به طور کلی مسائل مربوط به هزینه های ساخت و نگهداری، سهولت در طراحی و نصب، محتوای هارمونیکی، تلفات، سطح ولتاژ و جریان، مقدار توان راکتیو نامی قابل جبران و بسیاری از مسائل دیگر مورد نظر پژوهشگران در این زمینه می باشد. از ویژگیهای ذکر شده، فقط برخی از آنها در یک جبرانگر توان راکتیو نوعی ممکن است خوب باشد. به این معنی که ممکن است مثلاً یک جبرانساز دارای محتوای هارمونیکی پایین و مقدار توان راکتیو نامی بالا باشد ولی هزینه های ساخت و نگهداری زیاد باشد ولی جبرانساز دیگری دارای تلفات و هزینه های پایین اما محتوای هارمونیکی بالا باشد. بنابراین با توجه به هدف به کارگیری، یک جبرانگر توان راکتیو انتخاب می شود. در این پروژه سعی بر تکمیل تئوری و اصلاح مشکلات یک جبرانساز توان راکتیو با ساختاری جدید با نام csct شده است تا جاییکه در همه ویژگیهای بیان شده دارای کیفیت مناسبی باشد. با تغییر در ساختار هسته مغناطیسی یک ترانسفورماتور سه فاز سه سیم پیچه با مدارات مرتبط و ایجاد سطح ولتاژ اتصال کوتاه صد در صد، هدفِ داشتنِ مقدار توان راکتیو نامی بالا، محتوای هارمونیکی ناچیز، تلفات کم، هزینه های پایین، سهولت در نصب و راه اندازی به طور همزمان دنبال شده است.

چکیده افزایش نیاز برای تولید توان الکتریکی، تجدید ساختار صنعت برق و تنگناها و محدودیت های ساخت خطوط انتقال جدید برای فاصله های دور انتقال توان و مشکلات اقتصادی و محیطی نیروگاه های بزرگ، موجب افزایش رغبت به تولید پراکنده قدرت شده است. واحدهای تولید پراکنده می توانند به لحاظ استراتژیک برای تقویت شبکه، کاهش تلفات و هزینه های عملیاتی، بهبود پروفیل ولتاژ و قابلیت اطمینان بازدهی در سیستم قدرت قرار گیرند. استفاده از واحدهای تولید پراکنده در سال های اخیر در مقالات مختلفی مطرح شده است. در این بین ارائه طرحی بهینه برای نصب واحدها در شبکه بسیار مهم است. در این تحقیق روشی شبه دینامیکی برای ارائه یک طرح بهینه چندساله شامل تعیین ظرفیت الکتریکی ، مکان و زمان نصب واحدهای تولید پراکنده ارائه شده است. مسئله مورد نظر در قالب یک مسئله بهینه سازی مقید به قیود شبکه و قیود مربوط به واحد تولید پراکنده تعریف شده و با هدف کاهش هزینه تلفات و هزینه انرژی تأمین نشده در یک بازه زمانی 5 ساله با استفاده از الگوریتم ژنتیک حل شده است. برای در نظر گرفتن قیود مربوط به مسئله از منطق فازی استفاده شده است. بار شبکه به صورت فازی بین 80% تا 120% مقدار نامی تغییر کرده و در نهایت ظرفیت واحدهای تولید پراکنده به صورت منحنی های فازی بدست می آید. در پایان روش مورد نظر برای ارائه طرح توسعه واحدهای تولید پراکنده در شبکه 24 شینه ieee پیاده سازی شده است. نتایج نهایی، کارایی این روش را در کاهش هزینه تلفات و هزینه انرژی تأمین نشده در طول 5 سال بهره برداری از شبکه نشان می دهد.

