شرکت برای کسب پیروزی در محیط های تجاری که به سرعت در حال تغییر هستند بایستی رابطه خود را با مشتریان و تامین کنندگان تنظیم نمایند تا با همکاری یکدیگر به سطحی از چابکی ماورای انتظار نایل آیند. زنجیره تامین چابک ابزار رقابتی است که می تواند در این راه کمک شایانی به ما نماید. این روش مبتنی بر مجتمع سازی کارآمد اطلاعاتی و سازمانی در کل زنجیره عرضه سازمان می باشد. اینکه آیا یک زنجیره تامین چابک است یا خیر نیازمند پرسیدن چندین سوال است. به عنوان مثال چابکی واقعا به چه معناست و چگونه می توان آن را اندازه گیری نمود؟ علاوه بر این چگونه چابکی را می توان به طور موثری کسب نموده و آن را افزایش داد؟ بخاطر ابهامی که در سنجش چابکی وجود دارد بیشتر اندازه گیری ها به طور ذهنی و با استفاده از عبارات شفاهی یا زبانی شرح داده می شود. در این تحقیق ابعاد مختلف چابکی معرفی شده و چگونگی دستیابی سازمان به چابکی در زنجیره تامین و روشی برای ارزیابی و اندازه گیری چابکی مورد مطالعه و بررسی قرار می گیرد.

مبدل های الکترونیک قدرت به عنوان یکی از اجزای مهم و لاینفک سیستم ها و ماشین های الکتریکی محسوب می شوند. علاوه بر مدارات مبدل استاندارد ارائه شده، امروزه بیشتر طراحی ها بر مبنای مبدل های چند سطحی ارائه می شود. مبدل های چند سطحی که خود دارای ساختارهای متنوعی می باشند، از بازده قابل قبولی برخوردار هستند. در دهه ی اخیر شاهد افزایش قابل ملاحظه ای در استفاده از تجهیزات مختلف حساس به بدی کیفیت توان بوده ایم. d-statcom یک تجهیز طراحی شده برای اصلاح کمبود ولتاژ و دیگر مشکلات کیفیت توان می باشد. d-statcom علاوه بر جبران کمبود ولتاژ قادر به تثبیت ولتاژ، اصلاح فلیکر ولتاژ، اصلاح ضریب قدرت و بهبود هارمونیکی می باشد. برای اتصال d-statcom به شبکه الکتریکی با ولتاژ بالا و نیز تولید دقیق تر شکل موج در خروجی، استفاده از مبدل چند سطحی در ساختار آن لازم می باشد. در این پایان نامه طراحی و ساخت یک مبدل چند سطحی کامل و بهینه سازی آن برای کاربردهای آتی در ساخت d-statcom انجام گرفته است. در پایان نامه حاضر اقدام به طراحی و ساخت یک مبدل 11-سطحی بر اساس توپولوژی دیود-کلمپ و آماده سازی این مبدل چند سطحی برای استفاده در d-statcom شده است. برای آماده سازی مبدل مذکور جهت کاربرد در d-statcom اقدام به طراحی مدارات واسط اندازه گیری لازم، انتخاب dsp مناسب برای کار، مدارات سنکرون ساز و توسعه الگوریتم و کد برای پیاده سازی روش کنترل تئوری بر روی dsp شده است. برای پیاده سازی روش کنترلی مورد نظر بر روی dsp از روش های زمان-گسسته پردازش سیگنال بهره گرفته شده است.

بهساز یکپارچه کیفیت توان (upqc) یک عضو جدید از خانواده ادوات custom power است. upqc که از ترکیب فیلترهای اکتیو سری و موازی تشکیل شده است، یک جبران ساز جامع می باشد. هزینه این وسیله در مقایسه با دیگر ادوات facts یا custom power به علت داشتن دو اینورتر و پیچیده بودن کنترل آن بالا می باشد. اما این هزینه بالا می تواند با بکارگیری این وسیله در زمینه هایی که هزینه صرفه جویی شده ناشی از بهبود کیفیت توان، بیشتر از هزینه اولیه ساخت وسیله است، توجیه شود. تولید پراکنده (مانند تولید بادی) زمینه ای است که upqc می تواند پتانسیل و کارایی خود را در آن نشان دهد. تولید پراکنده با استفاده از مزارع بادی افزایش قابل توجهی یافته است، که این امر برخی ملزومات را برای مزارع بادی متصل به شبکه قدرت در طول خطای رخ داده در سیستم قدرت، افت ولتاژ و تغییرات فرکانس ایجاد می کند. کاربرد فیلترهای اکتیو یا ادوات custom power در زمینه تولید بادی جهت فراهم آوردن جبران سازی توان راکتیو و توانایی غلبه بر خطا و حفظ کیفیت توان در نقطه اتصال به شبکه بسیار مورد توجه قرار گرفته است. این پایان نامه بر روی طراحی و بکارگیری upqc بر اساس مبدل منبع جریان (csc) در اتصال انعطاف پذیر ژنراتورهای بادی سرعت ثابت کنترل شونده توسط pitch به یک سیستم توزیع استاندارد ieee تمرکز دارد. نتایج شبیه سازی های انجام گرفته با نرم افزار matlab / simulink نشان می دهند که در شرایط عادی جبران ساز موازی upqc ضریب توان واحد را در نقطه اتصال به شبکه ایجاد می کند و در هنگام افت ولتاژ ناشی از رخداد خطا در سمت شبکه، جبران ساز سری upqc کمبود ولتاژ را جهت جلوگیری از قطع ژنراتور بادی از شبکه، تزریق می کند و جبران ساز موازی توان راکتیو اضافی مورد نیاز ژنراتور را در طول خطا فراهم می آورد.

