امروزه مبدل های dc-dc چند خروجی به طور گسترده در کاربردهای مختلف صنعتی، پزشکی، فضایی و ... مورد استفاده قرار می گیرند. هدف از این پایان نامه ارائه یک سیستم کنترل هوشمند برای مبدل های dc-dc چند خروجی است. در راستای تحقق این هدف یک مبدل dc-dc با ترکیب فوروارد دو کلید با سه خروجی (5+ ولت: 50 وات، 15+ ولت: 45 وات و 15- ولت 15 وات) به عنوان مبدل مورد نظر انتخاب شده است. سیستم کنترل تابع- متبوع به همراه اندوکتانس های تزویجی و سیستم کنترل ضرائب وزنی مد ولتاژی با تخمین گر هوشمند الگوریتم اجتماع پرندگان و الگوریتم ژنتیک بر روی مبدل در نظر گرفته شده پیاده سازی شده اند. علاوه براین، کنترل کننده pid به عنوان کنترل کننده خطی جهت کاهش خطای حالت ماندگار سیستم، مورد استفاده قرار گرفته است. ضرائب کنترل کننده pid با استفاده از تابع تبدیل سیستم مورد نظر که این تابع تبدیل از روش متوسط گیری فضای حالت به دست آمده است تعیین شده است. شبیه سازی ها برای دو سیستم کنترل نام برده انجام شده و با یکدیگر مقایسه شده اند. در این پایان نامه نشان داده می شود که پاسخ حالت ماندگار سیستم کنترل تابع- متبوع به همراه اندوکتانس های تزویجی در مقایسه با نوع معمول آن (بدون اندوکتانس های تزویجی) در حالت تغییرات بار و تغییرات ولتاژ ورودی بهبود یافته است. همچنین در این پایان نامه نشان داده می شود که استفاده از سیستم کنترل ضرائب وزنی مد ولتاژی با تخمین گر هوشمند باعث بهبود پاسخ حالت ماندگار کل سیستم می شود و تنظیم ولتاژ تمامی خروجی ها را به طور همزمان بهبود می بخشد. نتایج شبیه سازی ها در محیط matlab/simulink، صحت عملکرد سیستم کنترل هوشمند را تایید می نمایند.

امروزه پیشرفت های تکنولوژی در زمینه های الکترونیک قدرت، اتوماسیون و پردازش سیگنال، امکان استفاده از درایو های ac را در پروسه های مختلف صنعتی فراهم کرده است. کنترل با جهت یابی میدان موتور القایی بسیار مناسب تر از سایر تکنیک های کنترل عددی (مانند فرکانس متغیر) است. در این روش موتور القایی رفتاری مشابه موتور dc از خود نشان می دهد. بنابراین درایوهای ac که با این روش کنترل می شوند، جایگزین مطمئن و خوبی برای بسیاری از کاربردها خواهند بود. هم اکنون موتور القایی خطی کاربرد های وسیعی در صنعت پیدا کرده اند. فیزیک خاص اینگونه موتورها امکان استفاده از آن ها را در مواردی که نیاز به عملکرد با کیفیت بالا داریم و استفاده از موتورهای دوار مناسب نیست را فراهم می آورد. در این پایان نامه بعد از ارائه مدل موتور القایی خطی بر اساس موتور القایی دوار با در نظر گرفتن اثرات لبه های انتهایی، کنترل برداری موتور القایی خطی مورد توجه قرار گرفته است. جهت بهینه سازی پاسخ سرعت ( میزان فراجهش، زمان صعود و خطای حالت ماندگار سیگنال سرعت) بجای استفاده از کنترل کننده تناسبی-انتگرالی معمولی از کنترل کننده تناسبی-انتگرالی فازی استفاده شده است. همچنین جهت درایو بدون حسگر موتور القایی خطی، مشاهده گر فیلترکالمن بسط یافته، برای تخمین سرعت موتور بکار گرفته شده است. به این منظور ابتدا موتور القایی خطی همراه با بلوک کنترل برداری و الگوریتم فیلترکالمن در محیط matlab/simulink مدل سازی شده و سپس نتایج شبیه سازی ارائه شده است.

در این پروژه مدلسازی و کنترل سیستم پیل سوختی متشکل از پیل سوختی با غشاء تبادل پروتون(pemfc) ، ذخیره ساز انرژی و مبدل های الکترونیک قدرت در خودروهای پیل سوختی ترکیبی(fchv) مورد بررسی قرار گرفته است. مدل دینامیکی نیمه تجربی و مدل مداری پیل سوختی در این پروژه ارئه شده اند که به دلیل دقت بالایی که دارند، برای طراحی کنترل کننده های پیل سوختی مناسب می باشند. در مدل های پیل سوختی ارائه شده در اکثر مقالات از مدل دینامیکی نیمه تجربی، که در این پروژه نیز تحت عنوان مدل پیشنهادی اول نامگذاری شده است، استفاده شده، مدل مداری ارائه شده در این پروژه یا همان مدل پیشنهادی دوم به دلیل استفاده از روابط دقیق ولتاژ ترمودینامیکی و افت ولتاژها داری قابلیت اطمینان بالاتری نسبت به مدل اول است و در مقالات پیل سوختی که در مورد خودرو می باشند استفاده نشده است. پیل های سوختی دارای شدت توان پایین و دینامیک کند هستند که برای جبران این مشکلات در حالت های گذرا و اضافه بار از ذخیره سازهای انرژی استفاده می شود تا سیستمی با شدت توان و شدت انرژی بالا ایجاد و مشکل شدت توان پیل سوختی توسط ذخیره سازها مرتفع گردد. موضوع مهمی که در کنترل سیستم پیل سوختی باید مورد توجه قرار بگیرد این است که بدلیل اینکه در خودرو ما با تغییرات سریع و مداوم بار روبرو هستیم، رفع تقاضای بار در حالت های گذرا بسیار حائز اهمیت می باشد. به نکته مهم دیگری نیز باید توجه شود که برای داشتن بازده ای بالا و حفظ طول عمر پیل سوختی و باتری، باید هر کدام از آن ها در رنج محدودی از توان و socمورد بهره برداری قرار بگیرند و دستخوش تغییرات در رنج وسیعی نگردند. موضوع دیگری که در این پروژه مورد بررسی قرار گرفته است مدیریت انرژی در سیستم پیل سوختی می باشد. بین میزان توانی که پیل سوختی و باتری برای رفع تقاضای بار باید بدهند، باتوجه به حالت ظرفیت شارژ (soc) باتری و محدودیت های ولتاژ،جریان و توان باتری و محدودیت توان پیل سوختی باید مدیریت انرژی انجام گردد. و نکته مهم دیگر این است که در موتور در حالت ترمز انرژی مصرف نشده بر می گردد و این انرژی بایستی توسط باتری بازیابی گردد. برای این منظور از یک مبدل الکترونیک قدرت دو جهته استفاده کردیم که در حالت رفت افزاینده و در حالت برگشت کاهنده می باشد. برای کنترل مبدل الکترونیک قدرت در یک حالت از یک کنترل کننده ساده pi و در حالت دیگر از یک کنترل کننده فازی به همراه تعدادی سوئیچ برای تصمیم گیری بین حالت شارژ و دشارژ استفاده شده است و نتایج در دو حالت مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته اند. برای مدیریت انرژی از یک کنترل کننده ترموستاتی و یک کنترل کننده فازی مبنی بر توان مورد نیاز بار و حالت ظرفیت شارژ باتری، استفاده شده و نتایج شبیه سازی ها با هم مقایسه شده اند. مدل بار خودرو در مسیرهای مختلف از ترم افزار advisor برداشت شده است و تمام شبیه سازی ها با نرم افزار matlab/simulink انجام شده اند.

