این پایان نامه مدل سازی جامعی از سیستم توربین باد سرعت ثابت با ژنراتور القایی قفس سنجابی(scig )ارائه می دهد. مدل ارائه شده ی سیستم منجر به دقت بیشتری برای نمایش پاسخ دینامیکی توان در سیستم بادی سرعت ثابت در حین تغییرات سرعت باد می شود. سپس شاخص های کیفیت توان و بهره ی فلیکر در سیستم های تولید پراکنده ی مبتنی بر انرژی باد معرفی شده اند. در ادامه آنالیز فلیکر و کیفیت توان مزرعه ی بادی مبتنی بر سیستم های سرعت ثابت با scig با در نظر گرفتن خطای سه فاز متقارن انجام شده است. سپس برای بهبود کیفیت توان سیستم مورد مطالعه و کاهش فلیکر، جبران ساز استاتیک سنکرون (statcom) در نقطه اتصال ژنراتور به شبکه پیشنهاد شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی در حوزه ی زمان، بهبود پاسخ دینامیکی توان و کاهش فلیکرو افت ولتاژ شبکه مبتنی بر مزرعه باد تحث خطا و شرایط گذرا را نشان می دهد

با توجه به اهمیت قابلیت اطمینان در سیستم های کنترل، طراحی روشی برای تشخیص و بازسازی خطا اهمیت بسیاری دارد. در این پایان نامه ابتدا با استفاده از رویتگرهای مودلغزشی و بررسی و تحلیل آنها برای بازسازی خطا، به تحلیل یک نوع رویتگر تطبیقی مودلغزشی پرداختیم، سپس یک رویتگر مودلغزشی تطبیقی متفاوت پیشنهاد کرده و پایداری رویتگر پیشنهادی را با استفاده از تئوری پایداری لیاپانوف بررسی کرده ایم. برای طراحی رویتگر پیشنهادی نیازی به دانستن حداکثر دامنه خطا نمی باشد، و این پارامتر توسط قانون تطبیق بدست می آید. نتایج شبیه سازی نشان دهنده عملکرد مناسب این رویتگر تطبیقی در تخمین حالت و خطای محرک است. در ادامه این تحقیق، با توجه به وجود عدم قطعیت و اغتشاش در سیستم، و تاثیر آنها بر فرایند بازسازی خطای محرک، یک رویتگر مودلغزشی تطبیقی پایدار برای تخمین خطای محرک پیشنهاد و همچنین جداسازی اغتشاش از خطای محرک تضمین شده است. مزیت رویتگر پیشنهادی علاوه بر جداسازی اغتشاش از خطای محرک، در عدم نیاز به دانش در مورد حداکثر دامنه خطای محرک نیز می باشد. همچنین علاوه بر استفاده از رویتگرهای مودلغزشی در بازسازی خطای محرک، از کنترل مودلغزشی دینامیک تطبیقی برای طراحی یک سیستم حلقه بسته که در مقابل خطای محرک مقاوم است نیز استفاده شده است. روش پیشنهادی یک کنترل تحمل پذیر خطا بوده و در عین حال با فرض محدود بودن خطای محرک، قادر به بازسازی خطا نیز می باشد. همچنین برای تخمین حداکثر عدم قطعیت و اغتشاش وارد بر سیستم از قانون تطبیق استفاده شده است. سطح لغزش جدیدی برای این کنترل کننده پیشنهاد شده که عمل بازسازی خطای محرک را نیز فراهم می کند. همچنین برای تخمین حالت های غیرقابل اندازه گیری از رویتگر مقاوم ltr استفاده شده، در نهایت پایداری سیستم حلقه بسته با استفاده از روش مستقیم لیاپانوف بررسی و تضمین شده است.