در این پایان نامه به نحوه ی اعمال الگوریتم hs که یک روش تکاملی جدید و نسبتاً پر قدرت در جستجوی نقطه بهینه می باشد برای حل مسئله با هدف کاهش تلفات و افزایش قابلیّت اطمینان، پرداخته شده است. در اینجا دو روش قدیمی و روش پیشنهادی برای محاسبه اندیس های قابلیّت اطمینان ارائه شده و نتایج شبیه سازی آنها با یکدیگر مقایسه شده است. در روش قدیمی از روی نرخ های خرابی برای المان ها، نرخ قطع بار برای نقاط بارگذاری به دست می آیند. سپس از دید هر گره یا نقطه ی بارگذاری توسط فرمول پواسون احتمال n -‍ بار قطع بار هر گره محاسبه می گردد که n از صفر تا مقدار معمول 4 در نظر گرفته شده است. و بدین ترتیب با در نظر گرفتن احتمال های قطع بار، اندیس های قابلیّت اطمینان محاسبه می گردد. ولی در روش پیشنهادی از روی تاریخچه ی شبکه (یعنی ضرایب خرابی و تعداد ساعات خرابی هر کدام از المان ها) احتمال خرابی آنها را در زمان های آتی با استفاده از توزیع احتمالی پواسون به دست می آوریم و سپس تأثیر خرابی و خروج آن المان را بر روی شبکه بررسی می کنیم. در مقام مقایسه دو روش، با توجه به اینکه روش قدیمی که بر مبنای قطعی بار از دید یک نقطه ی بارگذاری می باشد تنها مقدار توان موجود در آن گره بر اندیس های قابلیّت اطمینان تأثیرگذار خواهد بود. این روش ممکن است که در محاسبه ی قابلیّت اطمینان یک شبکه که هدف فقط برآورد اندیس های قابلیّت اطمینان می باشد، مشکل اساسی و چشم گیری را باعث نگردد، ولی در مسایلی از قبیل جایابی بهینه ی منابع تولید پراکنده، جایابی سوئیچ ها، ریکلوزرها و سایر المان هایی که بر قابلیّت اطمینان تأثیر می گذارند جواب بهینه را به دست ندهد. به این صورت که از دید یک گره که قطعی آن با احتمال مشخص مورد بررسی قرار می گیرد، اگر برنامه در روند جستجوی خود، مکانی غیر از گره مورد بررسی را برای نصب dg پیشنهاد دهد این مکان و مقدار dg پیشنهاد شده تأثیری بر اندیس های قابلیّت اطمینان نخواهد داشت و اگر همان گره مورد بررسی را برای نصب dg پیشنهاد دهد چه بسا که مقدار توان تحویلی dg پیشنهاد شده بیشتر از مقدار بار متوسط آن گره باشد و این مقدار اضافی که قابلیّت تولید شدن را دارد تأثیری در اندیس های قابلیّت اطمینان نخواهد داشت. بنابراین طبیعی است که اندیس های قابلیّت اطمینان با شرایط نا مناسبی محاسبه شده و به مقدار بهینه ی لازم میل نخواهند کرد. همچنین برنامه، تعداد منابع dgی زیادی را برای سقف dg در نظر گرفته شده ارائه خواهد داد که این موارد در نتایج شبیه سازی به خوبی نمایان هستند. ولی در روش پیشنهادی با توجه به اینکه نرخ خرابی المان ها مستقیماً بررسی می گردد و با خرابی هر المان احتمال جزیره ای شدن شبکه به وجود می آید بنابر این برنامه اندیس های قابلیّت اطمینان شبکه را با در نظر گرفتن بار جزیره محاسبه می کند. بنابراین مشکلات موجود در حالت قبل تا حد زیادی مرتفع می گردند به این صورت که در حالت جزیره شدن مجموع توان های تأمین نشده در یک جزیره، بیشتر از مقدار توان گره ها بوده و برنامه، dgهای با سایز بزرگتر را پیشنهاد می دهد که هم انرژی مازاد زیادی برای هر جزیره وجود نداشته باشد و هم تعداد dgهای پیشنهاد شده برای سقف تعیین شده کمتر باشد که این خود هزینه ی برپایی سیستم را در بسیاری موارد به شدت کاهش می دهد. گفتنی است که با توجه به متفاوت بودن ذات روش های موجود، مقایسه ی اندیس های به دست آمده دور از واقعیّت است. ولی با توجه به مطالب ذکر شده در بالا، اندیس های قابلیّت اطمینان در روش پیشنهادی در این پایان نامه منطقی تر و مقبول تر می باشد.

هارمونیک های ولتاژ، که به دلیل ماهیت غیر خطی بارهای مصرف کنندگان صنعتی ایجاد می گردند، با افزایش تلفات و کاهش راندمان تجهیزات ، آثار و جوانب اقتصادی بسیار زیادی را بر مشترکین برجای می گذارند. این بارها که بدلیل پیشرفت صنعتی و مزایای خود، همه روزه در حال افزایش هستند دارای جریان غیر سینوسی بوده و ولتاژ شبکه را دستخوش تغییر می کنند و به سایر مصرف کنندگان شبکه نیز آسیب می رسانند، اما در این میان، سهم مشترک و شبکه در ایجاد این هارمونیک ها، نامشخص است. با گسترش بازار برق، جدی شدن مناسبات تجاری برق و توسعه ی قراردادهای پیچیده فروش انرژی الکتریکی به مشترکین، مشخص نمودن این سهم، از اهمیت بیشتری برخوردار می گردد. در این پایان نامه روشی برای تعیین سهم شبکه و مشترک در میزان تولید اغتشاشات هارمونیکی در نقطه اتصال مشترک(pcc) ارائه شده است. در مقایسه با مقالات موجود در این زمینه که نیاز به امپدانس مصرف کننده و یا اندازه گیریهای پیچیده برای تعیین میزان سهم تولید کننده و مصرف کننده دارند ، داده های ورودی مورد نیاز برای اجرای این روش، شکل موجهای ولتاژ و جریان در نقطه pcc می باشند. در ابتدا با استفاده از روش فیلتر کالمن تطبیقی ، فازورهای ولتاژ و جریان در نقطه pcc درهر فرکانس و در هر فاز تخمین زده می شوند. سپس با استفاده از روش حداقل مربعات بازگشتی پارامترهای مدار معادل بار و شبکه مشخص می گردد. در انتها نیز به کمک روشهای داوری و با استفاده از مدارهای مدلسازی شده میزان سهم مصرف کننده و تولید کننده در تولید اغتشاش اندازه گیری خواهد شد.نوآوری روش پیشنهادی، کاربرد ابزارهای بهبود یافته از قبیل فیلتر کالمن تطبیقی و حداقل مربعات بازگشتی بر مبنای تجزیه مقدار تکین در تخمین فازورهای ولتاژ و جریان و تخمین پارامترهای مدار معادل بار و شبکه می باشد. صحت این روش به وسیله ی شبیه سازی برای یک مدار نمونه در برنامه matlab/simulink مدلسازی و تایید گردیده است. در نهایت پیشنهاداتی برای ادامه ی این پایان نامه ارایه شده است که شبیه سازی روش پیشنهادی در نمونه های عملی و نیز اصلاح مدل بار و کاربرد مدلهای غیر خطی، از آن جمله می باشند.