در این تحقیق تحلیل مسئله مکانیابی با رهیافت های بهینه سازی چند هدفه مطرح می گرددو در جهت برقراری توازن نسبی بین اهداف بعضاً متناقض مسئله و دستیابی به جواب های منطقی که توأمان دارای توجیه اقتصادی و فنی باشد از ترکیب الگوریتم بهینه سازی چند هدفه nspso با منطق فازی استفاده شده است.با اجرای پروسه تحلیل تابع بهینه سازی چند هدفه، یافتن مجموعه جواب های بهینه پارتو میسر گردیده و در نهایت با به کارگیری منطق فازی انتخاب مناسب ترین جواب ممکن از بین مجموعه جواب های پارتو میسر می شود. شایان ذکر است که در پروسه دستیابی به مناسب ترین پاسخ، علاوه بر جنبه های فنی و اقتصادی مسئله از تجارب شخصی طراح نیز بهره برده می شود. در این راستا و در جهت اثبات کارآیی الگوریتم پیشنهادی، مسئله مکانیابی در دو سناریوی جداگانه به عنوان یک مسئله بهینه سازی چند هدفه تعریف شده که در آن کاهش تلفات، کاهش شاخص l شبکه برای بهبود پایداری ولتاژ و کاهش انحرافات ولتاژ باس های شبکه به عنوان اهداف مطرح در مسئله مد نظر قرار می گیرند. شایان ذکر است که ادوات استفاده شده نیز svc و tcsc می باشند.

هدف اصلی پخش بار بهینه، یافتن نقطه کار مناسب برای سیستم قدرت است. در این پایان نامه، پخش بار بهینه با در نظر گرفتن هزینه امنیت سیستم و قید پایداری سیگنال کوچک انجام می شود. به همین منظور، باید سود خالص پیش بینی شده (رفاه اجتماعی پیش بینی شده) برای سیستم با در نظر گرفتن قیود سیستم، بهینه شود. سود خالص پیش بینی شده برای سیستم برابر ترکیبی از سود ناشی از مصرف توان اکتیو، هزینه تولید توان اکتیو و هزینه امنیت سیستم است. هزینه امنیت سیستم شامل هزینه خروج بار و هزینه افزایش یا کاهش توان اکتیو ژنراتورها است، که به ازای همه پیشامدهایی که ممکن است در سیستم روی دهد، محاسبه می شوند. قیود سیستم شامل معادلات پخش بار، محدودیت توان اکتیو و راکتیو بارها و ژنراتور ها، محدودیت ولتاژ باس ها، محدودیت توان عبوری از خطوط و قید پایداری سیگنال کوچک می باشد. قید پایداری سیگنال کوچک باعث افزایش حاشیه پایداری سیگنال کوچک سیستم می شود. زمانی که یک اغتشاش کوچک در سیستم روی می دهد، برخی از متغیرهای حالت سیستم مانند سرعت زاویه ای ژنراتورها، تغییر می کنند. حاشیه پایداری سیگنال کوچک سیستم، باعث بازگشت سیستم به یک نقطه کار مناسب می شود. در این پایان نامه، پخش بار بهینه با در نظر گرفتن هزینه امنیت سیستم و قید پایداری سیگنال کوچک بر روی سیستم 9 باس wscc انجام می شود. برای بهینه سازی از الگوریتم های ژنتیک و بهینه سازی اجتماع ذرات (pso) استفاده می شود. در پایان، نتایج بدست آمده از الگوریتم های ژنتیک و pso با یکدیگر مقایسه می گردند.

یکی از مهمترین عناصر facts که نقش گسترده ای در بهبود پروفیل ولتاژ ، کنترل توان راکتیو و بهبود پایداری شبکه قدرت دارد ، کنترل کننده یکپارچه توان (upfc) می باشد. اما با توجه به این که در یک سیستم قدرت به هنگام بروز حالتهای گذرا ، پایدارسازهای سیستم قدرت (pss) و ادوات facts به طور همزمان عمل می کنند و تاثیرات دینامیکی متقابلی را بر روی عملکرد یکدیگر می گذارند و این تاثیرات متقابل می تواند موجب تقویت و یا تضعیف پایدارسازی آنها گردد. بنابراین لازم است هماهنگی بین این کنترل کننده ها صورت گیرد تا در نهایت منجر به افزایش پایداری سیستم قدرت گردد. طراحی هماهنگ کنترل کننده های پایدارسازهای سیستم قدرت و کنترل کننده یکپارچه توان می تواند راه حل مناسبی برای حل این مسئله باشد. در این پایان نامه هدف این است، تا با مدل کردن سیستم قدرت که upfc نیز به آن متصل می باشد ، در شرایطی که از سیستم کنترل همزمان تمامی پارامترهای ورودی upfc در کنار کنترل همزمان با سیستم کنترلی پایدارساز سیستم قدرت ((pss، مطالعات پایداری سیگنال کوچک را که ناشی از تغییرات بار و ایجاد عدم تعادل در توان الکتریکی و توان مکانیکی سیستم قدرت می باشد، انجام دهیم. مطالعات شاخصهای پایداری در دو حوزه زمان و فرکانس و با تنظیم همزمان پارامترهای کنترلی سیستم اعم از پارامترهای کنترل کننده های ضرائب مدولاسیون و زاویه آتش کنورتورهای upfc و پارامترهای کنترلی پایدارساز سیستم قدرت با استفاده از سه روش مختلف بهینه سازی (الگوریتمهای ژنتیک ، pso و nspso ) انجام خواهد شد. شایان ذکر است، بهینه سازی پارامترها با استفاده از الگوریتم بهینه سازی nspso که براساس توابع چند هدفه انجام می شود، در شرایط تنظیم بهینه پارامترها به صورت همزمان در دو حوزه زمان و فرکانش انجام خواهد شد. در پایان با انجام شبیه سازیهای مختلف، کارائی سیستم کنترلی پیشنهادی در هنگام بروز اغتشاشات کوچک و مقایسه روشهای مختلف بهینه سازی براساس زمان بهینه سازی پازامتزها و مقادیر حاصل برای توابع هدف، مورد ارزیابی قرار می گیرد.

