی توزیع سه¬فاز و نامتعادل می¬باشد جهت نشان دادن صحت الگوریتم مورد بررسی قرار گرفته است که نشان دهنده ی کاهش تلفات سیستم و بهبود پروفیل ولتاژ می باشند.

بهبود مشخصه¬های کیفیت توان برای شبکه¬های متصل به ژنراتورهای القایی دوسوتغذیه با توربین بادی با کاهش شدت فلیکر ولتاژ، هموارسازی پروفیل مقدار موثر ولتاژ و جلوگیری از ورود هارمونیکهای ناشی از کلیدزنی در مبدلهای ژنراتور امکان¬پذیر است. پدیده فلیکر مهمترین مشکل کیفیت توان در این سیستمها می¬باشد. عامل مهم ایجاد فلیکر، تغییرات مداوم سرعت باد، شدت آشفتگی، تندباد و اثرات پره شامل سایه برج و wind shearاست که باعث ایجاد نوسانات بر توان تولیدی و ولتاژ شبکه می¬گردد. در این مطالعه با طراحی حلقه¬های کنترلی و کنترل¬کننده¬های pi مبدل سمت رتور ژنراتور، فرآیند تولید توان اکتیو و راکتیو کنترل می¬گردد و در نتیجه آن فلیکر ولتاژ شبکه کاهش قابل توجهی می¬یابد. وظیفه اصلی مبدل سمت شبکه تثبیت ولتاژ خازن لینک dc با تغییر جهت فلوی توان رتور در نتیجه تغییرات مداوم سرعت باد می¬باشد. سیستم کنترل زاویه پره نیز با استفاده از کنترل¬کننده¬ تناسبی در قسمت کنترل سرعت و کنترل¬کننده pi در قسمت کنترل توان اکتیو ژنراتور طراحی شده است. این سیستم توان آیرودینامیکی توربین و ژنراتور را در سرعتهای بالای باد و یا وقوع خطا محدود می¬نماید. در این مطالعه به¬منظور کاهش اثرات پره و هموارسازی پروفیل ولتاژ، فیلتر میان¬گذر طراحی شده است و در حلفه کنترل توان اکتیو در مبدل سمت رتور برای دامنه تغییرات سرعت باد از 9 تا 16 متر بر ثانیه بکار می¬رود. با افزایش سرعت باد به 17 متر بر ثانیه و بیشتر، استفاده همزمان از فیلتر در حلقه کنترل زاویه پره به¬منظور کاهش اندازه و نوسانات زاویه پره به¬همراه فیلتر مبدل سمت رتور پیشنهاد می¬گردد. نتایج حاصل از شبیه¬سازیها برای سیستم تست و بر اساس روش پیشنهادی، بهبود کیفیت توان شبکه را تایید می¬نماید. کلمات کلیدی: بهبود کیفیت توان- ژنراتور القایی دوسوتغذیه- فلیکر- شاخص کوتاه¬ مدت شدت فلیکر- کنترل زاویه پره- مبدل سمت رتور- هموارسازی توان و ولتاژ

