در آینده ای نزدیک، محیط های تجدید ساختار یافته جایگزین سیستم های سنتی فعلی می گردند. در چنین ساختاری، کاهش هزینه های شرکت کنندگان باعث افزایش سود آن ها می گردد. شرکت های توزیع خصوصی (disco) نیز مانند سایر شرکت کنندگان، تمایل به کاهش هزینه های فعالیت خود دارند. این شرکت ها می توانند با کاهش تلفات شبکه های خود، هزینه کمتری بابت خرید انرژی از بازار صرف نمایند. بازآرایی بهینه یکی از ارزان ترین روش ها جهت رسیدن به این هدف می باشد. در این پایان نامه، هزینه فعالیت یک disco با کاهش میزان تلفات شبکه و کنترل توان تولیدی منابع تولید پراکنده، کمینه می گردد. به دلیل وجود پارامترهای مختلف، بهینه سازی مذکور از مسائل پیچیده بهینه سازی محسوب می گردد. بنابراین روشی بر مبنای الگوریتم جهش قورباغه پیشنهاد گردیده است. همچنین اثرات حضور منابع تولید پراکنده بر نحوه پخش بار و مدل سازی تابع هدف مسئله، در نظر گرفته شده است. ابتدا الگوریتم پیشنهادی با هدف کاهش تلفات بر روی شبکه 33 شینه پیاده سازی گردیده تا سرعت و دقت آن نسبت به سایر روش های مرسوم تایید گردد. سپس بازآرایی شبکه های 33 شینه و 69 شینه با هدف حداقل سازی هزینه های فعالیت disco در محیط بازار برق با در نظر گرفتن منابع تولید پراکنده انجام شده است. شبیه سازی این روش به صورت کد نویسی در نرم افزار matlab انجام شده است. نتایج شبیه سازی کاهش هزینه های فعالیت شرکت توزیع خصوصی را نشان می دهد.

امروزه سیستم های قدرت با توجه به افزایش روزافزون مصرف انرژی الکتریکی در حاشیه پایداری کمتری نسبت به گذشته کار می کنند. افزایش وقوع خاموشی های گسترده در سالهای اخیر در نقاط مختلف دنیا مبین این نکته می باشد. استفاده از ادوات facts نقش مهمی در بهبود پایداری در سیستم های قدرت دارد. یکی از ادوات facts کارآمد برای کنترل مجزای توان اکتیو و راکتیو خطوط، upfc است که باعث بهبود پایداری در سیستم قدرت می گردد. در این پایان نامه ابتدا یک روش جایابی بهینه upfc با استفاده از الگوریتم pso تطبیقی (apso) در شبکه انتقال اصفهان- خوزستان جهت بهبود پایداری استاتیکی و گذرا ارائه شده است. برای انجام این کار ابتدا اثر upfc در معادلات پخش بار لحاظ شده است. در روند جایابی upfc از قیود ولتاژ سیستم، بارگذاری و تراکم خطوط، تلفات کل سیستم و هزینه اقتصادی نصب و بهره برداری upfc در تشکیل تابع هدف بهینه سازی استفاده شده است. در ادامه برای انجام شبیه سازی، سیستم کنترلی upfc به همراه سیگنال کنترل تکمیلی آن به شکل دقیق مدلسازی شده است. سپس با مدلسازی دقیق کلیه المانهای شبکه از جمله سیستم های کنترل بار و فرکانس و ولتاژ کلیه ژنراتورهای موجود در شبکه اصفهان خوزستان، این شبکه با استفاده از نرم افزار digsilent شبیه سازی شده است. نتایج شبیه سازی نشان دهنده تاثیر قابل توجه روش پیشنهادی در بهبود پایداری استاتیکی و گذرا در سیستم تحت مطالعه دارد.

با توجه به افزایش روز افزون مصرف انرژی الکتریکی، سیستم های قدرت امروزی در حاشیه پایداری کمتری نسبت به گذشته کار می کنند که پایداری کمتر موجب افزایش احتمال بروز خطا در سیستم قدرت شده است. وقوع خاموشی های بزرگ در سال های اخیر نشان می دهد که ریسک وقوع خاموشی سراسری افزایش یافته است. در این پایان نامه یک استراتژی کنترل اعمال اصلاحی بهینه برای سیستم قدرت اصفهان- خوزستان با استفاده از مدل استاندارد خاموشی opa ارائه شده است. در این ساختار از sssc، جابه جایی تولید و بارزدایی برای جلوگیری از وقوع حوادث پی درپی و خاموشی سراسری استفاده شده است. مکان نصب بهینه sssc به منظور حذف اضافه بار و بهبود پروفیل ولتاژ سیستم با استفاده از الگوریتم های هوشمند ژنتیک و ipso تعیین می شود. نتایج شبیه سازی حوادث پی درپی در شبکه برق اصفهان-خوزستان، توانایی روش پیشنهادی در جلوگیری از خاموشی سراسری و تأثیر قابل توجه sssc در کاهش ریسک وقوع حوادث پی درپی و بهبود عملکرد دینامیکی سیستم را نشان می دهد.