بازآرایی و جایابی بهینه خازن به منظور کاهش تلفات توان و نگه داشتن ولتاژ در بازه محدودیتهای مجاز در سیستمهای توزیع مورد استفاده قرار می گیرد. این محدودیتها شامل شعاعی بودن شبکه و رعایت قیود ولتاژ و جریان شبکه می باشند. در این پایان نامه حل همزمان خازن گذاری و بازآرایی به منظور کاهش تلفات با در نظر گرفتن محدودیتهای فوق الذکر توسط الگوریتمی هوشمند که تا کنون برای حل این مسئله استفاده نشده، ارائه گردیده است. با توجه به نیاز به حل همزمان دو مسئله بهینه سازی غیر خطی گسسته، استفاده از الگوریتمهای هوشمند در این پایان نامه مد نظر قرار گرفته است. در روند بهینه سازی، یکی از اصلی ترین موارد، مدلسازی مسئله و اعمال الگوریتم انتخابی است. این موضوع در این پایان نامه با مدل سازی حالت شبکه بصورت رشته های صفر و یک و با روشی مشخص انجام گردیده است. درنتیجه یک مسئله بهینه سازی گسسته بوجود آمده که شامل متغیرهای صفر و یک است و دیگر نمی توان از الگوریتم های بهینه سازی که بر روی اعداد حقیقی کار می کنند، استفاده نمود. به منظور حل همزمان این دو مسئله با هدف کاهش تلفات، از الگوریتم بهینه سازی جدیدی با نام «الگوریتم اجتماع ذرات دودویی بهبود یافته(ibpso)» استفاده گردیده است. الگوریتم پیشنهادی بر روی دو شبکه تست، 16 و 33 باسه اعمال گردید و نتایج بدست آمده مورد بررسی قرار گرفت. الگوریتم جدید ارائه شده، در شرایط مشابه جواب بهتری نسبت به سایر الگوریتمهای انجام شده قبلی دارد. برنامه های مورد استفاده به گونه ای نوشته شده اند که برای شبکه های بزرگ نیز می توانند بکار روند. همچنین 5 حالت مختلف از تقدم و تأخر اقدامات بازآرایی و جایابی بهینه خازن مورد بررسی قرار گرفت که در نهایت، بهترین نتیجه مربوط به انجام همزمان بازآرایی و جایابی بهینه خازن بدست آمده است.

امروزه با توجه به افزایش مصرف انرژی وکاهش منابع سوخت فسیلی روند استفاده از منابع انرژی تجدید پذیر افزایش یافته است. در بین منابع انرژی تجدیدپذیر، انرژی خورشیدی و انرژی باد از لحاظ مقدار و دسترسی در اولویت هستند. از اینرو ترکیب سیستم های انرژی خورشیدی و بادی، یک سیستم با قابلیت اطمینان بالا ایجاد خواهد کرد. در این پایان نامه یک سیستم ترکیبی انرژی خورشیدی و بادی به همراه باتری ارائه شده است. این سیستم ترکیبی، به صورت منفصل از شبکه بوده و نوع اتصال آن dc می باشد. پانل خورشیدی و سیستم انرژی بادی توسط یک مبدل بوست به لینک dc متصل شده اند. لینک dc نیز توسط یک اینورتر به بار ac متصل است. جهت ایجاد تعادل در تولید و مصرف توان، از یک باتری متصل به لینک dc استفاده شده است. هر یک از این سیستم های انرژی خورشیدی و بادی می توانند در یکی از دو حالت ردیابی نقطه بیشینه توان و یا ردیابی نقطه کار بار، عمل کنند. این تعیین حالت، توسط یک مرکز مدیریت توان انجام می گیرد. الگوریتم مدیریت توان سیستم ترکیبی، بر این اساس است که با توجه به توان در دسترس سیستم های انرژی خورشیدی و بادی، توان بار مورد تقاضا و حالت شارژ باتری، حالت عملکرد سیستم های انرژی خورشیدی و بادی تعیین خواهد شد. از آنجائیکه در سیستم ترکیبی موردنظر، سیستم انرژی بادی، به عنوان منبع توان اصلی در نظر گرفته شده است، لذا مسئله اولویت بندی حالت های عملکرد هر یک از سیستم های انرژی خورشیدی و بادی، در طراحی الگوریتم در نظر گرفته شده است. همچنین یک محدودیتی برای حالت شارژ باتری، در جهت افزایش عمر باتری، اعمال شده است. تمام شبیه سازی ها در محیط matlab/simulink انجام شده است.

بازآرایی شبکه های توزیع که با مجموعه ای از عملیات کلیدزنی صورت می گیرد، روشی ساده و کم هزینه است که بدون افزودن تجهیزات اضافه بر شبکه موجب بهره برداری بهینه از سیستم های توزیع می گردد. در این پایان نامه روش جدیدی برای بازآرایی چند هدفه شبکه توزیع ارائه می شود که الگوریتم بهینه سازی big bang-big crunchترکیبی (hbb-bc) و روش بهینه سازی فازی را ترکیب می نماید. اهداف مورد نظر کاهش تلفات توان حقیقی، کاهش انحراف ولتاژ باس ها از مقدار نامی و متعادل سازی بار در بین فیدرها می باشد. هنگام تغییر آرایش همواره باید قیدهایی نظیر شعاعی بودن شبکه و دربرگرفتن تمامی باس ها و قیود ولتاژ و جریان شبکه رعایت شوند که این امر بازآرایی را تبدیل به یک مساله بهینه سازی می کند. الگوریتم hbb-bc روشی موثر و قدرتمند است که از دقت و سرعت همگرایی بالایی برخوردار است و پیاده سازی آن نیز آسان می باشد. این الگوریتم با استفاده از ظرفیت های pso قابلیت الگوریتم bb-bc را برای جستجوی بهتر افزایش می دهد. علاوه بر این روش پیشنهادی پس از به روز رسانی موقعیت برای اجتناب از بهینه محلی و کاوش نواحی جستجوی جدید از عملگر جهش استفاده می نماید. کارایی الگوریتم پیشنهادی با اجرای آن بر روی دو شبکه توزیع نمونه اثبات می گردد. نتایج شبیه سازی با نتایج حاصل از سایر روش ها مقایسه شده است.

کاربردهای فراوان مبدل های ac/ac سه فاز، منجر به انجام مطالعاتی جهت بهبود عملکرد،کاهش حجم و هزینه و افزایش قابلیت های این مبدل ها شده است. دراین پایان نامه یک مبدل ac/ac برای انتقال دو طرفه توان بین منبع ac و بار سه فاز، شبیه سازی و بررسی شده است. این مبدل براساس ساختار نه سوئیچه پیشنهاد شده و با تغییر بخش کنترل و پارامترهای مداری، انتقال توان ac/ac را امکان پذیر نموده است. بدین ترتیب می توان با استفاده از9 سوئیچ دوجهته، عملکرد مبدل را بدست آورد. بکارگیری مبدل نه سوئیچه به جای مبدل پشت به پشت علاوه بر برآورده کردن شرایط این مبدل، مزایای مختلفی نیز ازجمله کاهش هزینه و کاهش حجم و وزن را دارا است. همچنین عملکرد این مبدل و روش کلید زنی مبدل نه سوئیچه توسط مدولاسیون پهنای پالس و مدولاسیون بردار فضایی بررسی شده است. مبدل نه سوئیچه توانایی تنظیم ضریب توان ورودی را به صورت واحد و حتی پیشفاز دارد. برای بررسی عملکرد مبدل نه سوئیچ، شبیه سازی این مبدل توسط نرم افزار matlab/simulink انجام شده است.