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

دنیای مدرن امروزی به شدت نیازمند انرژی برق با کیفیت وقابلیت اطمینان بالاست. استفاده از منابع تجدید پذیر، گسترش بازارهای رقابتی برق و فرسوده شدن شبکه های انتقال وتوزیع از مهمترین چالشهای در پیش رو در جهت ارائه راه حلهایی به منظور افزایش قابلیت اطمینان،امنیت وکیفیت توان است. در سیستم های قدرت سنتی، سیستم توزیع به عنوان بخش وا سط بین سیستم تولید و انتقال از یک طرف و مراکز بار مصرفی از طرف دیگر می باشد و به عنوان یک بخش پسیو تلقی می شود. با اتصال تولیدات پراکنده نظیر توربین های گازی، بادی و پیل های سوختی و ... به سیستم توزیع این بخش از سیستم قدرت به یک عنصر اکتیو تبدیل شده است. این موضوع بسیاری از مسائل سیستم های قدرت نظیر پخش بار، اتصال کوتاه، حفاظت، کنترل ولتاژ، قابلیت اطمینان و ... را تحت تاثیر قرار می دهد. ریزشبکه ها ساختار سیستم قدرت آینده هستند که منافع اقتصادی و زیست محیطی متعددی در مقایسه با سیستمهای قدرت مدرن امروزی دارند. گسترش اصول ریز شبکه وتکنولوژیهای مورد نیاز آن تلاش قابل توجهی را برای تجزیه وتحلیل چالشهای متعدد اقتصادی - تجاری وتکنیکی می طلبد. ریز شبکه نیازبه چند تکنولوژی پایه برای عملکرد دارد که عبارتند از :تولید پراکنده، کلید های مورد استفاده در اتصالات وسیستمهای کنترلی. طراحی، قابل قبول بودن ودسترسی به تکنولوژیهای ارزان قیمت برای جزیره ای کردن و استفاده در ریز شبکه ها از چا لشهای تکنیکی در این زمینه می باشند. در این پایان نامه ابتدا به معرفی ریز شبکه پرداخته شده و سپس یک نمونه از ریز شبکه برای بررسی رفتار دینامیکی آن تحت شرایط مختلف ارائه می شود. در فصل دوم اجزای مختلف ریز شبکه که شامل دیزل ژنراتور سنکرون، توربین بادی ژنراتور القایی تغذیه از دو سو،سلولهای فتوولتاییک و باتری هستند مدلسازی شده وسیستم های کنترل آنها در نرم افزار دیگسایلنت 14.05معرفی شده است. بررسی رفتارهای دینامیکی ریز شبکه تحت شرایط مختلف مانند جزیره ای شدن ، تغییر سرعت باد، تغییر میزان جریاندهی سلولهای فتوولتاییک و.... دراین پایان نامه مد نظر بوده و نتایج شبیه سازی ارائه شده است. ودر پایان پیشنهاد هایی برای ادامه ی موضوع این پایان نامه ارائه می گردد. واژگان کلیدی: منابع تولید پراکنده، ریزشبکه، مدلسازی، توربین بادی، ژنراتور القایی تغذیه از دو سو، سلولهای فتو ولتاییک، دیزل ژنراتور سنکرون، باتری.

کنترل کننده یکپارچه شارش توان (upfc) یکی از جامع ترین تجهیزات سیستم های انتقال acانعطاف پذیر (facts) می باشد، که قادر به کنترل همزمان تمامی پارامترهای یک خط انتقال است. در این پایان نامه کنترل شارش توان و میرایی نوسانات سیستم قدرت با استفاده از upfcبه روش مستقیم لیاپانوف با قابلیت کنترل در زمان محدود و معین و بدون پدیده چترینگ ارائهمی گردد. استراتژی کنترلی پیشنهادی قادر به ردیابی دقیق مقادیر مراجع، مقاوم بودن در برابر نامعینی های پارامترهای سیستم و اغتشاشات خارجی می باشد. هدف اصلی کنترل-کننده پیشنهادی، کنترل شارش توان و میرایی نوسانات در یک سیستم قدرت با همگرایی زمان محدود متغیرهای حالت سیستم است. همچنین در این پایان نامه یک کنترل کننده جدید به روش مود لغزشی ترمینال نیز طراحی شده است تا با نتایج کنترل کننده پیشنهادی مقایسه گردد. پدیده چترینگ و عدم پیوسته بودن کنترل کننده طراحی شده، که در میان کنترل کننده های زمان محدود رایج است با روشهای پیشنهادی برطرف گردیده تا یک کنترل کننده پیوسته و هموار حاصل گردد. نتایج شبیه سازی جهت بررسی مزایا و قابلیت های کنترل کننده پیشنهادی ارائه گردیده است. این نتایج نشان می دهند که زمان نشست سیستمی که به روش زمان محدود پیشنهادی کنترل می شود، بطور قابل ملاحظه ای کوچکتر از کنترل کننده های غیرخطی متداول است. کنترل کننده پیشنهادی بر روی upfcدر یک سیستم قدرت دو شینه اعمال گردیده و نتایج شبیه سازی های مربوطه ارائه شده است.