هدف اصلی این پروژه کنترل رزونانس در یک کوره القایی است به این معنا که در راه اندازی سیستم بتواند فرکانس رزونانس را پیدا کرده و در آن نقطه به کار خود ادامه دهد و همچنین اگر به هر دلیلی همچون تغییر قطعه کار یا اثرات دمایی؛ در حین کار فرکانس رزونانس تغییر کرد باید بتواند آن را دنبال کند. روش اصلی مد نظر؛ روش جاروب فرکانسی و قرار گرفتن در نزدیکی نقطه رزونانس بر اساس پاسخ فرکانسی (نمودار بود) پارامتر های مدار رزونانسی (در این جا آرایش تانک موازی به همراه سلف سری) همچون ولتاژ دو سر تانک می باشد. پاسخ های فرکانسی مدار در محیط نرم افزار تحلیلگر مدار ( pspice) شبیه سازی شده و معیار کنترل قرار گرفته اند. همان طور که خواهیم دید نتایج عملی و آزمایشگاهی تطابق بالایی با نتایج شبیه سازی دارند. یک بخش اساسی پروژه ساخت منبع تغذیه ای است که بتواند توان مورد نیاز را در فرکانس بالا تولید نماید بهتر است طراحی این مبدل طوری صورت گیرد که از روش سوییچینگ نرم مبتنی بر سوییچ زنی در جریان صفر به منظور حداقل کردن تلفات کلید زنی استفاده شود. البته همان طور که خواهیم دید این امر به قابلیت مدار رزونانسی خروجی نیز بستگی دارد. از مدار رزونانسی به منظور ماکزیمم کردن ضریب توان از دید مبدل و همچنین قابلیت توان دهی بالاتر و بالا بردن راندمان استفاده می شود. به دلیل این که با قرار دادن قطعات کار مختلف در کوره ، فرکانس تشدید سیستم تغییر می کند ، سیستم کنترلی حلقه بسته ای برای تنظیم فرکانس در فرکانس رزونانس مدار (به طور تقریبی) طراحی شده است.

شبکه های توزیع عموما برای سادگی در تامین امنیت به صورت شعاعی بهره برداری می گردند. بدین منظور برای بهبود قابلیت اطمینان یک سیستم توزیع شعاعی، می بایست تمامی تجهیزات به گونه ای بهره برداری گردند تا محدوده مجاز جریان و ولتاژ حفظ گردد. این محدودیت ها باید زمانی برآورده گردد که عملکرد سیستم در حداقل هزینه خود قرار دارد. بازآرایی یکی از ابزار کارآمد برای سیستم های توزیع بوده به گونه ای که با حداقل کردن هزینه، قابلیت اطمینان و امنیت سیستم را نیز بهبود می بخشد. بازآرایی فرآیندی است که در آن ساختار مکانی فیدرها با باز یا بسته شدن کلیدهای قرار گرفته بر روی خطوط تغییر می کند. بدین منظور، تعداد ترکیبات ممکن برای کلیدهای کاندید در سیستم زیاد است. بازآرایی مسئله ای بسیار پیچیده بوده و طبیعت گسسته کلیدها مسئله را به یک بهینه سازی گسسته تبدیل می کند. در سالهای اخیر الگوریتم های بسیاری برای حل اینگونه مسائل ارائه گردیده اند. اکثر این الگوریتم ها بر پایه روش های ابتکاری، بهینه سازی های سنتی و شیوه های هوش مصنوعی بنا نهاده شده اند. اما در این پایان نامه روشی دو مرحله ای و کارآمد برای بازآرایی سیستم توزیع با هدف حداقل کردن تلفات ارائه گردیده است. این روش بدین منظور کارایی دارد که از حساسیت تلفات توان حقیقی شاخه های کاندید بر حسب امپدانس شاخه ها استفاده می کند. برای بهبود در نتایج حل از روش تعویض شاخه در مرحله دوم استفاده می گردد. در پایان بخش اول روش مورد نظر بر روی دو سیستم نمونه 16 و 33 باس اجرا گردیده تا کارایی این الگوریتم به خوبی مشاهده گردد. خازن های موازی به دلایل متنوعی روی سیستم های انتقال، توزیع و صنعتی نصب می گردند. این نوع خازن ها اساسا برای کاهش تلفات اهمی و کنترل سطح ولتاژ مشتریان مورد استفاده قرار می گیرند. این عمل با حذف یا کاهش افت ولتاژ ناشی از بارهای راکتیو یا سلفی انجام می گیرد. علاقه مندی در استفاده از شیوه های بهینه سازی با هدف تعیین نوع، اندازه و مکان خازن ها امروزه بسیار افزایش یافته است. در این پایان نامه روشی ارائه گردیده است تا بتوان مکان و ظرفیت خازن ها را با هدف کاهش تلفات انرژی الکتریکی از طریق آنالیز حساسیت محاسبه کرد. در پایان بخش دوم روش مورد نظر بر روی سیستم نمونه 33 باس اجرا گردیده تا کارایی این الگوریتم به خوبی مشاهده گردد.