سیستم مبدل انرژی بادی، انرژی موجود در باد را توسط توربین بادی، ژنراتور و مبدل بوست تبدیل به توان مصرفی برای بارها و مصرف کننده ها می کند. انرژی تولیدی به لینک dc وصل می شود و در صورت نیاز و یا اتصال به شبکهac این کارتوسط اینورتر صورت می گیرد. به منظور استفاده بهینه از یک سیستم مبدل انرژی بادی، باید طوری تنظیم شود که حداکثر توان از سیستم دریافت شود. روش های مختلفی برای تعیین و ردیابی نقطه حداکثر توان وجود دارد. در این پایان نامه چندین روش هوشمند برای ردیابی نقطه توان سیستم مبدل انرژی بادی ارائه شده است. حداکثر شبیه سازی ها این سیستم مبدل انرژی بادی برای کنترل ماکزیمم نقطه توان در محیط matlab/simulink انجام شده است.

برای رسیدن به ظرفیتهای بالا در مبدلهای الکترونیک قدرت، استفاده از مبدلهای dc به dc که به صورت موازی متصل شده اند، پیشنهاد می شود. منابع تغذیه مبتنی بر موازی سازی تعدادی از مبدلهای سوئیچینگ مزایای متعددی را نسبت به یک منبع تغذیه متمرکز با توان بالا عرضه می کنند. برخی از این مزایا عبارتند از: طراحی حرارتی ساده تر، بهبود قابلیت اطمینان سیستم به دلیل وجود واحدهای پشتیبان، کاهش استرس حرارتی و الکتریکی بر اجزای سیستم، کوتاه تر شدن فرایند طراحی و هزینه کمتر سیستم، گسترش ساده ظرفیت سیستم قدرت. برای بهره برداری مناسب از مبدلهای dc به dc موازی، بخش کنترل باید رگولاسیون ولتاژ و تقسیم جریان به صورت مساوی بین مبدلها را به درستی انجام دهد. در این پایان نامه پس از بررسی عملکرد کنترل کننده کلاسیک تناسبی-انتگرالی-مشتقی در کنترل مبدل مذکور، به ارائه کنترل کننده ایمن، که الهام گرفته از مکانیزم دفاعی بدن انسان می باشد، پرداخته می شود. جهت طراحی کنترل کننده ایمن از دو روش استفاده شده است. عملکرد روشهای کنترل مطرح شده در مواجهه با اغتشاشات مختلف، بر روی یک مبدل dc به dc موازی نمونه، مورد آزمون قرار گرفته و با مقایسه نتایج شبیه سازی، کارایی کنترل کننده ایمن به کار رفته، اثبات می گردد.

تولید پراکنده، گزینه مناسبی برای اصلاح پروفیل ولتاژ و کاهش تلفات خطوط، بهبود کیفیت و آلودگی های محیط زیست و بطور کلی افزایش بازدهی روند تولید انرژی می باشد. اما قبل از نصب تولیدات پراکنده باید تأثیر آن برروی پروفیل ولتاژ، تلفات خطوط، جریان اتصال کوتاه و میزان هارمونیک تزریقی بطور جداگانه بررسی گردد. مکان یابی مناسب تولیدات پراکنده در شبکه های قدرت، دست یابی به حداکثر منافع نهفته در آن ها را ممکن می سازد. این در حالی است که در صورت نصب و بهره برداری این تولیدات در مکان نامناسب حتی ممکن است به شبکه توزیع آسیب وارد شود. از اینرو ضرورت جایابی منابع تولید پراکنده از نیازهای اصلی استفاده از آنها است. در این پایان نامه هدف ما جایابی بهینه منابع تولید پراکنده به منظور دستیابی به دامنه ولتاژ بهبود یافته و تلفات توان، هزینه و thd کم تر در شبکه های توزیع می باشد. در زمینه جایابی منابع تولید پراکنده فعالیت های مختلف با اهداف متنوع، همچون روش های جستجو و یا روش های تحلیلی صورت پذیرفته است که همگی به دنبال کاهش اثرات منفی و تقویت به کارگیری تولیدات پراکنده در شبکه های توزیع می باشند. اما در این پایان نامه تعداد ، اندازه و مکان تولیدات پراکنده به صورت همزمان بررسی شده است تا عملکرد بهتری در شبکه داشته باشد. با این مسئله به عنوان یک مسئله بهینه سازی رفتار شد که الگوریتم hbb-bc به عنوان ابزار حل آن استفاده شده است. با توجه به چهار هدف تعریف شده، مسئله تعریف و تابع هدف بیان شده است. روش پیشنهادی، تحت نرم افزار matlab برنامه نویسی شده و بر روی شبکه نمونه توزیع برق استان قزوین، شبکه ?? و ?? شینه ieee پیاده گردید. نتایج حاصل از اعمال این روش بر روی شبکه، بیانگر بهبود شاخص پروفیل ولتاژ و کاهش تلفات توان، هزینه و thd می باشد.

جهت حل مسائل مرتبط با خطوط انتقال، نظیر مشکلات بارداری و بی باری، نوسانات توان و ناپایداری ولتاژ و بطور کلی تضمین عملکرد ایمن سیستم قدرت، راهکارهای متعددی ارائه شده است، که هدف اساسی آنها کنترل ولتاژ، توان اکتیو و توان راکتیو می باشد. یکی از این راهکارها بهره گیری از ادوات factsمی باشد که با بکارگیری آنها کنترل لحظه ای این پارامترها امکان پذیر شده است. دو دلیل برای حرکت به سمت استفاده از ادوات facts وجود دارد، اولی ارتقاء اخیر در زمینه ی الکترونیک قدرت که ساخت تجهیزات قابل کنترل، باعث به صرفه شدن استفاده از این تجهیزات می باشد. دوم افزایش بار در سیستم های قدرت و ناتوانی در افزایش خطوط انتقال با توجه به رشد چشمگیر بار در شبکه است. اما مسئله اساسی، تعیین مکان مناسب نصب و ظرفیت دقیق این تجهیزات است که کاملاً متأثر از شرایط و اهداف حاکم بر مسئله می باشد و لحاظ هریک از آنها در مسئله مکانیابی امری ضروری است. برای تحقق این امر رهیافت های متنوعی مطرح می شود که در این تحقیق از یکی از روش های بهینه سازی هوشمند به نام روش bb-bc استفاده شده است که با ایده گرفتن از روش هوشمند pso این روش بهبود یافت. در انتهای این پژوهش مزیت های استفاده از این روش ذکر گردیده است و همچنین مقایسه ای بین روش بهینه سازی مذکور و سایر روش ها انجام شده و پیشنهاداتی برای ادامه ی تحقیقات در آینده، ارائه شده است.