موضوع این پایان نامه، بررسی رابطه موجود میان حکمرانی خوب و رشد اقتصادی است. هدف این تحقیق مشخص کردن کارآیی و اثر بخشی شاخصهای حکمرانی خوب است. در واقع این موضوع که اصولا چه ارتباطی میان کیفیت حکمرانی و عملکرد اقتصادی وجود دارد و اینکه آیا بهبود حکمرانی می تواند رشد اقتصادی را افزایش دهد مورد بررسی قرار می گیرد. برای نیل به این مقصود سه دسته کشور مورد بررسی قرار گرفته اند. کشورهای پیشرفته، در حال توسعه و عقب مانده. معیار انتخاب این کشورها، سرانه تولید ناخالص داخلی در سال 2009 می باشد. در هر دسته 5 کشور انتخاب شده اند و بررسی شده که در هر دسته آیا حکمرانی خوب رابطه مثبت و معنی داری با رشداقتصادی کشورها دارد یا نه. نتیجه برازش مدل نشان می دهد که شاخص حکمرانی خوب در هر سه دسته رابطه مثبت و معنی داری با رشد اقتصادی داشته است. به عبارت دیگر بهبود هر یک از شاخصهای حکمرانی – که به طور طبیعی شاخص کلی حکمرانی را بهبود می بخشد- باعث افزایش رشد اقتصادی در هر یک از سه دسته کشورهای با درآمد بالا، در حال توسعه و عقب مانده شده است.

اهمیت مسئله انرژی نیاز به استفاده از منابع انرژی نو را به عنوان تولید کننده انرژی الکتریکی افزایش داده است. افزایش نیاز به استفاده از منابع انرژی نو به عنوان تولید کننده، کهنه شدن شبکه های انتقال و توزیع و نیاز به سرمایه گذاری کلان برای توسعه و نو کردن شبکه و زیر ساخت های پایه ای آن و نیاز به انرژی برق با کیفیت و قابلیت اطمینان بالا همه چالش های امروز را بسوی روش های نوین تامین انرژی برق پیش می برد. یکی از گزینه های مناسب جهت تامین انرژی برق، منابع تولید پراکنده می باشند که امروزه یکی از مهمترین منابع تامین انرژی برق هستند. حضور منابع انرژی نو شبکه های توزیع گذشته را که حالت پسیو داشتند، اکنون به شبکه های اکتیو تبدیل کرده است. حقیقت شبکه توزیع اکتیو منجر به یک بحث جدیدی بنام میکروگریدها در بخش توزیع شده است.با توجه به حضور منابع تولید پراکنده ماهیت میکروگرید ها تا حد زیادی با شبکه قدیمی متفاوت خواهد بود. بنابراین مسائل فنی و کنترلی آنها باید متفاوت باشند. این تفاوت می تواند پایه بسیاری از تحقیقات در این زمینه شود. میکرو گرید یاریز شبکه از مجموعه منابع انرژی تجدید پذیر و عناصر ذخیره انرژی و بارها تشکیل یافته است که قابلیت کنترل دارد. ریزشبکه ها به همراه اینورترهای مورد استفاده در آن به دلیل طبیعت نامعین سیستم توزیع منجر به تغییرات پارامترها واغتشاش قابل توجه شبکه خواهد شد. این اغتشاشات به طور قابل توجهی نیاز به پایداری و کنترل موثر منابع دارای اینورتر دارد که دراین تحقیق به این مهم پرداخته شده است.ضمنااز الگوریتم کلیدزنی جدیدی برای کلید زنی مبدل ماتریسی متصل به میکروتوربین استفاده گردیده است . دراین پایان نامه ابتدا در فصل اول ریز شبکه معرفی و مزایا و معایب آن ارائه شده و و به بررسی چالشها پرداخته می شود. در فصل دوم به مرور منابع پرداخته وکارهای انجام شده درزمینه میکروگرید ونتایج آنها بررسی می شود. درفصل سوم منابع تولید پراکنده شامل میکروتوربین، دیزل ژنراتور سنکرون و باتری مدل سازی شده و سپس سیستم کنترل فرکانس و ولتاژ هر یک از منابع تولید پراکنده بررسی گردیده است. پایداری دینامیکی ریزشبکه تحت شرایط منفک از شبکه و متصل به شبکه با تغییرات بارها توسط نرم افزارmatlab/simulink بررسی شده و نتایج شبیه سازی در فصل چهارم ارائه و توضیح داده شده اند. در پایان پیشنهادهایی جهت ارتقا پایداری ریز شبکه ارائه شده است.

انرژی در توسع? اقتصادی جوامع بشری نقش اساسی دارد. روند روبه رشد استفاده از انرژی سوخت های فسیلی تأثیرات مخربی بر محیط زیست گذاشته است و از طرف دیگر کاهش ذخایر فسیلی سبب نگرانی شده است. متخصصین به عنوان راهکار نوین، جهت تأمین انرژی در آینده، به فکر استفاده از منابع پایان ناپذیر و طبیعی افتاده اند. منابع تولید پراکنده، عمل تبدیل انرژی های موجود در طبیعت مثل انرژی بادی، خورشیدی، آبی و... را به انرژی الکتریکی انجام می-دهند. عدم تأثیر مخرب در محیط زیست، ارزان بودن انرژی تولید شده، داشتن قابلیت تولید توان الکتریکی در نقاط دورافتاده و نزدیک به بار از مزایای این منابع به شمار می روند. از بین انواع انرژی های تجدیدپذیر، نیروگاه های برق -آبی کوچک یکی از مقرون به صرفه ترین مبدل های توان می باشد. نیروگاه های برق-آبی کوچک با هزینه کم، نصب و راه اندازی می شوند و توان الکتریکی قابل توجهی را تولید می کنند. علاوه براین ها طول عمر و راندمان بالای این نیروگاه از دیگر مزایای آن می باشد. شاید بزرگترین مسئله پیش رو درآینده مسئله توسعه و کنترل شبکه در حضور منابع انرژی نو باشد. شبکه های توزیع انرژی هوشمند یک بستر مناسب برای استفاده از مولدهای انرژی تجدیدپذیر و تأمین توان الکتریکی برای بارهای شهری، روستایی، صنعتی و تجاری فراهم می کنند. شبکه هوشمند محافظ خوبی در برابرجلوگیری از خطاهای انسانی و حوادث طبیعی غیرمترقبه است و همچنین توانایی ایزوله شدن از سیستم قدرت و ادامه کار به صورت جزیره ای را دارد. تحقیق و پژوهش در رابطه با عملکرد نیروگاه برق -آبی کوچک در یک شبکه هوشمند لازم است، تا کارهای انجام شده تاکنون، نقاط قوت و مشکلات پیش روی این طرح شناسایی بشود و برای حل و بهبود این مشکلات، راهکارهای مناسب دیگری اتخاذ شود.