امروزه با توجه به افزایش کاربرد الکترونیک قدرت، شبکه های توزیع به طور ناخواسته با شتابی روزافزون به سمت افزایش تولید اغتشاشات ولتاژ درحرکت اند. الکترونیک قدرت خود نیز هرروز پرمصرف تر از دیروز در صنعت می شود که خود عامل افزایش اغتشاشات ولتاژ است و متأسفانه مصرف کننده های دارای عناصر الکترونیک قدرت خود به ولتاژ شبکه بسیار حساس اند. الکترونیک قدرت خود برای حل این مشکل پاسخ می دهد. بازیاب دینامیکی ولتاژ جبران سازی موفق از ادوات الکترونیک قدرت برای بازیابی ولتاژ شبکه است تا مصرف کننده ی حساس به ولتاژ، ولتاژی نزدیک به سینوسی داشته باشد. برای بازیاب دینامیکی ولتاژ کنترل کننده های زیادی پیشنهاد شده است که برای نخستین بار در این مطالعه، از روش کنترل تک سیکلی استفاده شده است. روش کنترل تک سیکلی از روش های ممتاز و کم هزینه برای مبدل های مستقیم/مستقیم و مبدل های مستقیم/متناوب هست. برای نخستین بار در این مطالعه با تغییر در ساختار روش کنترل تک سیکلی عملکرد کنترل کننده را بهبود بخشیده و درنتیجه بازیاب دینامیکی ولتاژ با استفاده از این کنترل کننده قادر به جبران انواع اغتشاشات ولتاژ است. این اغتشاشات شامل کمبود ولتاژ، بیش بود ولتاژ، نوسانات ولتاژ، هارمونیک و قطعی کوتاه مدت است. برای نمایش استحکام کنترل کننده ی پیشنهادی مبتنی بر کنترل تک سیکلی، عملکرد بازیاب دینامیکی ولتاژ پیشنهادی در حالت تغییر پارامترهای مصرف کننده نیز بررسی گشته است و نتایج شبیه سازی نشان می دهد که در این شرایط نیز بازیاب دینامیکی ولتاژ به خوبی اغتشاش را اصلاح خواهد نمود. کنترل کننده ی پیشنهادی برای دو توپولوژی معمول بازیاب دینامیکی ولتاژ که از شبکه یا باتری به عنوان منبع انرژی استفاده شده است، پیاده سازی شده است. بازیاب دینامیکی ولتاژ با کنترل کننده ی مذکور دارای پاسخ دینامیکی و ماندگار خوب بوده و قابلیت اجرای عملی بسیار بالا دارد و نسبت به دیگر روش ها مناسب تر می باشد.

در این پایان نامه سیستم های الکترومغناطیسی بدون بلبرینگ را مورد بررسی و ارزیابی قرار داده و از موتور سوییچ رلوکتانس بدون بلبرینگ (bsrm) به عنوان نمونه ای کاربردی از این گونه سیستم ها استفاده کرده ایم. این دسته از موتور ها سیستم کنترلی دقیق و بسیار پیچیده ای دارند که برای کنترل آن ها بایستی مدل مناسب و دقیقی به دست آوریم.هدف اصلی پایان نامه استخراج مدل ریاضی موتور بر پایه اطلاعات و داده های حاصل از تجزیه و تحلیل اجزا محدود (fem) می باشد.

پدیده فرورزونانس در شبکه ها و مدارهای الکتریکی شامل سیم پیچی با هسته فرومغناطیسی و خازن سری با آن رخ می دهد. اشباع هسته و درنتیجه تغییر اندوکتانس سیم پیچی ناشی از این اشباع شرایط مناسب بروز این پدیده را فراهم می کند. با توجه به وجود هسته مغناطیسی در بسیاری از تجهیزات الکتریکی و احتمال اشباع آن در پی بروز عیب و در شرایط اضطراری، بروز پدیده هنگام بهره برداری امکان پذیر خواهد بود. یکی از نیازهای اولیه برای بررسی این پدیده داشتن مدل دقیق از هسته فرومغناطیسی است. تاکنون مدل های مختلفی مانند تلفات هسته ثابت و مدل غیرخطی چندجمله ای برای منحنی مغناطیس شوندگی هسته در مدارهای فرورزونانسی در نظر گرفته شده است. اما مدل هایی که تلفات دقیق هیسترزیس را در نظر بگیرد کمتر مورداستفاده قرارگرفته است. در این پایان نامه با استفاده از مدل هسته جایلز-آثرتون تلفات هیسترزیس هسته به صورت واقعی تر مدل شده و اثر آن بر تشدید فرورزونانسی در این گونه مدارها مورد تحلیل قرارگرفته است. همچنین به مقایسه نتایج با مدل غیرخطی چندجمله ای برای هسته ترانسفورماتور پرداخته شده است. جهت تحلیل پدیده فرورزونانس می توان از روش های تحلیل پایداری مختلفی استفاده کرد. ازجمله این روش ها که در این پایان نامه نیز استفاده شده است تئوری آشوب می باشد. در این روش با استفاده از ابزارهایی مانند دیاگرام دوشاخگی، مسیر دوبعدی و سه بعدی تراجکتوری ها در صفحه فازی و نگاشت پوانکاره به بررسی اثر تغییرات پارامترهایی مانند ولتاژ ورودی، تغییرات فرکانس و تغییرات میزان ظرفیت خازن در بروز فرورزونانس و تغییرات سیگنال های زمانی خروجی مدار فرورزونانسی پرداخته می شود.