امروزه به دلیل روند رو به کاهش منابع انرژی فسیلی و افزایش نیاز به انرژی در سراسر جهان تلاش برای یافتن انرژی های نو و جایگزین مناسب برای سوخت های متداول امری اجتناب ناپذیر است. در میان انرژی های تجدیدپذیر انرژی خورشیدی یکی از گزینه های بی پایان، پاکیزه و قابل دسترس است. سیستم های فتوولتاییک علیرغم مزایای فراوان دارای معایبی نیز هستند. این سیستم ها دارای هزینه نصب بسیار زیاد و بازده پایینی هستند. گذشته از این به دلیل وابستگی شدید به سطح تابش خورشید و دمای کار پنل خورشیدی، مشخصه های غیرخطی دارند. هر سلول خورشیدی دارای یک نقطه کار واحد است که اصطلاحاً نقطه ماکزیمم توان یا mpp نامیده می شود. هنگامی که سیستم در این نقطه کار قرار داشته باشد بیشترین بهره در تولید توان و بیشترین توان خروجی را دارد. علیرغم وجود روش ها و الگوریتم های مختلف mppt هیچ یک قادر به یافتن mpp سراسری نیستند، این الگوریتم ها یا هیچگاه همگرا نمی شوند، یا در مدت زمان طولانی همگرا می شوند، یا آنقدر حول mpp نوسان می کنند که تلفات توان را افزایش می-دهند و در نهایت در صورت همگرایی، به همگرایی محلی می رسند نه همگرایی کلی. اما الگوریتم هوشمند مبتنی بر رفتار اجتماعی این نقاط ضعف را پوشش می دهد و در مدت زمان کوتاهی و با حداقل تعداد تکرار به mpp کلی همگرا می شود. این پایان نامه به بررسی روش های مختلف ردیابی نقطه توان ماکزیمم و بیان معایب و مزایای این روشها تحت شرایط مختلف جوی اعم از دما و تابش های مختلف می پردازد. اما نکته مهم این است که الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات (pso) و یکی از ترکیب آن تحت عنوان ازدحام ذرات-جستجو آشوبگون (cstpso) که در این پایان نامه مورد بررسی قرار گرفته است با دقت و صحت بالایی می تواند نقطه توان ماکزیمم را تحت تابش و دمای مختلف و در شرایط سایه جزیی ردیابی کند.در این پایان نامه ابتدا یک آرایه فتوولتایک بر اساس جدیدترین روش مدلسازی شده است. در این مدل نسبت به مدل های قبلی سادگی و کاربردی بودن آن در شرایط سایه جزیی می باشد نتایج بدست آمده از این روش دقیق می باشد. برای ردیابی توان بیشینه از یک مبدل dc-dc افزایشی استفاده شده است. در پایان هم صحت عملکرد الگوریتم پیشنهادی و مقایسه با الگوریتم های قبلی ارایه شده است.

چکیده یکی از ارکان اساسی هر سیستم قدرت که وظیفه انتقال توان را بر عهده دارد، خطوط انتقال می باشد. خطوط انتقال در هر سطح ولتاژی در معرض خطا و اتصال کوتاه قرار دارند. در سیستم قدرت خطوط انتقال شریان های حیاتی هستند که وظیفه انتقال پیوسته انرژی از نیروگاه ها به مصرف کننده ها را برعهده دارند، بنابراین شناسایی و تعیین محل خطا در خطوط انتقال، ارتباط تنگاتنگی با سرعت بازگردانی مجدد شبکه قدرت و در نتیجه افزایش کارایی آن دارد. با در نظر گرفتن مسائل اقتصادی و نیز حجم توان انتقال اهمیت مکان یابی خطا در خطوط انتقال بیشتر خواهد شد. تعیین دقیق تر مکان خطا، کار جستجو و تعمیرات و بازیابی خطوط را ساده تر می نماید. بازیابی سریع تر خطوط میزان نارضایتی مصرف کننده، زمان خروج خط و هزینه تعمیرات را کاهش می دهد. از سوی دیگر، جبران سازی خطوط انتقال، جایگاه ویژه ای را به لحاظ مزایای هنگام بهره برداری در شبکه قدرت به خود اختصاص داده است. بر همین اساس در این پایان نامه، روشی جدید مبتنی بر مدل گسترده خط انتقال در حوزه زمان به منظور تعیین محل خطا در خطوط انتقال سه پایانه جبران شده با ادوات facts سری ارائه شده است. مبنای این روش تبدیل شبکه با سه پایانه به شبکه با دو پایانه بعد از تشخیص بخش خطادار و سپس حل مسئله فاصله یابی خطا می باشد. بنابراین برای حل مسئله فاصله یابی خطا در این خطوط قبل از تعیین فاصله تا محل خطا روشی جهت تعیین بخش خطادار ارائه گردیده است و سپس با تبدیل شبکه سه پایانه به شبکه دو پایانه، الگوریتم محل یابی خطا را بر روی آن اعمال می کنیم. در این روش، از مدل گسترده خط انتقال در حوزه زمان استفاده شده است چرا که این مدل برای خطوط طولانی دارای دقت بالایی است و این یکی از مزایای روش پیشنهادی نسبت به روش های قبل است. الگوریتم پیشنهادی به مقاومت خطا، زاویه آغازین خطا و نوع خطا حساس نمی باشد و مستقل از پارامترهای دستگاه جبران ساز است. همچنین، حساسیت الگوریتم پیشنهادی به تعداد، مکان نصب و درصد جبران سازی جبران ساز بسیار ناچیز و قابل چشم پوشی می باشد. این روش برای تمامی خطوط انتقال که با هر نوع ادوات جبران ساز سری جبران شده اند، مناسب می باشد. انواع مختلف خطا در فواصل مختلف و شرایط گوناگون با استفاده از نرم افزار matlab/simulink بر روی شبکه جبران شده با خازن سری کنترل شده تریستوری (tcsc) شبیه سازی شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی های متفاوت، دقت و صحت الگوریتم پیشنهادی را تایید می کند.