سیستم های تولید و انتقال سه فاز متناوب ac به دلیل مزیت اصلی آنها بر سیستم های dc ، یعنی انتقال توان در سطوح ولتاژ مختلف در فواصل طولانی بیش از صد سال است که در حال استفاده هستند با این حال در سال های اخیر برای کاهش تلفات انتقال انرژی الکتریکی و همچنین به دلایل زیست محیطی و کاهش تولید حجم گازهای گلخانه ای، منابع انرژی تجدیدپذیر (res ) در سطح ولتاژ فشار ضعیف و به صورت تولید محلی مطرح شده اند[1]. در این میان ساختارهای مختلفی برای تولید انرژی از این منابع و طراحی ریزشبکه ها ارائه شده است. مدلسازی و کنترل این منابع در حالت های مختلف متصل به شبکه و جزیره ای از مباحث روز مقالات و پایان نامه های دانشگاهی می باشد. اساس سخت افزاری برای کنترل این ریزشبکه ها استفاده از مبدل های الکترونیک قدرت می باشد. از روشهایی که برای کنترل این ریزشبکه ها پیشنهاد شده است می توان به روشهای کنترل ولتاژ و فرکانس مانند vsi یا p-q و یا کنترلرهای مبتنی بر روش droop اشاره کرد اساس این روشها افزایش یا کاهش توان های اکتیو یا راکتیو برای کنترل ولتاژ یا کنترل فرکانس می باشند[2]. با این حال مشکل عمده ی این ریزشبکه ها این است که یا به صورت dc طراحی می شوند ویا به صورت ac . در حالیکه در سمت مصرف بارهای موجود به دو صورت ac و dc وجود دارند و تبدیلات چندباره این منابع ازac به dc و برعکس به دلیل استفاده از مبدل های الکترونیک قدرت هزینه بر بوده و به دلیل سوئیچینگ در این مبدل ها در سمت بار اختلالات هارمونیکی ایجاد می شود. در این پایاننامه برای غلبه بر این مشکل ریزشبکه های هیبریدac/dc پیشنهاد می شود که در یک طرف با استفاده از منابع تولید پراکنده dc مانند سلول های فتو ولتائیک و فیوسل ها ریزشبکه dc، و در سمت دیگر با استفاده از منابعی مانند توربین های بادی ، میکروتوربین ها،چرخ های طیار و دیزل ژنراتورها ریزشبکه ac طراحی می شود. بارهای dc و ac در حد امکان از این منابع تغذیه شده و در صورت عدم توازن در هریک از این بخشها از تبدیلات ac به dc و برعکس استفاده می شود. جهت اتصال ریزشبکه های ac و dc به هم از یک مبدل الکترونیک قدرت استفاده می شود که کنترلر آن به عنوان کنترلر مرکزی وظیفه کنترل شارش توان بین دو طرف ac و dc را بر عهده داشته و توانایی انتقال توان در هر دو جهت را دارد در این پایان نامه ابتدا چند نمونه از منابع تولید پراکنده مدلسازی و در نرم افزار matlab/simulink شبیه سازی می شوند. باتکمیل شبیه سازی ریزشبکه های ac و dc با استفاده از یک مبدل الکترونیک قدرت این دو ریزشبکه به هم متصل شده و سیستم کنترلی مناسب جهت کنترل شارش توان بین دو ریزشبکه و پایداری آن طراحی و شبیه سازی شده است. همه اهداف فوق با شبیه سازی در نرم افزار matlab/simulink بررسی و نتایج ارائه شده است. واژه های کلیدی :منابع انرژی تجدید پذیر ، مبدل های الکترونیک قدرت، ریز شبکه dc،، ریز شبکه ac، ریزشبکه های هیبرید، مبدل واسط شبکه.

چکیده از آنجا که صنعت برق تمایل به توسعه بازار برق دارد لذا برای تحقق این امر نیاز به انتقال توان در مسافت های طولانی می باشد. زمانی که از یک سیستم انتقال، توانی نزدیک به حد پایداری انتقال می یابد مسأله پایداری دینامیکی وگذرا در تعیین عملکرد ایمن و قابل اطمینان سیستم نقش مهمی را بر عهده خواهد داشت. برای حصول چنین پایداری دینامیکی و گذرایی از روشهای مختلفی می توان استفاده کرد. راه حل سنتی برای حل این مشکل استفاده از پایدار سازهای سیستمقدرت(pss)بر روی سیستم کنترل تحریک ژنراتور می باشد روشهای مدرن برای حل این مسایل، استفاده از ادوات facts می باشد. ادوات facts با استراتژیهای کنترلی مناسب این قابلیت را دارا می باشند به دلیل بالا بودن تواندرسیستمهایقدرت، استفاده از upfc برای افزایش کنترل پذیری سیستم و بهبود پایداری آن نیازمند مبدلهای با سایز بالااست بنابراین ، هزینه کل سیستم بسیار بالاخواهد بود. در upfc مرسوم چنانچه یکی از مبدلها دچار خطایی شوند، کل سیستم تحت تاثیر قرارمی گیرد. موارد ذکر شده در بالا از جمله محدودیتها و معایب upfcمرسوم می باشد که برای حل این مشکلات یک ساختار جدید بصورت توزیع شده (dpfc) در این پایاننامه استفاده خواهد شد.