یکی از عملیاتی که اپراتورهای مستقل سیستم در بازارهای برق تجدیدساختار یافته، برای برنامه ریزی اعمال بازار در روز بعد اجرا می نمایند، عملیات امنیت-مقید مشارکت واحدهای نیروگاهی برای تعیین برنامه ورود و خروج واحدها برای حداکثر نمودن رفاه اجتماعی و در عین حال حفظ امنیت سیستم است. با افزایش ضریب نفوذ واحدهای بادی، تناوب و تغییر توان آنها به عنوان چالشی برای اپراتورهای مستقل سیستم در جهت حفظ امنیت سیستم قدرت، مطرح شده است، از این رو در نظر گرفتن عدم قطعیت توان بادی در برنامه ریزی روز بعد مشارکت واحدها، امری حیاتی قلمداد می شود. یکی از روش های اصلاح تناوب توان بادی را می توان استفاده از پاسخ تقاضا دانست. در این پایان نامه ابتدا مسئله امنیت-مقید مشارکت واحدهای نیروگاهی با استفاده از روش تجزیه بندرز به یک مسئله اصلی و زیرمسئله تجزیه می شود، مسئله مشارکت واحدهای نیروگاهی در مسئله اصلی با تولید توان بادی و تقاضای پیش بینی شده حل شده و این حل برای ارضای محدودیت های ساعتی شبکه مورد بررسی قرار می گیرد. سپس بار خالص پیش بینی شده، از اختلاف بین تقاضا و توان بادی پیش بینی شده محاسبه می گردد و با روش شبیه سازی مونت کارلو سناریوهای بار خالص را شبیه سازی می کنیم. برای کاهش ملزومات محاسباتی از روش های کاهش سناریو، به منظور کاهش تعداد سناریوهای تولید شده استفاده می کنیم. راهبری اولیه در زیرمسئله امکان پذیری حل مسئله، بررسی شده و از راهبری مجدد تولید و استفاده از برنامه پاسخ تقاضا، برای پوشش انحراف ساعتی توان بادی و تقاضا در ارضای محدودیت های سیستم استفاده می شود. اگر راهبری مجدد واحدهای تولیدی و برنامه پاسخ تقاضا انحرافات موجود در ارضای محدودیت های سیستم را رفع نکرد، برش های بندرز مربوطه تولید می شود و به مسئله اصلی برای اصلاح حل مشارکت واحدها اضافه می شود. پروسه تکرار بین مسئله اصلی و زیرمسئله بررسی امکان پذیری ادامه خواهد یافت تا زمانی که سناریوهای شبیه سازی شده بار خالص بتوانند با راهبری مجدد تولید یا برنامه های پاسخ تقاضا مطابقت کنند. روش پیشنهادی در این پایان نامه، با استفاده از شبکه 6 باسهieee شبیه سازی شده است. نتایج نشان دهنده آن هستند که روش پیشنهادی می تواند مقداری بهینه برای، امنیت-مقید مشارکت واحدهای نیروگاهی با ارضای تمامی قیدها در حالت متغییر بودن توان بادی فراهم کند.

امروزه با رشد روز افزون مصرف انرژی، مسائل زیست محیطی و کمبود منابع متداول انرژی، استفاده از منابع پراکنده انرژی و روش های مدیریت تقاضا بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است. نفوذ گسترده منابع پراکنده انرژی و ‎بکارگیری‎ برنامه های پاسخگویی بار بویژه ‎‎‎در شبکه های توزیع سبب شده است تا بسیاری از مسائل سیستم قدرت نظیر کنترل و بهره برداری از این شبکه ها تحت تأثیر قرار گیرد. در شرایطی که استفاده از منابع انرژی پراکنده می‏تواند موجب کاهش هزینه های مورد نیاز برای توسعه ی شبکه شود، کنترل و بهره برداری تعداد زیادی از واحد تولید پراکنده ی کوچک با ویژگی های عملکردی متفاوت چالش دیگری را برای بهره برداری ایمن و کارآمد شبکه ی قدرت پدید می آورد. این چالش مفهوم جدیدی را به عنوان ریزشبکه معرفی می کند که عبارتست از کنترل مجموعه ای از واحدهای تولید پراکنده به صورت غیر متمرکز به شکلی که این مسئولیت از دوش شبکه برداشته شده و نیز موجب افزایش کارآیی مجموعه ی واحدها شود. بنابراین با توجه به نقش فعال و موثر ریزشبکه ها در محیط تجدید ساختار یافته‏، برنامه ریزی و مدیریت بهینه انرژی در فضای جدید حاکم بر سیستم توزیع نیازمند تحقیق و تحلیل گسترده ای می باشد. در این راستا‏، این پایان نامه به ارائه ی یک چارچوب جامع جهت مدیریت بهینه انرژی و برنامه ریزی روزانه ریزشبکه در حضور نفوذ گسترده منابع پراکنده انرژی و برنامه های پاسخگویی بار می پردازد. در مدل پیشنهادی بهره بردار ریزشبکه سعی می کند با برنامه ریزی بهینه منابع پراکنده انرژی در یک افق زمانی ‎24‎ ساعته‏، سود خود را حاصل از مشارکت در بازارهای انرژی و رزرو و فروش انرژی به مشترکین توزیع بیشینه نماید. مدل ارائه شده علاوه بر در نظر گرفتن پارامترهای فنی و اقتصادی منابع پراکنده انرژی، قیود امنیتی ریزشبکه ، امکان تبادل انرژی با ریزشبکه مجاور و عدم قطعیت تولید منابع تجدیدپذیر و تقاضای مصرف کنندگان را نیز شامل می شود.‎‎ سپس تاثیر قیمت گذاری لحظه ای انرژی برای مشترکین متصل به ریزشبکه ، با هدف افزایش سود ریزشبکه و با در نظر منافع مشترکین در محیط شبکه هوشمند مطالعه می شود. قیمت گذاری لحظه ای انرژی می تواند به عنوان ابزاری مناسب برای کنترل مصرف انرژی مشترکین و هزینه های بهره برداری از ریزشبکه استفاده شود. در انتها یک مدل جامع جهت مدیریت انرژی و برنامه ریزی روزانه یک ریزشبکه در حضور منابع پراکنده انرژی و طرح‎‎ قیمت گذاری لحظه ای به منظور مشارکت ریزشبکه در بازار انرژی و رزرو ارائه می شود. مدل پیشنهادی بصورت یک مسئله بهینه سازی و در قالب برنامه ریزی غیرخطی آمیخته به عدد صحیح (minlp) ارائه شده است که توسط حل کننده dicopt در نرم افزار gams حل شده است.به منظور ارزیابی مدل پیشنهادی یک سیستم 32 باسه شعاعی توزیع نمونه شامل منابع تولید پراکنده با قابلیت برنامه‏ریزی، ذخیره ساز انرژی، واحدهای تولید بادی، بارهای قابل قطع و متصل به ریزشبکه مجاور خود مورد مطالعه قرار گرفته است. مطالعات عددی انجام شده بر روی یک شبکه نمونه 32 شینه توزیع، نشان می دهد که با بکارگیری طرح پیشنهادی، شرکت های توزیع می توانند با اصلاح الگوی مصرف مشترکین مشارکت کننده، سود خود را نسبت به حالتی که هزینه مصرف انرژی مشترکین با تعرفه ثابت محاسبه می شود، بیشتر افزایش دهند و بهره‏برداری بهینه‏تری از منابع پراکنده انرژی موجود در شبکه توزیع داشته باشند.