نوسانات فرکانس پایین در سیستم های قدرت با فرکانس چندین هرتز رخ می دهند. این نوسانات می توانند محلی و یا بین ناحیه ای باشند. چنانچه مدهای نوسانی محلی یا بین ناحیه¬ای به اندازه کافی میرایی نداشته باشند، وقوع یک خطا در سیستم و تداوم نوسانات می تواند سنکرونیزم ژنراتورها را از بین ببرد و باعث ناپایدار شدن سیستم قدرت شود. راه حل سنتی کنترل این پدیده استفاده از پایدارساز سیستم قدرت(pss) است. اما در سال های اخیر، سیستم های انتقال جریان متناوب انعطاف پذیر (facts) برای کنترل این پدیده استفاده شده¬اند. تعدادی از اداوات facts همچون svc، sssc، statcom و upfc به شکل موفقیت آمیزی برای کنترل نوسانات فرکانس پایین استفاده شده اند. در این مطالعه، کنترل کننده پخش توان بین خطوط (ipfc) به این منظور استفاده شده است. وظیفه اصلی ipfc، کنترل توان بین خطوطی از سیستم انتقال است که روی آنها نصب می گردد. در این پایان نامه با نصب کنترل کننده تکمیلی بر روی ipfc از آن برای کنترل نوسانات فرکانس پایین سیستم قدرت استفاده شده است. همچنین مدل سازی دینامیکی سیستم های قدرت سه ماشینه با حضور ipfc توسعه داده شده است. یک فرآیند بهینه برای انتقال مقادیر ویژه مربوط به مدهای الکترومکانیکی به سمت چپ برای طراحی کنترل کننده های فرکانس پایین پیشنهاد شده است. برای این فرآیند یک تابع هدف مقاوم سازی شده در برابر تغییرات نقطه کارتعریف و با استفاده الگوریتم بهینه سازی جستجوگر (soa) حل شده است. کنترل کننده فرکانس پایین طراحی شده با soa برای سیستم قدرت سه ماشینه آزمایش و ارزیابی شده است. نتایج شبیه سازی های عددی، اثر بخشی روش پیشنهادی را در کنترل مدهای نوسانی فرکانس پایین نشان می دهند.

یکی از مهم ترین اهداف طراحی و بهره برداری در شبکه¬های قدرت، افزایش ظرفیت تولید برق توسط منابع تولید پراکنده، خصوصاً نیروگاه های تجدیدپذیر است تا هزینه های مربوط به انتقال توان، هزینه های تلفات و دیگر هزینه های مربوط به آلودگی محیط زیست نیز کاهش یابد. در کنار این مزایا، به هنگام نصب تولید پراکنده معیار¬های مختلف دیگر مانند دامنه ولتاژ، میزان نامتقارنی ولتاژ و هارمونیک¬ها باید مورد توجه قرار بگیرد تا شبکه بعد از نصب این منابع نیز در شرایط مناسب باشد و شاخص¬های مربوط به توان از استاندارد¬های مورد نظر بهره¬بردار تجاوز نکند. در این خصوص، در این پایان نامه به بررسی مکان یابی و تعیین ظرفیت بهینه منابع تولید توان پراکنده پرداخته شده است. هدف اصلی جایابی منابع تولید پراکنده به منظور کاهش تلفات فیدرها می¬باشد. سپس برخی از شاخص های کیفیت توان شامل پروفیل ولتاژ، اعوجاج هارمونیکی کل و نامتقارنی ولتاژ فازهای شبکه مورد بررسی قرار گرفته¬است. علاوه بر آن شاخص بارگیری خطوط نیز قبل از نصب و بعد از نصب منابع تولید پراکنده محاسبه گردیده است. با توجه به پیچیدگی و غیرخطی بودن مسئله، از الگوریتم pso اصلاح شده، استفاده شده است تا بهترین نقطه و ظرفیت، برای نصب منابع تولید پراکنده انتخاب گردد. نتایج شبیه سازی های انجام شده بر روی شبکه های تست استاندارد 18 و 69 شینه و یک شبکه واقعی در کشور ایران، صحت روش های پیشنهاد شده را به خوبی تائید می کند. در ادامه نیز محاسبات اقتصادی مربوط به نصب منابع تولید پراکنده انجام گردیده است و نتایج محاسبات بیانگر این موضوع است که نصب منابع تولید پراکنده در سال های اولیه بهره برداری سودآوری مناسبی نداشته ولی پس از گذشت چند سال، با توجه به نرخ بهره و تورم ،به سوددهی کلی خواهد رسید و اجرای این طرح برای سرمایه گذار سودمند و درآمدزا خواهد بود. ذکر این نکته ضروری است که در این قبیل طرح¬ها پس از چند سال از شروع بهره¬برداری هزینه اولیه باز می گردد.