در این پایان نامه از روش های هوشمند برای کنترل یک مبدل dc-dc مستقیم چند خروجی برای کاربرد در سیستم های فتوولتائیک استفاده شده است. در سیستم فتوولتائیک از روش فازی برای ردیابی نقطه حداکثر توان استفاده شده است. خروجی سیستم فتوولتائیک به عنوان منبع شارژ یک باتری در نظر گرفته شده است در حالی که مدل سازی باتری به روش فازی و انفیس با استفاده از داده های آزمایشگاهی صورت گرفته است و در ادامه از بانک باتری به عنوان منبع تغذیه یک مبدل dc-dc مستقیم با سه خروجی استفاده شده است. همچنین سیستم کنترل ضرایب وزنی مد ولتاژی برای مبدل چند خروجی مورد استفاده قرار گرفته است. امروزه، سیستم کنترل ضرایب وزنی مد ولتاژی برای مبدل های چند خروجی در موارد زیادی مورد استفاده قرار می گیرد. در کنترل به روش ضرایب وزنی مقادیر خطای تنظیم ولتاژ بین تمام خروجی ها پخش می شود، و این مقادیر می تواند با انتخاب مناسب ضرایب وزنی کاهش پیدا کند. اما مشکل اصلی این است که در بیشتر طراحی ها ضرایب وزنی مطلوب با سعی و خطا تعیین می شوند که البته این ضرایب نمی توانند به طور قطعی بهترین ضرایب باشند. در این پایان نامه سه الگوریتم بهینه سازی به نام های الگوریتم رقابت استعماری، الگوریتم کلونی مورچگان و الگوریتم ازدحام پرندگان به منظور یافتن سریع و دقیق ضرایب وزنی مناسب پیشنهاد شده اند. همچنین از کنترل کننده فازی برای کاهش مقدار خطای کل در حالت ماندگار و بهبود ویژگی های حالت گذرا در کنترل یک مبدل dc-dc سه خروجی فوروارد استفاده شده است. عملکرد روش پیشنهادی با روش ضرایب وزنی ثابت مقایسه شده است. شبیه سازی ها در حالت های مختلف انجام شده اند و نتایج نشان می دهد که روش پیشنهادی به میزان قابل ملاحظه ای تنظیم ولتاژ را بهبود بخشیده است. در بین الگوریتم های استفاده شده الگوریتم رقابت استعماری کارایی بهتری از خود در سرعت و دقت نشان داد. از روش پیشنهادی همچنین می توان در دیگر انواع مبدل های چند خروجی نیز استفاده کرد. کلمات کلیدی: فوتوولتائیک، مبدل dc-dc مستقیم چند خروجی، سیستم کنترل ضرایب وزنی مد ولتاژی، الگوریتم رقابت استعماری، الگوریتم کلونی مورچگان، الگوریتم ازدحام پرندگان.

امروزه با توجه به افزایش مصرف انرژی و کاهش منابع سوخت¬های فسیلی، گرایش¬های سیاسی و اقتصادی نسبت به مصرف انرژی¬های تجدیدپذیر و پاک بسیار بیشتر شده است. در این میان انرژی¬هایی مانند انرژی خورشیدی، بادی و پیل¬های سوختی به خاطر شرایط دسترسی آسان و مقدار آن ها در اولویت قرار دارد. در این پایان¬نامه از یک سیستم تولید توان ترکیبی متشکل از سلول¬ خورشیدی، پیل سوختی و باتری استفاده شده است. هدف از این پایان¬نامه بررسی و ارائه یک راه¬کار برای دریافت توان بیشینه از یک سیستم ترکیبی است. سیستم ترکیبی، انرژی تولیدی خود را به یک شینه dc تزریق می کند و درنهایت یک بار dc این توان تزریق شده را مصرف می کند و همچنین در این سیستم، سلول خورشیدی به عنوان منبع تولید انرژی اولیه، سیستم پیل سوختی منبع انرژی ثانویه و سیستم باتری منبع انرژی پشتیبان در نظر گرفته شده است و یک بار مجازی برای ایجاد تعادل میان تقاضا و تولید، توان مازاد تولید شده توسط منابع انرژی¬های نو را در لحظه گذرا جذب می¬کند. در این پایان¬نامه سعی شده تا با طراحی یک کنترل کننده بهبود یافته، توان بیشینه سلول فتوولتائیک در سمت بار استخراج شود. علاوه بر آن، برای ردیابی نقطه بیشینه توان، یک الگوریتم بهینه¬سازی هوشمند ارائه می¬شود. سیستم ترکیبی مورد مطالعه در نرم¬افزار متلب شبیه¬سازی شده است و نتایج بدست آمده ارائه خواهد شد. این نتایج نشان می¬دهد که الگوریتم بهینه¬سازی ارائه شده عملکردی از لحاظ سرعت و دقت به مراتب بهتر از روش¬های مرسوم دارد. همچنین این نتایج نشان می¬دهد که روش ارائه شده ردیابی توان بیشینه، مقدار توان بیشتری را نسبت به کنترل کننده¬های مرسوم در سمت بار تحویل می¬دهد. بنابراین برتری روش ارائه شده توسط این نتایج اثبات می¬شود.

در سالیان اخیر، استفاده از بارهای غیرخطی و منابع تولید پراکنده (به خصوص dgهای مبتنی بر اینورتر مانند فتوولتاییک¬ها و پیل¬های سوختی) رشد قابل ملاحظه¬ای داشته است. dgهای مبتنی بر اینورتر باعث تقویت و گسترش هارمونیک¬های شبکه می¬شوند. علاوه بر آن، جایابی بانک¬های خازنی و dgها بدون توجه به هارمونیک می¬تواند باعث افزایش آلودگی¬های هارمونیکی شبکه توزیع شده و عوارض ناشی از آن مانند ایجاد رزونانس بین بانک¬های خازنی و تجهیزات سلفی سیستم قدرت را به دنبال داشته باشد. در این پایان¬نامه، با استفاده از الگوریتم مبتنی بر جغرافیای زیستی (bbo)، مکان و اندازه بهینه بانک¬های خازنی و dgهای مبتنی بر اینورتر به صورت همزمان و با مدل بار چند سطحی و در حضور بارهای غیرخطی تعیین شده است. در این پایان¬نامه از دو مدل بار توان ثابت و وابسته به ولتاژ استفاده شده و تاثیر مدل بار وابسته به ولتاژ بر روی نتایج بررسی شده است. از مهم¬ترین اهداف این پایان¬نامه، بررسی اهمیت توجه به هارمونیک¬های شبکه توزیع می-باشد؛ به این منظور، مطالعاتی مانند بررسی تاثیر جایابی همزمان خازن¬ها و dgها بر روی سطح اعوجاج هارمونیکی کل (thd) ولتاژ باس¬ها و بررسی تاثیر قید thd (مطابق استاندارد ieee-519) بر روی نتایج جایابی انجام شده است. به منظور دستیابی به اهداف این پایان¬نامه و استفاده از توابع هدف، dgها و بارهای غیرخطی مختلف از دو مورد مطالعاتی استفاده شده است. تابع هدف اول از نوع هزینه و شامل سود ناشی از کاهش تلفات اکتیو و راکتیو و سود حاصل از کاهش انرژی خریداری شده از شبکه انتقال و همچنین هزینه¬های مربوط به نصب، تعمیر و بهره برداری از dgها و بانک¬های خازنی می¬باشد. تابع هدف مورد مطالعاتی دوم شامل کاهش تلفات اکتیو و راکتیو با در نظر گرفتن ارزش کاهش تلفات در سطوح بار مختلف می¬باشد. الگوریتم پیشنهادی bbo بر روی دو شبکه توزیع شعاعی 33 باس و 69 باس تست شده است. مقایسه نتایج حاصل با نتایج الگوریتم pso نشان دهنده برتری و توانایی بالای الگوریتم پیشنهادی bbo می¬باشد. الگوریتم¬های بهینه¬سازی در نرم¬افزار متلب پیاده شده است و پخش بار هارمونیکی با استفاده از نرم¬افزار دیگسایلنت انجام شده است.