در این پایاننامه با بیان مساله پایداری و لزوم حفظ شبکه قدرت در حالت پایدار هنگام بروز هرگونه خطا و اختلال در شبکه قدرت به بررسی و مطالعه بر روی ساختارهایی که بتوانند اثر نامطلوب خطاهای ناخواسته را کاهش داده و سیستم قدرت را در حالت پایدار نگه دارد پرداخته شده است. در فصل اول این پایاننامه اهمیت پایداری و انواع پایداری مطالعه شده است و روشهای مرسوم جهت پایداری سیستم قدرت بعد از بروز خطا ذکر گردیده است. در این پایان نامه جهت میرایی نوسانات مدهای الکترومکانیکی ماشین سنکرون به مطالعه ساختارهای مختلف پایدارساز سیستم قدرت شامل پایدارسازهای ,pss ,pss2b pss3b و pss4b با سیگنال ورودی مناسب پرداخته شده است و دلیل استفاده از پایدارسازهای غیر مرسوم تشریح گردیده است. در فصل سوم این پایان نامه به مطالعه ساختار بعضی از ادوات facts شامل ,tcsc ,svc upfc و hpfc پرداخته و مدل تزریق جریان hpfc در این پایان نامه بدست آورده شد و لزوم به کارگیری هر یک از این ادوات توضیح داده شده است. در ادامه جهت بهبود میرایی نوسانات از همکاری هماهنگ و همزمان ادوات facts و پایدار سازهای سیستم قدرت بر روی شبکه قدرت استفاده شد و با تنظیم همزمان و هماهنگ پارامترهای کنترلی هر یک از ادوات facts ذکر شده با پایدارسازهای سیستم قدرت توسط الگوریتمهای ژنتیک، رقابت استعماری، pso عملکرد ساختارهای متفاوت این پایدارسازها به همراه ادوات facts بیان شد.

در این پایان نامه مبدل پنج پورته dc-dc/ac جهت استفاده در سیستمهای انرژی نو مورد مطالعه قرار گرفته است. در این مبدل با بکارگیری یک مبدل 9 سوئیچه و تعمیم روش تداخل مغناطیسی، شمار پورتهای ورودی- خروجی به عدد 5 افزایش یافته است. این مبدل با دارا بودن سه پورت dc متصل به منابع انرژی نو (fc وpv) و دو پورت ac متصل به شبکههای ac، علاوه بر افزایش تعداد پورتهای ورودی- خروجی به نیازها و محدودیتهای شبکه ac و بار ac نیز پاسخگو میباشد. پورتهای dc به منابع توان فتوولتائیک و فیوسل متصل هستند به طوری که پورت dc متصل به منبع توان فتوولتائیک و منابع توان فیوسل به ترتیب تحت عنوان پورت dc ولتاژ بالا و پورتdc ولتاژ پایین نامیده میشوند. در این مبدل علاوه بر مبدل 9 سوئیچه، مبدل dc-dc بوست نیز جهت استحصال حداکثر توان از منبع توان فتوولتائیک بکارگرفته شده است. روش کلیدزنی مستقل مبدل 9 سوئیچه، با استفاده از روش کلیدزنی هیسترزیس انجام یافته است که یک روش جدید بوده و برای اولین بار برای مبدل 9 سوئیچه طراحی شده است. این روش علاوه بر کنترل مستقل مبدل 9 سوئیچه باعث کاهش thd جریانهای شبکه های ac یا بار ac میشود. مبدل 9 سوئیچه در واقع از دو مبدل 6 سوئیچه با کلیدهای میانی مشترک تشکیل یافته است. لذا کنترل مستقل این دو مبدل بسیار حایز اهمیت می باشد که در این پایان نامه صورت گرفته است. روش کنترلی ارائه شده در این ساختار باعث تثبیت مقادیر توانهای تولیدی منابع توان فیوسل در مقادیر مرجع، تثبیت ولتاژ لینک dc ولتاژ بالا، کنترل شارش توان، تولید جریانهایی با دامنه و فرکانس یکسان یا متفاوت در پورت های ac میشود. تولید جریان هایی با دامنه و فرکانس یکسان یا متفاوت مهمترین مزیت روش کنترلی این مبدل می باشد که آن را جهت کاربردهای مختلف و نیازهای مصرفی متفاوت بار مناسب می سازد. لازم به توضیح است که روش کنترلی ارائه شده در این ساختار با تثبیت مقادیر توان های منابع فیوسل و تثبیت ولتاژ لینک dc ولتاژ بالا به ترتیب اجازه ی عبور ریپل جریان و ولتاژ به سمت منابع توان فیوسل و فتوولتائیک را نمی دهد که مطلوب منابع توان فیوسل و فتوولتائیک بوده و باعث افزایش طول عمر آنها می گردد. در این پایان نامه نتایج شبیه سازی برای بررسی کارایی مبدل پیشنهادی در سناریوهای مختلف انجام گرفته و نرم افزار matlab/simulink صحت عملکرد ساختار پیشنهادی را نشان می دهد.

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

در این پایان¬نامه یک مبدل dc به dc افزاینده برای منابع انرژی تجدیدپذیر pv/fc به همراه یک المان ذخیره کننده انرژی، باتری، پیشنهاد می¬شود. مبدل پیشنهادی دو پورت توان یک¬ جهته برای منابع توان ورودی و یک پورت توان دوجهته برای المان ذخیره¬کننده انرژی را در یک ساختار واحد فراهم می¬آورد. این مبدل به¬منظور ترکیب منابع انرژی¬های نو از جمله منبع فتوولتائیک، منبع پیل سوختی و باتری (به¬عنوان منبع ذخیره توان) توصیه می¬شود. تامین بار خروجی و شارژ یا دشارژ باتری می¬تواند توسط هر کدام از منابع ورودی چه به¬صورت ترکیبی و چه به¬صورت منفرد صورت پذیرد. در ساختار مبدل پیشنهادی فقط از چهار کلید قدرت استفاده شده است. با کنترل مناسب این کلیدها، استحصال حداکثر توان از منبع توان فتوولتائیک، تنظیم توان منبع fc، کنترل میزان توان شارژ و دشارژ باتری و تنظیم ولتاژ خروجی میسر می¬شود. در این مبدل، بسته به حالت استفاده از باتری، سه مد عملکرد متفاوت برای باتری تعریف می¬شود. به¬منظور بررسی دینامیکی مبدل، در هر کدام از مدهای عملکرد مدار، مدل سیگنال کوچک مبدل محاسبه می¬شود. برای کنترل مبدل پیشنهادی از روش کنترل پیش بین براساس مدل استفاده شده است. در این پایان¬نامه، عملکرد مبدل پیشنهادی و سیستم کنترلی طراحی شده برای آن، توسط شبیه¬سازی و نتایج نمونه آزمایشگاهی برای مدهای متفاوت عملکرد مبدل پیشنهادی ارزیابی می¬شود.