از سال 1973 به دلیل شوک نفتی در جهان و افزایش قیمت سوخت و انرژی و همچنین به دلیل مسائل زیست محیطی ، محققان در ابتدا بحث صرفه جویی در مصرف انرژی و یافتن انرژی های جایگزین و مخصوصا انرژی های تجدید پذیر را مطرح کردندو در ادامه به این نتیجه رسیدند که نیروگاه ها باید کوچک و در سطح سیستم، پراکنده شوند، در حالی که قبل از آن نیروگاه ها به صورت بزرگ و متمرکز بوده اند. لذا به تدریج موضوع واحدهای تولید پراکنده مطرح شد و روز به روز در سیستم های توزیع توسعه یافت و روش های جایابی و تعیین ظرفیت این واحدها در مقالات مختلف مورد بررسی قرار گرفت. پیشرفت تکنولوژی تولیدات پراکنده در سالهای اخیر موجب شده است کشورهای صنعتی دنیا سیاست هایی در راستای بهره گیری بیشتر از این واحدها اتخاذ کنند. هدف اصلی از انجام این پروژه، تعیین سقف قیمت خرید برق از منابع تولید پراکنده با توجه به مد کاری مورد استفاده می باشد. بدین معنا که حداکثر قیمت قابل پرداخت به منابع تولید پراکنده بابت تأمین انرژی در هر مود کاری مشخص شود. شاخص اصلی برای تعیین این قیمت ها هزینه خرید برق از شبکه و هزینه تأمین نشده می باشد. در فصل اول مقدمه ای از واحدهای تولید پراکنده شامل انواع و گستره استفاده در کشورهای مختلف بیان شده است. در فصل دوم مروری بر مقالات و مطالعات قبلی در زمینه تخصیص بهینه منابع تولید پراکنده در شبکه های توزیع انجام و ابعاد مختلف تعریف مسئله بیان شده است. در فصل سوم تعریف مسئله به صورت مفهومی و ریاضی تشریح و متغیرها تعیین گردیده اند. در فصل چهارم شبکه نمونه توزیع معرفی شده و مطالعات موردی روی شبکه مورد نظر انجام گردیده و نتایج بدست آمده تحلیل شده است. و در نهایت جمع بندی و نتیجه گیری کلی حاصل از تحقیق بیان شده و پیشنهاداتی برای مطالعات آینده در این زمینه ارائه گردیده است.

رشد بی رویه مصرف برق در سال های اخیر به گونه ای بوده است که نگرانی های بسیاری را برای دست-اندرکاران صنعت برق بوجود آورده است ، یکی از راهکارهای مناسب برای کاهش شدت این رشد بی ریه استفاده از پتانسیل صنایع و جلب همکاری واحد های صنعتی در ساعات پیک بار از طریق انعقاد قرارداد به منظور کاهش دیماند مصرفی در ساعات پیک و شرکت در برنامه های مدیریت بار است.مکانیزم طراحی این قرارداد باید به گونه ای باشد که به این سوال اساسی که در اصل صورت مسئله ما در انجام پایان نامه می باشدپاسخ دهد.صورت مسئله به این صورت می باشد که( "اگر شرکت توزیع دراثر کمبود منابع تولید یا دلایل دیگری مانند تراکم خطوط مجبور به کاهش بار مشترکین بزرگ به میزان مشخص باشد،چگونه این کمبود را بین مشترکین خود تقسیم کند و چگونه تعرفه بهینه را انتخاب کند و به مشترکین خودش تخفیف بدهد تا مشترک حاضر به همکاری با وی بشود و در ضمن سود شرکت توزیع از فروش برق در روز اجرای قرارداد ماکزیمم شود"). برای پاسخ به این سوال در این پایان نامه نشان داده می شود که چگونه تابع هزینه مشتری می تواند تنظیم شود و در طراحی قراردادهای کارآمد مدیریت تقاضا موثر باشد. و همچنین نشان می دهد که چطور ویژگی های محل مشتریان در طراحی قراردادهای مدیریت تقاضا گنجانده شده است، با مشخص شدن هزینه خاموشی تحمیل شده در اثر قطع بار می توان مشترکین را برای حضور در برنامه مدیریت-بار تشویق نمود.این تشویق می تواند به صورت ارائه تخفیف در میزان تعرفه انرژی مصرفی ویا به صورت پرداخت یکجادر صورت قطع شدن بار وی باشد.که در دو مثال جداگانه به بررسی دو مدل مختلف طراحی قرارداد مدیریت بارمی پردازیم،و میزان بهینه مبلغ تشویقی و میزان بهینه قطع برای مشترکین همکار دربرنامه محاسبه میشود. تابع هدف هردو مسئله بیشینه نمودن سود شرکت توزیع از فروش برق است.علاوه بر این در حل مسئله قیودی در نظر گرفته شده که همکاری مشترکین را برای شرکت در برنامه جلب می کند.