در این پایان¬نامه یک راه حل بهینه h_-?h_? برای مساله تشخیص خطا در سیستم¬های غیر¬خطی نامتغیر با زمان ارایه شده¬است. در ابتدا مفاهیم اولیه خطا و انواع خطا تعریف می¬گردد و سپس یک شاخص عملکرد براساس روش h_-?h_? به¬صورت فرموله شده برای کم کردن اثر اغتشاش و افزایش اثر خطا در سیگنال باقیمانده ارایه می¬شود. سپس یک فیلتر بهینه برای حل مساله خطا از روش h_-?h_? با حل مساله lmi بهینه شده برای سیستم تانک راکتور cstr طراحی می¬گردد. سپس نتایج شبیه¬سازی با روش¬های دیگر مبتنی بر رویتگر از قبیل رویتگرهای لیونبرگر، h_2، h_? و h_2?h_? مقایسه می¬شود.

خطا جز لاینفک هر سیستم صنعتی است. در این پایان نامه یک روش تشخیص خطای مقاوم عمل گر مبتنی بر رویتگر عصبی برای یک کلاس از سیستم های غیر خطی ارائه شده است. بر خلاف بسیاری از کارهای انجام شده که حالت های دینامیکی سیستم در دسترس فرض می شوند، روش پیشنهادی وابستگی به حضور یا عدم حضور حالت های سیستم ندارد. با استفاده از یک رویتگر عصبی توابع نامعلوم سیستم و حالت ها تخمین زده می شوند. قوانین بروز رسانی شبکه عصبی محاسبه شده اند و پایداری رویتگر مورد استفاده بر اساس تئوری لیاپانوف اثبات شده است. با آزمایش روی سیستم یک روبات تک لینکی کارایی روش پیشنهادی نشان داده شده است.