امروزه با توجه به ویژگی های منحصر بفرد سیستم های تولید همزمان برق و حرارت و سرما، نظیر راندمان بالا ، کاهش آلودگی های زیست محیطی و تأثیر گذاری عمده در کاهش تلفات سیستم های انتقال ، این سیستم ها به سرعت در حال افزایش می باشند . در مطالعه پیش رو ، ابتدا با آنالیز برنامه ریزی بلند مدت ظرفیت بهینه سیستم های cchp ، با احتساب سه معیار صرفه جویی انرژی اولیه، صرفه جویی در هزینه های سالیانه و کاهش نشر دی اکسید کربن محاسبه شده است و سپس طی یک برنامه ریزی کوتاه مدت پخش بار بهینه در سیستم قدرت شامل واحدهای تولید همزمان با هدف حداقل نمودن تابع هرینه تعیین می گردد. الگوریتم مورد استفاده ترکیبی از الگوریتم های رقابت استعماری و حرکت جمعی پرندگان (ذرات) می باشد که دارای سرعت همگرایی بهتری بوده و قابلیت دستیابی به جواب های بهینه تر را دارا می باشد. از این الگوریتم در پخش بار بهینه و نیز تعیین ظرفیت بهینه سیستم های تولید همزمان استفاده شده است. نتایج شبیه سازی بدست آمده حاکی از موفقیت الگوریتم ارائه شده بالاخص در سیستم های با مقیاس بزرگ تر در دستیابی به جواب های بهینه تر همراه با سرعت همگرایی مناسبی می باشد، چنانکه در پخش بار با استفاده از الگوریتم معرفی شده نسبت به الگوریتم های مرسوم در سیستم های مقیاس کوچک به میزان کمتر از 1 درصد و در سیستم های با مقیاس بیشتر تا 19 درصد بهبودی حاصل شده است.

امروزه استفاده از ربات ها برای بهبود کیفیت زندگی انسان ها، روز به روز در حال افزایش است. سامانه های رباتیکی برون پوش، سازه هایی الکترومکانیکی هستند که توسط کاربر پوشیده شده و به طور موازی با بدن عمل می کنند. این سامانه ها با ترکیب هوشمندی انسان و قدرت ربات، ضعف های موجود در بدن انسان (محدودیت اعمال نیرو) و سیستم های رباتیک (سطح هوشمندی مناسب) را پوشانده و با استفاده از آن امکان دست یابی به توانمندی های جدیدی فراهم می آورند که هم انسان و هم ربات به تنهایی قابلیت دست یابی به آن ها را به طور مجزا ندارند. در هر ربات برون پوش ضروری است که تصمیم حرکت کاربر به موقع و به درستی تشخیص داده شود و بر طبق آن دستورات مربوطه به سامانه ارسال گردد. بنابراین چگونگی طراحی سیستم کنترلی ربات های برون پوش از اهمیت بسیار بالایی برخوردار می باشد. فعالیت های بسیاری در این زمینه انجام گرفته است اما هم چنان توسعه الگوریتم های کنترلی ادامه دارد زیرا هر کدام دارای مشکلاتی هستند. امروزه معمولاً در ربات های صنعتی، سیستم های کنترل مبتنی بر مدل های خطی تقریبی، می باشند، اما روش های غیر خطی کنترل بازوی مکانیکی ماهر، نسبت به روش های ساده ی خطی، عملکرد بسیار بهتری دارند. در این پایان نامه به معرفی روشی جدید برای کنترل بالاتنه ی یک برون پوش دارای 5 درجه آزادی به منظور افزایش توان پرداخته می شود. به عبارت دیگر هدف، طراحی کنترل کننده ی غیر خطی بهینه ی مقاوم می باشد. کنترل کننده ی مذکور دارای ساختاری بسیار ساده بوده که در برابر عدم قطعیت مقدار بار مشخص و قابل حمل به وسیله بازوی مکانیکی کاملاً مصون و مقاوم است. نتایج حاصله از شبیه سازی، عملکرد و پایداری مقاوم سیستم تحت مطالعه را به وضوح نشان می دهد.