بیشترین تلفات موجود در سیستم قدرت در بخش توزیع رخ می¬دهد. از طرف دیگر، به علت اینکه سیستم توزیع آخرین واسطه سیستم قدرت و مصرف¬کنندگان می¬باشد، قابلیت¬ها و ضعف¬های آن می¬تواند تا حد زیادی بر کیفیت تغذیه مشترکین و میزان رضایت آنها تاثیرگذار باشد. بنابر دلایل ذکر شده، برای کاهش تلفات و افزایش قابلیت اطمینان این بخش از سیستم قدرت، سیستم اتوماسیون بکار برده می¬شود. نکته مهم این است که باید قیود فنی و اقتصادی و هم چنین قابلیت اطمینان در مکان¬هایی از شبکه توزیع که قابلیت اتوماسیون سازی را دارند، مد¬ نظر داشت. هدف اصلی این پایان نامه بدست آوردن سطح بهینه اتوماسیون شبکه با در نظر گرفتن شاخص های قابلیت اطمینان می باشد. برای بدست آوردن سطح بهینه اتوماسیون، بررسی جامعی درباره ی انواع روش هایی جایابی کلید های قطع بار صورت گرفته است و جایابی کلیدهای اتوماتیک و غیر اتوماتیک توسط سه الگوریتم ga، pso، cso بهینه سازی شده است.

در این پایان نامه مکان یابی بهینه تولیدات پراکنده توسط الگوریتم بهینه سازی سیاه چاله به گونه ای صورت می پذیرد که علاوه بر کمینه شدن تلفات،کمترین تعداد رله ممکن جهت اضافه شدن به شبکه، مورد نیاز باشد. پس از مکان یابی تولیدات پراکنده با تابع هدف مذکور، هماهنگی بهینه رله های اضافه جریان در شرایط جدید شبکه نیز توسط الگوریتم بهینه سازی سیاه چاله انجام می شود. این هماهنگی به صورتی است که عملکرد رله ها باید به گونه ای باشد که در هنگام وقوع خطا، کمترین تجهیزات در کمترین زمان ممکن از شبکه جدا شوند و بین عملکرد هیچ کدام از رله های اصلی و پشتیبان تداخلی صورت نگیرد. در این پایان نامه مکان یابی بهینه واحدهای تولید پراکنده و همینطور هماهنگی بهینه رله های اضافه جریان، بر روی یک شبکه توزیع شعاعی استاندارد33 باسه با ولتاژ نامی 63 کیلو ولت انجام می شود. جهت شبیه سازی الگوریتم های مورد نظر و انجام تمامی محاسبات، از نرم افزار شبیه سازی متلب استفاده می گردد. جهت بررسی صحت عملکرد الگوریتم سیاه چاله در مکان یابی بهینه واحدهای تولید پراکنده و هماهنگی رله های اضافه جریان، نتایج حاصل از آن با نتایج حاصل از الگوریتم بهینه سازی انبوه ذرات مقایسه شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهند که الگوریتم سیاه چاله در مکان یابی تولیدات پراکنده با تابع هدف مذکور به گونه ای عمل می کند که در آن مجموع هزینه های حاصل از تلفات توان و رله های اضافه شده به شبکه، نسبت به الگوریتم بهینه سازی انبوه ذرات کمتر خواهد بود. همینطور در هماهنگی رله های اضافه جریان پس از مکان یابی بهینه واحدهای تولید پراکنده، مشاهده خواهد شد که باز هم الگوریتم سیاه چاله می تواند رله ها را به گونه ای هماهنگ کند که مجموع کل زمان عملکرد رله ها در آن کمتر از نتیجه ی حاصل از الگوریتم بهینه سازی انبوه ذرات شود. الگوریتم بهینه سازی سیاه چاله علاوه بر دقت بالاتر نسبت به الگوریتم بهینه سازی سیاه چاله، سرعت بیشتری نیز نسبت به آن در رسیدن به پاسخ دارد. بنابراین الگوریتم بهینه سازی سیاه چاله می تواند به عنوان الگوریتمی مناسب جهت مکان یابی بهینه تولیدات پراکنده و همچنین هماهنگی بهینه رله های اضافه جریان در شبکه توزیع به کار رود.

امروزه با توجه به افزایش روزافزون مصرف انرژی و کاهش منابع سوخت¬های فسیلی، گرایش نسبت به مصرف انرژی¬های تجدیدپذیر و پاک بسیار بیشتر شده است. در این میان دسترسی به انرژی¬هایی مانند انرژی خورشیدی و بادی به خاطر شرایط دسترسی آسان و مقدار آن ها در اولویت قرار دارد. در این پایان¬نامه از یک سیستم تولید توان ترکیبی متشکل از توربین بادی، سلول¬ خورشیدی، پیل سوختی و باتری استفاده شده است. هدف از این پایان نامه مدیریت توان بهینه¬ی سیستم ترکیبی پیشنهادی در شرایط محیطی (تابش، دما، سرعت باد) متنوع است. سیستم ترکیبی موردمطالعه به صورت یک سیستم مستقل و خودگردان در نظر گرفته شده است. سیستم ترکیبی، انرژی تولیدی خود را به یک شینه dc تزریق می کند و توان تزریق شده توسط یک مبدل ولتاژ dc/ac (اینورتر) به یک بار ac تحویل می¬گردد. در این مطالعه، سیستم پیل سوختی و باتری به عنوان سیستم پشتیبان انرژی در نظر گرفته شده¬اند. توان مازاد توسط یک مبدل dc/dc کاهنده به الکترولایزر می¬رسد و الکترولایزر از این توان مازاد برای تولید هیدروژن موردنیاز برای تغذیه پیل سوختی استفاده می¬نماید، این توان مازاد، باتری را نیز شارژ خواهد کرد. در این سیستم، از یک بار dc برای ایجاد تعادل میان تقاضا و تولید در حالت گذرا استفاده شده است که در صورت مازاد تولید در لحظه گذرا وارد سیستم می شود و توان مازاد را جذب می¬نماید. سعی بر آن است تا با طراحی یک کنترل کننده ی فازی بهینه شده، قابلیت اطمینان (که در این پایان نامه با معیار کاهش احتمال از دست دادن بار بیان شده است) و هزینه تعمیر و نگهداری سیستم ترکیبی، بهبود یابد. لذا از الگوریتم چرخه آب جهت بهینه نمودن محل قرارگیری توابع عضویت کنترل کننده ی فازی برای مدیریت توان بهینه¬ی بین اجزای سیستم ترکیبی استفاده شده است. سیستم ترکیبی موردمطالعه در نرم¬افزار matlab شبیه سازی شده است. نتایج نشان می¬دهد الگوریتم چرخه آب در مقایسه با الگوریتم اجتماع ذرات، در یافتن توابع عضویت بهینه بهتر عمل می کند و علاوه بر آن سطح شارژ باتری در روش چرخه آب بیشتر است که منجر به افزایش عمر باتری می¬گردد.