جوامع مدرن امروزی وابستگی شدیدی به سیستم های صنعتی و تکنولوژی روز دارند، که احتمال وقوع خطا در این سیستم ها و ایجاد خسارات جانی و مالی وجود دارد. خطای عملگر سبب کاهش عملکرد سیستم کنترل شده و در بعضی مواقع از کار افتادگی کامل سیستم را به همراه دارد. خطای حسگر سبب نشان ندادن مقدار واقعی فرآیند و دور کردن سیستم از نقطه ی کار خود می شود. در این میان موضوع مربوط به ایمنی، بهره وری و بهره برداری اقتصادی از سیستم ها و تجهیزات صنعتی از اهمیت ویژهای برخوردار هستند. از اینرو، تشخیص خطا و ایزوله کردن آن در سیستم های بکار رفته در صنعت، امری اجتناب ناپذیر می باشد. در این پایان نامه به تفضیل درباره ی خطا و انواع آن می پردازیم، و تاریخچه ای مختصر از نظریه ها و تئوری هایی که توسط محققین مختلف در این زمینه ارائه شده، مورد بحث و بررسی قرار می گیرد. سپس به شرح کامل مزیت ها و پیشرفت هایی که تاکنون در استفاده از طراحی رویتگر مود لغزشی در شناسایی و تخمین خطایی که در حسگر های سیستم کنترل رخ می دهد، می پردازیم. در ادامه دو روش رویتگر مود لغزشی و رویتگر مود لغزشی مبتنی بر منطق فازی را برای تشخیص و تخمین خطای حسگر در سیستم پاندول معکوس، بکار می بریم و با شبیه سازی های انجام شده قدرت و کیفیت دو روش مذکور را در شناسایی و بازسازی خطای حسگر نشان می دهیم.

ما دو شبکه عصبی برخط برای شناسایی و بدست آوردن یک مدل برای سیستم غیرخطی نامعلوم پیشنهاد می دهیم. در روش اول، آموزش قانون تطبیقی-عصبی براساس متغیرهای حالت در دسترس می باشد و برای همگرا شدن کران خطای رویتگر به صفر اثباتی وجود ندارد به عبارتی، خطای رویتگر به یک کرانی که کوچک بودن آن تضمین نمی شود همگرا خواهد شد. در روش دوم، آموزش قانون فقط براساس خروجی سیستم است و همگرا شدن خطای رویتگر به صفر نیز اثبات می شود، که این برتری نسبت به روش اول محسوب می شود.

چکیده ضریب توان در تجهیزات متصل شده به شبکه توزیع باید اصلاح گردد. به عنوان مثال یکسوسازها که جریان خطی غیرسینوسی تولید می کنند، نیاز به اصلاحات ضریب توان دارند. یکسوکننده های دیودی، ولتاژ ورودی ac را به ولتاژ خروجی dc با رفتار کنترل شده تبدیل می کنند. یکسوکننده های دیودی تک فاز در تجهیزات توان پایین کاربرد فراوانی دارند. از یکسوکننده های دیودی سه فاز در درایورهای دارای سرعت متغیر مثلاً تلویزیون های خانگی، تجهیزات اداری، شارژکننده های باطری و بالاست های الکترونیکی، به منظور داشتن توان های بالاتر استفاده می شود. با افزایش استفاده از تجهیزات الکترونیکی، هارمونیک های جریان خط تبدیل به یک مشکل بزرگ شده اند. افزایش بیش ازحد جریان ذاتی در سیستم های سه فاز، ایجاد گرمای زیاد در ترانسفورماتور و موتورهای القایی می کند و همچنین تخریب شکل موج ولتاژ سیستم ازجمله عوارض هارمونیک ها می باشند. امروزه طبق استانداردهای بین المللی ، برای محدود کردن هارمونیک های جریان خط می بایست تمهیداتی اندیشید. باید با کاهش هارمونیک های جریان خط، ضریب قدرت را اصلاح – pfc ، نماییم. دو نوع اصلاح ضریب توان داریم. 1) اصلاح ضریب توان غیرفعال (پسیو)، 2) اصلاح ضریب توان فعال (اکتیو). اصلاح ضریب توان، بسته به فرکانس کلید زنی، به فرکانس پایین و فرکانس بالا طبقه بندی می شود. تکنیک های مختلفی در اصلاح ضریب توان اکتیو و پسیو در اینجا معرفی شده اند. بهبود ضریب توان با اصلاح ضریب توان اکتیو فرکانس بالا در این پایان نامه بررسی خواهد گردید. اگر از روش کنترلی مناسب برای شکل دادن به ورودی استفاده شود، می توان با استفاده از مبدل های dc-dc که دارای خواص ذاتی بهبود ضریب توان می باشند، اصلاح ضریب توان داشت. مبدل های dc-dc می توانند در حالت جریان پیوسته سلف به کار روند cicm که در حالت cicm جریان سلف هرگز صفر نخواهد شد. و همچنین در dicm ، حالت جریان ناپیوسته سلف که در آن در یک دوره سوئیچینگ، جریان سلف ممکن است صفر نیز شود، کار می روند. در dicm، سلف ورودی دارای مقادیر متغیری می باشد و اوج جریان سلف به طور خودکار برای ولتاژ خط، نمونه برداری می شود. این ویژگی جریان ورودی dicm را خود اصلاح ضریب توان گویند. چراکه نیازی به حلقه کنترل در سمت ورودی نیست. در cicm، از روش های مختلفی برای کنترل جریان سلف مانند کنترل جریان اوج، کنترل جریان متوسط، کنترل پسماند و کنترل مرزی استفاده می شود. اصلاح ضریب توان سوئیچینگ فرکانس بالا نیز دارای اشکالاتی است، مانند تلفات اضافی که باعث کاهش بازده کلی می شود که emi فرکانس بالای جریان های ورودی را افزایش می دهد. emi فرکانس بالا مقدار قابل توجهی تلفات انتقال و سوئیچینگ emi در پی خواهد داشت. emi فرکانس بالا را با یک فیلتر بین منبع ac و دیود یکسوساز پل می توان حذف کرد و با استفاده از سوئیچینگ نرم می توان تلفات را کاهش داد و بهره وری را بهبود بخشید.