با اتصال سیستم های قدرت به هم، نوساناتی با فرکانس پایین بین نواحی مختلف به وجود آمد. به این نوسانات مدهای بین ناحیه ای گفته می شود. این مدها ممکن است بعد از تحریک شدن بر اثر اغتشاش میرا شوند یا در سیستم باقی بمانند و موجب ناپایداری شوند. یکی از روش های افزایش میرایی مدهای بین ناحیه-ای استفاده از ادوات facts می باشد. یکی از ادوات facts که برای کنترل توان خطوط در حالت دائمی استفاده می شود sssc بوده که در این پایان نامه از آن به منظور افزایش میرایی مدهای بین ناحیه ای استفاده شده است. برای انجام این کار ابتدا دو مدل برای لحاظ کردن sssc در معادلات پخش بار (برنامه نیوتن-رافسون نوشته شده با m-file نرم افزار matlab) معرفی و سپس تابع هدف مناسب برای مکان یابی بهینه sssc مطرح شده است. در تشکیل این تابع هدف از پارامترهای بارگذاری خطوط، ولتاژ باس ها و تلفات سیستم استفاده شده است. در ادامه دو روش برای طراحی کنترل تکمیلی sssc ارائه شده است. در روش اول از کنترل تکمیلی به منظور کاهش نوسانات بین دو ناحیه که sssc در آن نصب شده، استفاده شده است. در این روش برای بدست آوردن پارامترهای کنترل تکمیلی، تابع هدف به صورت انتگرال حاصلضرب خطا در زمان تعریف شده است. این روش برای سیستم های قدرت کوچک مناسب بوده ولی برای سیستم های قدرت بزرگ زمان بر می باشد. در روش دوم که برای سیستم های قدرت بزرگ مناسب بوده، از خطی سازی سیستم استفاده می شود. برای این منظور سیستم قدرت خطی شده و مدهای بین ناحیه ای با رسم شکل مد محاسبه شده است. در ادامه، کنترل تکمیلی برای sssc به منظور افزایش میرایی مدهای بین ناحیه ای طراحی، و تنظیم پارامترهای این کنترل کننده به صورت یک مسئله بهینه سازی مدل شده است. این مسئله بهینه سازی از یک تابع هدف که به منظور افزایش میرایی و کاهش زمان نشست مدهای بین ناحیه ای می باشد، تشکیل شده است. همچنین، سیگنال ورودی مناسب کنترل کننده با معیار مانده تعیین و اثر تأخیر در انتقال سیگنال نیز مد نظر قرار گرفته شده است. در این پایان نامه برای بهینه سازی توابع هدف از الگوریتم رقابت استعماری (ica) استفاده شده است. برای شبیه سازی نیز از سیستم های قدرت مختلف از جمله سیستم قدرت 16 ماشین ? 68 باس استفاده شده است.

ارزیابی قابلیت اعتماد سیستم با در نظر گرفتن منابع تولید پراکنده و مفهوم ریزشبکه به خصوص در محیط رقابتی بازار برق از اهمیت خاصی برخوردار است. یکی از انگیزههای اصلی در شکلگیری مفهوم ریزشبکه و قابلیت جزیرهای شدن آن، سرویسدهی دائمی به بارهای مهم و اصطلاحاً حفظ قابلیت اعتماد این بارها در بالاترین حد ممکن بوده است. مسئله جایابی منابع تولید پراکنده و تعیین ظرفیت آنها نیز از مباحث مهم در مطالعات مربوط به شبکه توزیع میباشد. زیرا که با تعیین مناسب این کمیات میتوان هزینه تولید انرژی و تلفات شبکه را کاهش داد و قابلیت اعتماد سیستم را افزایش داد. اهمیت این موضوع در کنار بررسی تعداد و مکان بهینه کلیدها پررنگتر میشود. بنابراین لزوم جایابی همزمان تجهیزات کلیدزنی و واحدهای تولید پراکنده در شبکه توزیع از اهمیت خاصی برخوردار میباشد. در این پایاننامه یک روش تحلیلی به منظور ارزیابی قابلیت اعتماد شبکه توزیع با حضور منابع پراکنده تجدیدپذیر و مرسوم پیشنهاد میشود که با آنالیز ارزیابی قابلیت اعتماد سیستم در هنگام عملکرد جزیرهای و ریز شبکهها مرتبط میشود. سپس با استفاده از یک تکنیک بهینهسازی فرا ابتکاری به نام الگوریتم ترکیبی جهش قورباغه ،sfla، تعداد و مکان بهینه کلیدها و منابع پراکنده به طور همزمان به طوری که حداقل هزینه استفاده شود و همچنین قیود و معیارهای مورد نیاز سیستم برآورده شوند، مشخص میشود. همچنین مقدار و نوع منبع پراکنده نیز مشخص میشود. روش پیشنهادی بر روی شبکهieee-rbts اعمال میشود،که نتایج آن بیانگر توانایی روش پیشنهادی در بهینهسازی هزینه و بهبود قابلیت اعتماد سیستم میباشد.

