در این پایان نامه به بررسی اثر ایجاد افت ولتاژ در پایانه های استاتور ژنراتور القایی قفس سنجابی مورد کاربرد در توربین های بادی، پرداخته شده است. در ابتدا بیان می شود که ایجاد افت ولتاژ در پایانه های استاتور موجب شتاب گرفتن روتور در ژنراتور القایی می شود و اگر این افت ولتاژ ادامه یابد ممکن است منجربه ناپایداری سرعت روتور گردد. همچنین ذکر می شود که توانایی توربین بادی برای عبور از هرگونه افت ولتاژ (قابلیت عبور از ولتاژ پایین) از پارامترهای اساسی انتخاب نوع توربین در کشورهای مختلف می باشد. در ادامه به بحث در مورد نحوه برخورد توربین های بادی موجود در شبکه با این شتاب گرفتن روتور پرداخته شده و اشاره می شود در کشورهای مختلف حد و مرزی برای افت ولتاژ در شبکه تعیین شده است که بر طبق آن اگر افت ولتاژ در شبکه از این حد عبور کرد، توربین بادی اجازه خواهد داشت که خود را از شبکه جدا کند تا دچار ناپایداری نگردد. همچنین بیان خواهد شد که ژنراتور القایی قفس سنجابی از این حیث دارای حاشیه پایداری مطلوبی نیست و با توجه به اینکه نرخ شتاب گیری روتور ناشی از افت ولتاژ وابسته به مشخصات داخلی ژنراتور است، لازم است برای داشتن حاشیه پایداری مطلوب ادوات جبرانسازی به سیستم اضافه شود. در این پایان نامه استفاده از ادوات facts به عنوان جبرانساز برای بهبود حاشیه پایداری سرعت روتور پیشنهاد شده و سیستم های کنترل نوینی، در این راستا مورد کاربرد قرار گرفته است.

خاصیت ذاتی نامنظم بودن سرعت باد سبب بروز اختلالاتی در توان تولیدی از این منبع زیست تخریب پذیر می‏گردد. به دلیل آنکه توان دریافتی از انرژی باد با توان سوم سرعت باد در ارتباط است، توان خروجی توربین باد متغیر است. این تغییرات در بازه زمانی کمتر از یک دقیقه اتفاق می‏ افتد و در شبکه‏های ایزوله و جزیره‏ ای بیشترین اثرات مخرب را ایجاد می‏ نماید. به منظور هموارسازی تغییرات و اغتشاشات توان خروجی از ژنراتور باد می‏توان از سیستم‏های ذخیره ‏ساز انرژی بهره برد. سیستم ذخیره‏ ساز چرخ‏طیار علاوه بر بازده و طول عمر بالا به سبب قابلیت تحمل تعداد شارژ و دشارژ زیاد و هزینه پایین‏ تر، نسبت به سایر سیستم های ذخیره ساز انرژی عملکرد مطلوبتری در کاربرد مذکور دارد. نکته کلیدی در طراحی سیستم چرخ طیار ماشین الکتریکی آن است، که وظیفه تبدیل انرژی را از صورت انرژی مکانیکی به الکتریکی و بالعکس بر عهده دارد. ویژگی‏های برجسته ماشین سوئیچ رلوکتانس همچون گشتاور و بازده بالا و همچنین ساختار مقاوم و هزینه پایین، استفاده از آن را در سیستم ذخیره‏ ساز چرخ طیار مطلوب می‏ گرداند. در این تحقیق پس از طراحی یک سیستم چرخ‏ طیار، عملکرد آن در هموارسازی اغتشاشات توان خروجی ژنراتور باد بررسی می‏ گردد. بدین منظور ابتدا محاسبات طراحی یک ماشین سوئیچ رلوکتانس با استاتور c شکل (c-core stator srm) صورت می‏ پذیرد. مشخصه‏ های مغناطیسی این ماشین به همراه پارامتر‏های چرخ‏ طیار نماینده سیستم ذخیره‏ ساز چرخ‏ طیار خواهند بود. در پایان با طراحی یک مبدل قدرت و کنترل کننده مناسب، عملکرد سیستم ذخیره‏ ساز مذکور در هموارسازی تغییرات توان خروجی یک ژنراتور باد با بدترین سناریوی اغتشاشات توان بررسی می‏ گردد. نتایج شبیه سازی عملکرد مطلوب سیستم ذخیره‏ ساز چرخ‏ طیار بر پایه‏ی ماشین سوئیچ رلوکتانس را نمایش می‏ دهد.