در این پایان نامه یک روش سوئیچینگ برای بهینه سازی و کاهش هر چه بیشتر مقدار اعوجاج هارمونیکی کل و حذف هارمونیک های انتخاب شده و دستیابی به یک موج سینوسی با مولفه ی اصلی دلخواه در اینورترهای چند سطحی آبشاری با منابع ولتاژ نابرابر شده ارائه شده است.در این روش سوئیچینگ بهترین مقادیر زوایای سوئیچینگ را برای رسیدن به اهداف مذکور،تعیین می شود. روش سوئیچینگ بکار رفته در این پایان نامه مبتنی بر روش سوئیچینگ شکل موج پله ای با هارمونیک های بهینه شده(ohsw) است. نقطه ی ضعف و محدودیت روش سوئیچینگ ohsw به کارگیری یک ترکیب ثابت از منابع ولتاژ موجود در اینورتر چند سطحی آبشاری با منابع ولتاژ نابرابر به ازای مقادیر مختلفی از ضریب مدولاسیون است. درنتیجه روش سوئیچینگ ohsw مورد بازنگری و بازتعریف قرار گرفته است. در این پایان نامه، این روش سوئیچینگ با نام روش سوئیچینگ شکل موج پله ای با هارمونیک های بهینه شده ی بازتعریف شده (rohsw) معرفی شده است، با این بازنگری امکان بکارگیری ترتیب و ترکیب های متفاوتی از منابع ولتاژ نابرابر موجود، به ازای نقاط مختلفی از ضریب مدولاسیون حاصل می شود. به منظور نشان دان برتری عملکرد و نتایج روش سوئیچینگ پیشنهادی نسبت به روش سوئیچینگ ohsw، هر دو روش به ازای سطوح مختلفی از اینورترهای چند سطحی آبشاری به کار گرفته شده اند و نتایج حاصله با یکدیگر مقایسه گردیده اند. از طرفی با توجه به، نیاز به استفاده از الگوریتم های بهینه سازی در حل معادلات مربوط به هر دو روش سوئیچینگ از یکسو و وجود الگوریتم های بهینه سازی متعدد و متفاوت از سوی دیگر باعث شد که مناسب ترین الگوریتم مطابق با نیاز های موجود شناسایی و انتخاب گردد. در این پایان نامه، به منظور حل معادلات مربوط به روش سوئیچینگ rohsw از الگوریتم-های بهینه سازی ذرات، الگوریتم جغرافیای زیستی، الگوریتم استعماری و الگوریتم جستجوی گرانشی استفاده شده است

سیستم ترکیبی باد-دیزل یکی از معروف¬ترین سیستم¬های انرژی در سال¬های اخیر بوده است. در این سیستم ترکیبی، ژنراتور توربین بادی به¬عنوان منبع اصلی است در حالی¬که ژنراتور دیزل به¬عنوان پشتیبان می¬باشد. اما ممکن است شرایطی رخ دهد که در آن سیستم ترکیبی با کاهش یا افزایش توان اکتیو مواجه شود. بنابراین منبع توان سومی موردنیاز است تا این کاهش یا افزایش توان اکتیو را تامین یا مصرف نماید و تعادل توان اکتیو را در سیستم برقرار کند. در این پایان¬نامه یک سیستم ذخیره¬کننده انرژی باتری به¬عناون منبع توان سوم مورد استفاده قرار گرفته است تا توان اکتیو را متعادل و نوسانات ولتاژ و فرکانس را تحت تغییرات پله¬ای بار و سرعت باد هموار سازد. به¬منظور مدیریت توان، هماهنگی تولید و مصرف بین اجزای مختلف سیستم ترکیبی و در نتیجه پایدارسازی ولتاژ و فرکانس سیستم در شرایط مختلف، یک سیستم کنترلی پیشنهاد گردیده است. این پایان¬نامه یک کنترل¬کننده pid فازی که توسط الگوریتم بهینه¬سازی مگس تنظیم می¬شود را پیشنهاد می-دهد. در این سیستم کنترلی، ضرایب کنترل¬کننده pid براساس کمترین خطای فرکانسی توسط الگوریتم مگس بهینه می¬شوند، سپس این ضرایب در یک سیستم فازی به¬کار می¬روند. علاوه¬براین، از آن¬جایی که تغییرات سرعت ژنراتور دیزل منجر به نوسانات فرکانسی می¬گردد، در این پایان¬نامه بر بهبود شبیه¬سازی دینامیکی ژنراتور دیزل با استفاده از یک کنترل¬کننده pid قابل¬تنظیم براساس معالات آن تمرکز شده است تا تغییرات سرعت کاهش و راندمان ژنراتور دیزل افزایش یابد. در نهایت تاثیر و کارآیی سیستم کنترلی طراحی-شده، تحت شرایط مختلف تغییرات بار و سرعت باد ارزیابی شده است.

موتورهای dc سری بعلت گشتاور راه اندازی بالا، در محرکهای dc مانند قطارها، اتوبوسهای برقی و متروها مورد استفاده قرار میگیرند. برای ترمز کردن این محرکها، می توان از ترمز مکانیکی یا الکتریکی استفاده نمود. ترمز مکانیکی بعلت وجود اصطکاک باعث فرسایش و نابودی کفشکهای ترمز می شود. استفاده از ترمز الکتریکی این مشکل را برطرف می کند. ترمز الکتریکی به چند صورت انجام می شود. در ترمز دینامیکی، که یکی از انواع ترمز الکتریکی است ، انرژی سیستم متحرک در یک مقاومت تلف می شود. این مساله علاوه بر اینکه باعث اتلاف انرژی می شود، در متروهای زیرزمینی باعث ایجاد گرما نیز می شود. نوع دیگر ترمز، ترمز ژنراتوری می باشد. در این نوع ترمز، انرژی سیستم متحرک به موتورهای مجاور و یا به منبع برگشت داده می شود و در این پروژه این نوع ترمز مورد تحلیل و شبیه سازی قرار می گیرد. سپس موتور، زمانیکه توسط یکسوساز تریستوری از منبع ac تغذیه می شود، مورد تحلیل و شبیه سازی قرار میگیرد و بعد از آن نیز تحلیل هارمونیکی انجام می شود. در نهایت نیز اثر ترمز ژنراتوری یک موتور روی موتورهای مجاور مورد بررسی قرار میگیرد.