چکیده: پایداری ولتاژ به توانایی سیستم قدرت در حفظ ولتاژهای قابل قبول در کلیه باس های سیستم تحت وضعیت عادی و بعد از وارد شدن اغتشاش ، مربوط می شود . سیستم هنگامی وارد حالت ناپایداری می شود که بروز اغتشاش ، افزایش در بار مورد نیاز یا تغییر در موقعیت سیستم موجب کاهش فزاینده و غیر قابل کنترل ولتاژ گردد . عامل اصلی ناپایداری ولتاژ ، ناتوانی سیستم در مواجهه با تقاضا برای توان راکتیو می باشد . ناپایداری ولتاژ عموما در سیستم های با بارگذاری شدید رخ می دهد . وضعیت پایداری ولتاژ سیستم های قدرت را می توان با استفاده از شاخص های قدرت بررسی کرد . این شاخص ها که می توانند بر اساس آنالیزهای استاتیکی و یا مدل های دینامیکی سیستم قدرت باشند ، توانایی تعیین باس های بحرانی ، ارزیابی پایداری هر خط متصل بین دو باس و یا ارزیابی حاشیه پایداری سیستم را دارا می باشند . ناپایداری ولتاژ اساسا یک پدیده محلی می باشد که ابتدا در ناحیه ضعیف ولتاژ رخ می دهد و سپس به بقیه سیستم گسترش می یابد . بنابراین اگر بتوان وقوع ناپایداری ولتاژ را پیش بینی کرد می توان با اقدامات اصلاحی مناسب از گسترش آن جلوگیری نمود . در این پایان نامه روشی ارائه شده است که توانایی پیش بینی وقوع ناپایداری ولتاژ را دارا باشد . روش ارائه شده از سه فاکتور اندازه ولتاژ ، تغییرات ولتاژ و نرخ تغییرات ولتاژ برای پیش بینی وقوع ناپایداری ولتاژ استفاده می کند . شبیه سازی های صورت گرفته در دو سیستم استاندارد 9 باسه و 39 باسه ieee نشان دهنده عملکرد مناسب این شاخص در پیش بینی وقوع ناپایداری ولتاژ می باشد .از ویژگی های شاخص ارائه شده می توان به بار محاسباتی کم آن اشاره کرد که آن را برای کاربردهای آنلاین مناسب می سازد . برای مقابله با ناپایداری ولتاژ ابزارهای متفاوتی وجود دارد که برخی از آنها عبارتند از : تغییر سریع ولتاژ مرجع ژنراتورها از طریق حلقه کنترل ولتاژ ژنراتور ، سوئیچ های بانک های خازنی ، ناحیه بندی کنترل شده شبکه با هدف تعادل توان راکتیو تولیدی و مصرفی ، وارد مدار کردن واحدهای با زمان راه اندازی کم ، کنترل تپ ترانسفورماتورها اعم از مسدود کردن تپ یا کاهش نقطه تنظیم ، باز تقسیم سریع توان بین ژنراتورها و حذف بار . در اکثر مراجع ، حذف بار به عنوان آخرین راه اما روشی بسیار موثر برای مقابله با ناپایداری معرفی شده است . لازم به ذکر است که با گذشت زمان میزان باری که باید حذف شود تا سیستم مجدد به شرایط نرمال باز گردد ، افزایش خواهد یافت . لذا تعیین زمان مناسب برای حذف بار یکی از نکات مهم در حذف بار کاهش ولتاژی می باشد . همچنین در این تحقیق الگوریتمی ارائه شده است که با استفاده از شاخص پیشنهادی پیش بینی وقوع ناپایداری ولتاژ و زمان مناسب برای حذف بار را تعیین می کند . شبیه سازی های متعدد نشان دهنده عملکرد مناسب این الگوریتم در تعیین زمان مناسب حذف بار می باشد .