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

با توجه به افزایش تقاضای مصرف الکتریکی و وجود محدودیتهای موجود در احداث خطو ط انتقال جدید، استفاده از ادوات facts امری اجتناب ناپذیر است از طرفی جایابی بهینه این ادوات امری لازم و ضروری بنظر می رسد بطوری که تا بحال روشهای مختلفی برای جایابی بهینه ادوات facts برای رسیدن به اهداف مختلف بکار گرفته شده است. دراین پایاننامه با معرفی یک روش جدیدی بنام الگوریتم apso-sa سعی در پیدا کردن مکان ، نوع و اندازه بهینه ادوات facts مورد نظر (tcsc وsvc ) شده است. در این پروژه از این الگوریتم برای رسیدن به اهدافی شامل افزایش شاخص پایداری ولتاژ و ضریب پر باری خط، کاهش هزینه سرمایه گذاری عناصر facts مورد نیاز و کاهش تلفات توان حقیقی کل سیستم بهره گرفته شده است. برای پیاده سازی مسئله دو حالت، شامل در نظر گرفتن حالت منفرد ادوات facts مورد نظر و حالت ترکیبی(حضور همزمان tcscوsvc درسیستم مورد نظر) این ادوات، در نظر گرفته شده است. نتایج حاصل از شبیه سازیها روی دو سیستم4 باسهieee و 14 باسه ieee گویای کارائی، سریعتر شدن سرعت همگرایی تابع مورد نظر و افزایش فضای جستجو با بکارگیری الگوریتم apso-sa معرفی شده نسبت به الگوریتم pso مرسوم می باشد. در اجرای این پایاننامه از نرم افزار matlab استفاده شده است. کلید واژه ها: روشهای ابتکاری، الگوریتم pso، الگوریتم آبکاری فلزات، الگوریتم apso-sa ، ادوات facts و جایابی بهینه

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 میراسازی کرد. برای میرا سازی نوسانات سیستم قدرت معمولا از تغییرات سرعت ژنراتور سنکرون به عنوان ورودی کنترل کننده میرا ساز استفاده می شود. در این پایان نامه علاوه بر تغییرات سرعت ژنراتور سنکرون، تأثیر تغییرات توان اکتیو و راکتیو عبوری بصورت مجزا به عنوان ورودی کنترل کننده میرا ساز مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین برای طراحی کنترل کننده میراساز از معادلات فضای حالت استفاده شده است، معادلات فضای حالت غیر خطی هستند و با استفاده از بسط سری تیلور حول نقطه ی کار برای شرایط کاری مختلف خطی سازی شده اند. در این پایان نامه با استفاده از تکنیک svd میزان کنترل پذیری سیستم توسط چهار ورودی کنترلی upfc با هم مقایسه شده اند. برای افزایش پایداری دینامیکی، در این پایان نامه علاوه بر جبران کننده lead-lag و lqr از کنترل کننده تطبیقی که قادر است پارامترهای سیستم قدرت را شناسایی کند، استفاده شده است. نتایج شبیه سازی عملکرد مناسب کنترل کننده تطبیقی را در کاهش نوسانات سرعت در برابر اغتشاشاتی نظیر تغییرات توان مکانیکی ورودی، به خوبی نشان می دهند.

در سال های اخیر به علت افزایش تقاضای مصرف توان و توسعه سیستم های قدرت، این سیستم ها در مرز ناپایداری خود عمل می کنند. سیستم های hvdc به علت مشخصه کنترلی که دارا هستند می توانند در بهبود پایداری سیستم های قدرت موثر باشند. مبدل منبع ولتاژ مبتنی بر تکنولوژی hvdc تکنولوژی جدید انتقال توان است که مزایایی مانند کنترل جداگانه توان های اکتیو و راکتیو و تنظیم دینامیکی ولتاژ در سمت ac مبدل را نسبت به سیستم های hvdc کلاسیک دارا می باشد. در این پایان نامه، استفاده از یک سیگنال تکمیلی برای vsc hvdc جهت میراسازی نوسانات فرکانس پایین و بهبود پایداری دینامیکی و گذرای سیستم قدرت پیشنهاد شده است. در این راستا، ابتدا معادلات فضای حالت غیر خطی سیستم hvac-hvdc، شامل ماشین سنکرون بدست می آیند و سپس معادلات غیرخطی سیستم قدرت حول نقطه کار خطی می شوند تا مدل خطی فضای حالت سیستم بدست آید. در این پایان نامه از تجزیه مقادیر تکین جهت اندازه گیری کنترل پذیری مد الکترومکانیکی هر یک از ورودی ها استفاده می شود و سپس از تغییرات سرعت روتور بعنوان سیگنال ورودی کنترل کننده تکمیلی استفاده شده و جبران ساز فاز بعنوان کنترل کننده تکمیلی و با استفاده از مدل خطی شده سیستم طراحی می شود. از آنجا که سیستم hvac-hvdc یک سیستم غیر خطی می باشد، جبران ساز فاز در تمامی نقاط کار نمی تواند پاسخ مناسبی داشته باشد لذا بهتر است تا از کنترل کننده های غیر خطی بعنوان کنترل کننده تکمیلی استفاده شود. در این پایان نامه از کنترل کننده میراساز مبتنی بر شبکه های عصبی تطبیقی برای افزایش پایداری دینامیکی و گذرا استفاده شده است. نتایج بررسی ها نشان می دهند که زاویه فاز یکسوکننده بیشترین تاثیر را بر روی مد الکترومکانیکی دارا بوده و پایدارسازی و میراسازی نوسانات در سیستم قدرت توسط کنترل کننده شبکه عصبی تطبیقی پاسخ بهتری را نسبت به جبران کننده فاز از خود نشان می دهد.