انرژی خورشید یکی از مهمترین انواع انرژی موجود در سطح زمین است. یکی از روش های تبدیل این انرژی به الکتریسیته، استفاده از سلول های فتوولتائیک است. دیده می شود که، منحنی مشخصه سلول های فتوولتائیک غیر خطی بوده و وابستگی شدیدی به میزان دما و تابش دارد. در هر لحظه با تابش و دمای مشخص، تنها یک نقطه در این منحنی توان حداکثری دارد و به این نقطه، نقطه حداکثر توان گفته می شود. سیستم ها و الگوریتم هایی که این نقطه حداکثر توان را مشخص می کنند، الگوریتم های ردیابی نقطه حداکثر توان نام دارند. روش های بسیاری برای ردیابی نقطه حداکثر توان ارائه گردیده و در این پایان نامه دو روش جدید مطرح می گردد. در روش اول، که برپایه الگوریتم جریان اتصال کوتاه ارائه شده و با کمک از دو الگوریتم ژنتیک و استنتاج فازی مقدار مناسب جریان نقطه حداکثر توان تخمین زده می شود در این روش مقدار ضریب ثابت موجود در روش پایه، توسط الگوریتم ژنتیک و بیشترین احتمال وقوع شناسایی شده و به جای اتصال کوتاه مداوم سیستم جهت اندازه گیری جریان اتصال کوتاه از منطق استنتاج فازی برای تخمین جریان اتصال کوتاه در شرایط دما و تابش مشخص استفاده می گردد. روش اول به علت استفاده از ضریب ثابت ( بهینه شده توسط الگوریتم ژنتیک) در شرایط جویی متغیر، باعث کاهش راندمان سیستم می شود که روش دوم برای اصلاح این مورد در نظر گرفته شده است. در روش دوم ارائه شده، از الگوریتم پایه ولتاژ مدار باز استفاده می گردد که هم میزان ولتاز مدار باز و مقدار ضریب ثابت از منطق استنتاج فازی تخمین زده می شود. این دو روش بر پایه روش استنتاج فازی بوده و مشکلات روش های جریان اتصال کوتاه و ولتاژ مدار باز را برطرف می نماید. نتایج حاصل توسط نرم افزاز متلب ارزیابی شده و صحت و دقت روش های پیشنهادی تایید گردید.

محرکه های موتور های جریان مستقیم توان بالا مقدار زیادی هارمونیک وارد شبکه می کنند که جبران و حذف آنها مشکل است. در محرکه چهار ربعه سیستم های نورد گرم وقتی که بلوک فولادی به بخش رافینگ برخورد می کند بار بزرگ و ناگهانی به موتور اعمال می شود این شرایط، تغییرات سریع و قابل ملاحظه ای در هارمونیک ها و ضریب قدرت ایجاد می نماید. این هارمونیک ها به مصرف کننده ها ی دیگر متصل به شبکه آسیب می رسانند. استفاده از فیلتر های غیر فعال سنتی در این سیستم ها، به دلیل ایجاد تشدید امکان پذیر نیست . برای دستیابی به جبران سازی مناسب لازم است از فیلتر های فعال که دارای آشکار ساز هارمونیک با توانایی آشکار سازی سیگنالهای سریع و متغیر بازمان استفاده شود. تئوری توان لحظه ای یا تئوری pq بطور وسیعی درفیلتر های فعال مورد استفاده قرار می گیرد. فراجهش زیاد این روش از آشکار سازی در شرایط گذرا، پاسخ آنرا در هارمونیک های متغیر با زمان خراب می کند. در این رساله تئوری توان لحظه ای فازی به منظور بهبود پاسخ روش قدیمی در آشکار سازی هارمونیک ها در شرایط گذرا معرفی شده است. اصلاح رفتار فیلتر های بالاگذر با استفاده ازقواعد فازی و جدا سازی سیگنالهای متناوب بدون هیچ عارضه ای، یک نوآوری محسوب می شود. برای بررسی این موضوع در سیستم مشابه سازی شده در محیط matlab/simulink از یک فیلتر فعال برای خذف هارمونیک های تولید شده توسط محرکه موتور چهار ربعه به عنوان بار غیر خطی و متغیر با زمان استفاده شده است. آشکار ساز هارمونیک برای دو روش جدید و سنتی در مدل مشابه سازی شده ایجاد شده و نتایج حاصل از آن مورد ارزیابی قرار گرفته است. در کنار مشابه سازی سخت افزار آشکار ساز توسط dsp ساخته شده و به یک بار غیر خطی آزمایشگاهی مشابه محرکه سیستم نورد متصل شده است. نتایج حاصل از آزمون های نرم افزاری و سخت افزاری موید توانمندی روش معرفی شده در آشکار سازی هارمونیک های سریع و بهبود رفتار دینامیکی فیلتر فعال است