در سالهای اخیر، بدلیل نگرانیهای زیست محیطی، انرژی بادی به عنوان یکی از انرژیهای تجدیدپذیر مهم مورد توجه قرار گرفته است. از میان سیستمهای تولید انرژی بادی، توربینهای بادی که مبتنی بر ژنراتورهای القایی دو سو تغذیه هستند بدلیل قابلیت عملکرد در سرعتهای متغیر، قیمت پایین مبدلها، کاهش نوسان توان الکتریکی، کاهش تلفات و قابلیت کارکرد در چهار ربع کاری کاربرد بیشتری پیدا کردهاند. عملکرد ژنراتورهای القایی دو سو تغذیه کاملا وابسته به چگونگی کنترل توربین بادی میباشند. بنابراین امروزه نقش مبدلهای الکترونیکقدرت و الگوریتم مناسب برای طرز کنترل آنها، بسیار برجسته شده است. روش کنترل مستقیم توان به عنوان یکی از روشهای کنترلی ژنراتورهای القایی دو سو تغذیه، بدلیل عملکرد دینامیکی بالا، ساختار ساده و عدم وابستگی زیاد به پارامترهای ماشین، به یک روش محبوب و پرکاربرد تبدیل شده است. ریپل بالای توان نیز یکی از مشکلات اصلی روش کنترل مستقیم توان میباشد. علیرغم مزیتهای مبدلهای سه سطحی مهار دیودی در مقایسه با مبدلهای دو سطحی منبع ولتاژ، اغلب استراتژیهای بیان شده برای روش کنترل مستقیم توان در ژنراتورهای القایی دو سو تغذیه در مقالات، مبتنی بر مبدل دو سطحی است. این پایاننامه استراتژی جدیدی برای روش کنترل مستقیم توان در ژنراتورهای القایی دو سو تغذیه بهمنظور کاهش ریپل توان اکتیو و راکتیو توسط مبدلهای سه سطحی مهار دیودی ارائه میدهد. بدلیل اینکه مبدلهای سه سطحی تعداد بردار ولتاژ بیشتری نسبت به مبدلهای دو سطحی تولید میکنند، قابلیت کنترلی بهتر و آزادی عمل بیشتری دارند که از این مزیت میتوان برای کاهش ریپل توان اکتیو و راکتیو استفاده کرد که یکی از اشکالات اساسی روش کنترل مستقیم توان میباشد. در نتیجه، جدول سوئیچینگ بهینهی جدیدی پیشنهاد میشود. با استفاده از این جدول، نه تنها توان اکتیو و راکتیو ژنراتورهای القایی دو سو تغذیه بصورت بسیار مطلوبی از مقدار مرجعشان تبعیت میکنند، بلکه ریپلهای بزرگ توان نیز برطرف میشود. همچنین بدلیل عملکرد کنترلی مطلوب این روش پیشنهادی، اغتشاشات هارمونیکی در شکل موجهای جریان روتور و استاتور نسبت به روشهای رایج کمتر میشود. نتایج شبیهسازی بر روی سیستم ژنراتورهای القایی دو سو تغذیه 2 مگاواتی، بیانگر تاثیر و سودمندی روش پیشنهادی است.