امروزه کیفیت توان هم از طرف شبکه و هم از طرف مصرف کنندگان توجه ویژه ای را به خود جلب کرده و این موضوع به خاطر استفاده بسیار گسترده بارهای حساس و تجهیزات الکترونیکی است که ممکن است تحت اختلالاتی نظیر فلیکر ولتاژ، هارمونیک، کمبود و بیشبود ولتاژ و قطعی های موقت قرار بگیرند. این اختلالات موجب عملکرد نامناسب بارهای حساس، گرمای بیش از حد تجهیزات، خرابی موتورهای الکتریکی، اندازه گیری های نادرست و عملکرد نامناسب تجهیزات محافظتی می شوند. با توجه به این مشکلات، استفاده از روشهای مناسب جهت بهبود کیفیت توان امری ضروری می باشد. از جمله تجهیزاتی که می توانند برای بهبود کیفیت توان در سیستم های توزیع به کار برده شوند، می توان به ادوات custom power اشاره کرد. بازیاب دینامیکی ولتاژ (dvr) یکی از این ادوات می باشد که بصورت سری با شبکه قرار گرفته و با تزریق یک ولتاژ مناسب، می تواند بارهای حساس را در برابر مشکلات ولتاژی شبکه حفاظت نماید. ماکزیمم توانایی تزریق ولتاژ dvr به منبع ذخیره ساز انرژی وابسته است. در این پایان نامه، یک توپولوژی مبتنی بر اینورتر تغذیه امپدانسی(z-source) برای بهبود دادن مشخصه جبران ولتاژ dvr پیشنهاد شده است. کارآیی بازیاب دینامیکی ولتاژ مبتنی بر مبدل z-source هنگامی که شبکه توزیع در معرض کمبود یا بیشبود ولتاژ، هارمونیک میانی، بارهای غیرخطی و خطای تک فاز قرار بگیرد، بررسی شده است. روش کنترل ترکیبی استفاده شده خطاهای فوق را آشکارسازی و جبران می کند. در روش کنترلی ذکر شده، سیستم یک شکل موج ولتاژ مرجع با دامنه مطلوب جهت بار و فرکانس نامی شبکه تولید می کند. زاویه فاز سیگنال مرجع از روش بهینه سازی انرژی جهت مینیمم کردن توان اکتیو تزریقی و جبران ضریب توان بار محاسبه می شود. در این پایان نامه یک روش مدولاسیون بردار فضایی جدید جهت استفاده در اینورترهای z-source که نوانایی کنترل ولتاژ لینک dc را نیز دارد پیشنهاد شده است. همچنین برای ایجاد ولتاژ خروجی چند سطحه در اندیسهای مدولاسیون پایین با استفاده از اینورتر z-source راهکار جدید ارائه گردیده است.

با توجه به افزایش مصرف انرژی الکتریکی و لزوم عملکرد سریع و مطمئن تجهیزات و کنترل، استفاده از حفاظت دیجیتال به‏ امری لازم و ضروری در حفاظت سیستم های قدرت تبدیل شده است. امروزه به علت مزایای رله‏های دیجیتال مانند سرعت عملکرد بالا، قابلیت انعطاف پذیری زیاد، کاهش حجم، رله‏های دیجیتال در حفاظت تجهیزات شبکه بطور گسترده استفاده می‏شوند. در این پایان نامه انواع رله‏های دیجیتال و مزایای استفاده از آنها در سیستم های قدرت بررسی می‏شوند. در این راستا یک پست فشارقوی به‏صورت نمونه انتخاب و حفاظت‏های مورد نیاز آن براساس رله‏های دیجیتال تحلیل می‏شود. سپس با استفاده از استاندارد iec 61850 در ارتباط با کنترل توزیع شده و اتوماسیون پست، طرح کلی حفاظتی سیستم طراحی می‏شود.

در سالهای اخیر به علت افزایش تقاضای مصرف توان، سیستم های قدرت خیلی بیشتر از گذشته نزدیک به حدود پایداری خود مورد استفاده قرار گرفته و مساله پایداری دینامیکی و گذرای آنها در تعیین عملکرد ایمن و قابل اطمینان آنها نقش عمده ای را بر عهده دارد. برای دستیابی به چنین پایداری دینامیکی و گذرایی از روشهای مختلف مانند ادوات facts می توان استفاده کرد. این ادوات با استراتژیهای کنترلی مناسب این پتانسیل را دارا می باشند که پایداری دینامیکی خطوط انتقال را بهبود بخشیده و قابلیت استفاده از سیستم قدرت موجود را تا نزدیکی حد پایداری حرارتی میسر سازند و در واقع نیاز به تاسیس خطوط انتقال جدید، را که دارای هزینه بالایی بوده و همچنین پیچیدگی سیستم قدرت را افزایش می دهند، مرتفع می سازند. کنترل کننده یکپارچه سیلان توان (upfc) یکی از ادوات facts می باشد که قادر به کنترل هم زمان یا انتخابی تمام پارامترهای موثر بر سیلان توان در خط انتقال (ولتاژ، امپدانس و زاویه فاز) است. در این پایان نامه از یک سیستم کنترل تکمیلی برای upfc جهت میراسازی نوسانات فرکانس پایین و بهبود پایداری دینامیکی سیستم قدرت استفاده می شود. در این راستا ابتدا معادلات فضای حالت غیر خطی سیستم قدرت به همراه upfc بدست آمده و با خطی سازی حول یک نقطه کار، مدل خطی فضای حالت سیستم استخراج می شود. در ادامه با استفاده از تکنیک تجزیه مقادیر تکین، میزان کنترل پذیری مدهای الکترومکانیکی سیستم توسط 4 ورودی کنترلی upfc با هم مقایسه می شوند. ساختار کنترل کننده پیش فاز- پس فاز به عنوان سیستم کنترل تکمیلی انتخاب، و از تغییرات سرعت روتور به عنوان ورودی آن استفاده می شود. برای طراحی بهینه پارامترهای کنترل کننده الگوریتم های pso, ipso و الگوریتم پیشنهادی aipso-sa معرفی و مورد استفاده قرار می گیرند. برای افزایش قابلیت کنترل کننده های طراحی شده، طراحی برای چندین نقطه کار صورت می گیرد. نتایج شبیه سازی مدل خطی در برابر تغییر در توان مکانیکی ورودی نمایش داده می شود. نتایج این بررسی ها نشان می دهند که سیگنال زاویه فاز اینورتر موازی upfc بیشترین تاثیر را در کنترل مدهای الکترومکانیکی دارد و همچنین کنترل کننده طراحی شده توسط الگوریتم aipso-sa پاسخ بهتری را در پایدارسازی و میرایی نوسانات سیستم قدرت نسبت به سایر الگوریتم ها دارد. برای نشان دادن صحت روش طراحی کنترل کننده پیشنهادی، نتایج حاصل از مدل الکتریکی سیستم قدرت مورد نظر نیز ارائه و مورد بررسی قرار می گیرند.