هدف از این تحقیق ، طراحی کنترل کننده مرتبه کسری به منظور بهبود عملکرد upqcتحت شرایط کاری اتصال به شبکه می باشد.به دلیل وجود اغتشاشات هارمونیکی در سیستم قدرت کنترل کننده باید به نحوی طراحی شود که براساس آن upqc توانایی حذف هارمونیک ها وبهبود کیفیت توان را داشته باشد.

طراحی کنترل کننده به کمک الگوریتمهای تکاملی به منظور رسیدن به عملکرد مناسب upfcبا توجه به پیچیدگی ها و محدوده کاری گسترده ای که upfc باید در آن عمل کند استفاده از کنترل کننده های pi,pid با ضرایب ثابت در تمام نقاط کاری نمیتواند جوابگو باشد.بر این اساس طراحی یک کنترل کننده غیر خطی با استفاده از روشهای تکاملی مد نظر قرار گرفته است.

امروزه با توجه به افزایش بارهای غیرخطی در شبکه های توزیع و دقت به این مطلب که خازن گذاری بدون توجه به هارمونیک های موجود در شبکه ممکن است باعث تشدید هارمونیک ها و نتیجتا آسیب های جبران ناپذیر به خازن ها گردد، لازم است در این پروژه جایابی بهینه بانک های خازنی در شبکه های توزیع، با وجود بارهای غیرخطی مورد بررسی واقع شود. مطالعات انجام شده بیانگر این مطلب است که بخش اعظمی از تلفات سیستم قدرت مربوط به سیستم توزیع بوده و با توجه به انجام عملیات خصوصی سازی در بازار برق، استفاده از منابع تولید پراکنده انرژی جهت کاهش بخشی از تلفات سیستم راهکار کاملا مناسبی به نظر میرسد لذا شبکه های مورد بررسی در این تحقیق دارای منابع تولید پراکنده انرژی نیز بوده و فرآیند بهینه سازی با استفاده از الگوریتم ژنتیک صورت می گیرد. برای تقویت کارایی روش فوق، ضرائب جریمه متفاوتی جهت همگرایی مناسب تر الگوریتم و تعیین بهینه تر مقدار و مکان خازن ها بکار گرفته شده است. نهایتا نتایج حاصل از روش فوق، برای شبکه 18 و 33 شینه نمونه به ازای بارهای مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. پاسخ ها قابلیت الگوریتم فوق در این مساله را جهت حداقل سازی تابع هدف مربوطه و تامین حدود قیود مطرح شده، به خوبی نشان می دهند.

امروزه با توجه به افزایش بارهای غیرخطی در شبکه های توزیع و دقت به این مطلب که خازن گذاری بدون توجه به هارمونیک های موجود در شبکه ممکن است باعث تشدید هارمونیک ها و نتیجتا آسیب های جبران ناپذیر به خازن ها گردد، لازم است در این پروژه جایابی بهینه بانک های خازنی در شبکه های توزیع، با وجود بارهای غیرخطی مورد بررسی واقع شود. مطالعات انجام شده بیانگر این مطلب است که بخش اعظمی از تلفات سیستم قدرت مربوط به سیستم توزیع بوده و با توجه به انجام عملیات خصوصی سازی در بازار برق، استفاده از منابع تولید پراکنده انرژی جهت کاهش بخشی از تلفات سیستم راهکار کاملا مناسبی به نظر می رسد لذا شبکه های مورد بررسی در این تحقیق دارای منابع تولید پراکنده انرژی نیز بوده و فرآیند بهینه سازی با استفاده از الگوریتم hpso صورت می گیرد. برای تقویت کارایی روش فوق ضرائب جریمه متفاوتی جهت همگرایی مناسب تر الگوریتم و تعیین مقدار و مکان بهینه تر خازن ها بکار گرفته شده است. نهایتا نتایج حاصل از روش فوق، برای شبکه 18 و 33 شینه نمونه به ازای بارهای مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. پاسخ ها قابلیت الگوریتم فوق در این مساله را جهت حداقل سازی تابع هدف مربوطه و تامین حدود قیود مطرح شده، به خوبی نشان می دهند.