در چند دهه اخیر با پیشرفت صنایع مدرن و استفاده از بارهای حساسی همچون بازوهای رباتیک، تجهیزات پزشکی مبتنی بر مدارات الکترونیک، کنترلرهای درایو از یک سو و ورود ادوات مبتنی بر الکترونیک قدرت و بارهای غیرخطی در سیستم توزیع از سوی دیگر، مسائل کیفیت¬توان همچون حذف هارمونیکی، اصلاح نوسانات ولتاژ و جبران توان راکتیو بار اهمیت ویژه ای یافته است. عموماً کیفیت توان نامطلوب موجب مشکلات فراوانی ازجمله افزایش تلفات سیستم، رفتار نامطلوب وسایل، از کار افتادن بارهای حساس و ایجاد خسارات جبران ناپذیر و اثر نامطلوب بر خطوط انتقال مجاورخواهد بود. بهساز یکپارچه¬کیفیت توان(upqc)¬، که ترکیبی از فیلترهای اکتیو سری و موازی است، در صورت تجهیز شدن به یک کنترل کننده مناسب؛ قادر به جبران سازی همزمان کلیه مسائل کیفیت توان مربوط به ولتاژ و جریان خواهد بود. در میان تمامی مسائل کیفیت توان، کمبود ولتاژ به¬دلیل اثرگذاری بر عملکرد بارهای حساس و حیاتی سیستم، یکی از مهمترین مسائل تلقی می¬شود. از طرفی کمبود/ بیشبود ولتاژ اغلب با تغییر در زاویه فاز ولتاژهای سه¬فاز سیستم همراه است. روش¬های کنترلی ارائه شده برای جبران¬سازی کمبود ولتاژ در میان مراجع موجود، بر روی جبران¬سازی مسئله کمبود ولتاژ متقارن بدون تغییر در زاویه فاز ولتاژها تمرکز دارند. از دیگر سو، با بکارگیری این روش¬ها، از تمامی ظرفیت فیلتر اکتیو سری بهساز یکپارچه کیفیت توان که به عنوان یک منبع ولتاژ قابل کنترل جهت بهبود مشکلات مربوط به ولتاژ ورودی سیستم بکار می¬رود استفاده نخواهد شد. به¬منظور استفاده بهینه از ظرفیت اینورتر بخش سری، روشی موسوم به کنترل زاویه قدرت معرفی شده است. با بکارگیری این روش(کنترل صحیح زاویه قدرت بین ولتاژهای منبع و بار) جبران¬سازی توان راکتیو بار بین اینورترهای قسمت¬های سری و موازی به اشتراک گذاشته می¬شود. این امر به طور قابل ملاحظه ای باعث کاهش مقادیر نامی اینورتر موازی و هزینه کلی سیستم خواهد شد. در این پایان¬نامه به معرفی یک الگوریتم کنترلی بر مبنای روش کنترل زاویه قدرت به¬منظور جبران¬سازی نامتعادلی نامتقارن ولتاژ به همراه تغییر در زاویه فاز ولتاژهای ورودی توسط فیلتر اکتیو سری به¬طور همزمان با تسهیم توان بین فیلترهای اکتیو سری و موازی پرداخته خواهد شد. به¬علاوه، ساختار کنترلی ارائه شده برای فیلتر اکتیو موازی امکان جبران¬سازی هارمونیک و نامتعادلی جریان بار و جریان سیم خنثی در سیستم¬های سه¬فاز چهارسیمه را فراهم می¬سازد. نتایج شبیه¬سازی¬های صورت گرفته در محیط simulink نرم افزار matlab(r2012a) علاوه¬بر اثبات کارائی الگوریتم ارائه شده در بهبود کیفیت توان، امکان پیاده سازی آن بر روی سایر ساختارهای پیشنهاد شده برای بهساز یکپارچه کیفیت توان را نیز نشان می¬دهد.