درسالهای اخیر با توسعه روزافزون جمعیت و افزایش تقاضای بار توسط مشترکین و مشکلات احداث نیروگاههای جدید، احداث خطوط انتقال و پست های فوق توزیع، شرکت های توزیع رفتهرفته به استفاده از واحدهای تولید پراکنده روی آورده اند. لذا مسئله برنامه ریزی توسعه واحدهای تولید پراکنده یکی از مسائل مهم در حوزه مطالعات برنامه ریزی سیستم های قدرت به شمار می رود. منظور از برنامه ریزی توسعه واحدهای تولید پراکنده تعیین نوع، ظرفیت و مکان بهینه ی نصب و همچنین بهترین زمان برای نصب این واحدها در شبکه های توزیع با کمترین هزینه ممکن می باشد؛ به طوریکه بار مورد نیاز شبکه تأمین شده و سایر محدودیت های فنی مربوط به آن نیز رعایت شوند. این محدودیت ها ممکن است شامل مواردی همچون میزان تلفات، میزان افت ولتاژ مجاز، میزان انتشار آلایندههای زیست محیطی و قیود مربوط به شاخص های قابلیت اطمینان شبکه باشد. در این پایان نامه مسئله برنامه ریزی توسعه واحدهای تولید پراکنده در شبکه های توزیع در یک افق پنج ساله به منظور بیشینه کردن مقدار سود مالک شبکه و با درنظر گرفتن عدم قطعیت بار مدل سازی شده است. فرض می شود که شرکت توزیع مالک شبکه بوده و مسئولیت نصب و بهره برداری از واحدهای تولید پراکنده نیز برعهده شرکت توزیع است. مقدار سود مالک شبکه به صورت تفاضل هزینه ها از درآمد تعریف می شود. درآمد مالک شبکه ناشی از فروش برق به مشترکین شبکه بوده و هزینه های آن به سه بخش هزینه های سرمایه گذاری، هزینه های بهرهبرداری و هزینه قابلیت اطمینان تقسیم شده است. هزینه قابلیت اطمینان به صورت هزینه انرژی تأمین نشده مشترکین شبکه توزیع درنظر گرفته می شود. عدم قطعیت بار نیز با استفاده از روش بهینه سازی مقاوم در طول دوره برنامه ریزی لحاظ خواهد شد. جواب بهینه مسئله عبارتست از: مکان، ظرفیت، ضریب توان و نیز بهترین زمان ممکن برای نصب واحدهای تولید پراکنده در شبکه. همچنین الگوریتم جستجوی هارمونی ترکیبی به عنوان ابزار بهینه سازی مورد استفاده قرار گرفته است. مدل پیشنهادی برای برنامه ریزی یک شبکه توزیع فشار متوسطِ 38 شینه مورد تست و ارزیابی قرار گرفته است.

وجود مصرف کننده های غیرخطی و متغیر با زمان در شبکه های الکتریکی موجب ایجاد اثرات نامطلوبی در شکل موجهای ولتاژ و جریان می شوند. مهمترین این اثرات نامطلوب عبارتند از: - توان غیراکتیو و راکتیو - هارمونی ها - نوسانات فرکانسی پایین قدرت و نامتعادلی در سه فاز برای جبران این نابسامانی ها استفاده از فیلتر فعال می تواند کارایی زیادی داشته باشد. طراحی و ساخت نمونه آزمایشگاهی یک فیلتر فعال موازی موضوع این پایان نامه می باشد. یک فیلتر فعال موازی موضوع این پایان نامه می باشد. یک فیلتر فعال موازی دارای عملکردی بصورت حلقه کنترل جریان و دارای سه قسمت اصلی شامل مدار مبدل، سیستم کنترل مبدل و قسمت تولید شکل موج مبنا است . در این پایان نامه هر قسمت مورد توجه قرار گرفته و با ارائه طرحهای جدید در هر قسمت سعی شده است کارایی فیلتر فعال در اصلاح نابسامانی های فوق الاشاره در شین مربوطه افزایش یابد. استفاده از مبدل چند سطحی می تواند کارایی فیلتر فعال را افزایش دهد. برای حل مشکل تعداد زیاد عناصر مورد نیاز در مدارهای مبدل چند سطحی قبلی یک طرح جدید برای مدار مبدل چندسطحی ارائه شده که تعداد عناصر مورد استفاده را تقریبا به نصف کاهش می دهد. یک روش جدید برای تولید شکل موج مبنا توسعه داده شده که دارای قابلیتهای متعددی است ، و اثبات شده که روش پیشنهادی تعمیمی از روش توان لحظه ای است . برای کنترل مبدل فیلتر فعال چند طرح جدید، به کمک روش فازی، فازی برداری و فازی لغزشی ارائه شده است ، که روش فازی برداری برای اولین بار در این پایان نامه ارائه می شود. در پیشنهاد استفاده از روش فازی لغزشی برای کنترل فعال اثبات شده که از دو ورودی خطای جریان و ولتاژ لحظه ای سمت ac کارایی سیستم کنترل را افزایش می دهد. با استفاده از نتایج مشابه سازی و آزمایشگاهی صحت عملکرد و کارایی روشهای پیشنهادی اثبات شده است . البته برای ایجاد امکان ساخت یک نمونه آزمایشگاهی از فیلتر فعال طراحی شده بطوری که بتوان فقط با استفاده از یک کامپیوتر 486dxx2 تمام عملیات نمونه برداری، پردازش داده و تصمیم گیری فازی لغزشی را بصورت زمان واقعی انجام داد، روشهایی برای کاهش حجم محاسبات و کاهش حجم عملیات مورد نیاز در تصمیم گیری فازی برای اولین بار ارائه شده است ، که جزئیات هر روش در موارد مربوطه تشریح شده است .