تجهیزات و وسایل کنترل جدید همانند سیستم های انتقال جریان متناوب انعطاف پذیر (facts) برای افزایش پایداری و قابلیت اطمینان سیستم های قدرت استفاده می شوند. در این پایان نامه کنترل کننده پخش توان بین خطوط (ipfc) که یکی از ادوات facts نسل جدید است، برای کنترل نوسانات فرکانس پایین (lfos) سیستم قدرت استفاده شده است. برای کنترل lfos با استفاده از ipfc یک مدل پخش بار بهینه برای بدست آوردن نقطه کار پیشنهاد شده است. در این پایان نامه مدل سازی دینامیکی سیستم های قدرت تک ماشینه و چندماشینه با حضور ipfc بر اساس یک مدل پیشرفته توسعه داده شده است. برای طراحی کنترل کننده های lfos یک فرآیند بهینه برای جایابی مقادیر ویژه مربوط به مدهای الکترومکانیکی پیشنهاد و به صورت یک مسئله بهینه سازی تعریف شده است. برای حل این مسئله بهینه سازی یک الگوریتم بهینه سازی سراسری با نام الگوریتم جستجوی نسبیت عام (grsa) معرفی و توسعه داده شده است. کنترل کننده های lfos طراحی شده با grsa برای سیستم های قدرت آزمایش و ارزیابی شده اند.

توان الکتریکی با کیفیت مناسب برای عملکرد درست بسیاری از تجهیزات الکتریکی ضروری می باشد. از این رو مسئله کیفیت توان به موضوع بسیاری از تحقیقات امروزی تبدیل شده است. به منظور بهبود کیفیت توان الکتریکی، باید دلایل و منابع اغتشاش تعیین شده و سپس برای حذف یا کاهش آنها، اقدامات سنجیده ای به کار گرفته شود. در این پایان نامه ابتدا روشی جهت تشخیص و طبقه بندی اغتشاشات کیفیت توان با استفاده از تبدیل موجک گسسته و شبکه عصبی ارائه شده است. روش پیشنهادی، ضمن تفکیک اغتشاشات از سیگنال های سینوسی، قادر به تعیین نوع اغتشاش می باشد. با توجه به این که سیگنال های مورد استفاده در این روش توسط تبدیل موجک نویززدایی شده اند، ضمن معرفی و مقایسه روش های مختلف نویززدایی مبتنی بر تبدیل موجک، روشی که بهترین عملکرد نویززدایی را دارد انتخاب شده است. در این روش چنانچه سیگنال دارای اغتشاش باشد، با استفاده از تبدیل موجک گسسته تجزیه شده و اطلاعات مفید آن استخراج می شود. بر اساس این اطلاعات، بردارهای ویژگی مناسبی انتخاب شده و برای آموزش شبکه عصبی استفاده می شوند. این اغتشاشات شامل نُه پدیده اغتشاشی تعریف شده در استانداردها و هشت پدیده اغتشاشی توام می باشند. سپس دقت روش در شرایط نویزی مختلف مورد بررسی قرار گرفته و عملکرد آن با روش های مراجع معتبر مقایسه شده است. برای افزایش راندمان طبقه بندی و کاهش زمان محاسباتی، به جای یک شبکه عصبی به کار گرفته شده در قسمت های قبل از پنج شبکه عصبی موازی استفاده شده است. همچنین روشی برای طبقه بندی انواع کمبود ولتاژ سه فاز ارائه شده است. در پایان روشی ارائه شده که به کمک آن می توان نوع اغتشاش را در کمترین زمان ممکن تشخیص داد.

این پژوهش راه کاری نوین جهت کاهش نوسانات زیر سنکرون با استفاده از جبران ساز سری سنکرون استاتیکی(sssc) ارائه می نماید. روش به کار گرفته شده بر اساس تزریق ولتاژ به خطوط انتقال، پس از رخ دادن خطا در سیستم طراحی شده است. هنگامی که نوسانات زیر سنکرون سبب جریان های شدید و نوسانی می شوند؛ می توان با تزریق مناسب ولتاژ، اختلال را مهار کرد. در این تحقیق مقایسه ای بین کانال دامنه و زاویه ولتاژ تزریقی جهت کاهش نوسانات زیر سنکرون و تعیین کانال مناسب تر انجام می شود. جهت عملکرد بهتر سیستم از الگوریتم بهینه سازی گرگ خاکستری استفاده شده است. یک تابع هدف جدید (برای اولین بار) جهت کاهش تشدید زیر سنکرون پیشنهاد شده است. شبیه سازی ها بر روی سیستم استاندارد ieee fbm انجام شده است. این سیستم دارای یک ژنراتور شش جرمه و خط انتقال جبران سازی شده بوسیله خازن سری می باشد. در نهایت جهت نمایش عملکرد مناسب طرح پیشنهادی از آنالیز مقادیر ویژه و آنالیز حوزه زمان استفاده شده است.

از مهم ترین مشکلات موجود در شبکه های توزیع، بالا بودن تلفات، افت ولتاژ غیر مجاز و قطعی های طولانی برق می باشد که با توجه به حجم زیاد سرمایه گذاری انجام گرفته در این شبکه ها و لزوم بهره برداری مناسب، ارائه راه-کارهایی جهت رفع این مشکلات ضروری می باشد. قطعی های طولانی مدت در شبکه های توزیع، عمدتا ناشی از تعیین محل وقوع خطا و تعمیر فیدر خطادار است. روشی که هم اکنون جهت تعیین محل خطا در اکثر شرکت های توزیع مورد استفاده قرار می گیرد، روشی کاملاً دستی و تجربی است که با توجه به اطلاعاتی که بعضاً مشترکین یا دیسپاچینگ در اختیار مراکز حوادث قرار می دهند، صورت می پذیرد. در این روش ، نه تنها زمان بازیابی شبکه بسیار زیاد است بلکه عمر تجهیزات الکتریکی نیز با قطع و وصل زیر جریان اتصال کوتاه کاهش یافته و خسارت های مالی فراوانی به شرکت توزیع (ناشی از عدم فروش برق در ساعات بازیابی شبکه به مصرف کننده) تحمیل می شود. هدف از این پایان نامه، ارایه روشی برای مکان یابی خطا در شبکه های توزیع است که با تحلیل موجک بر روی نمونه های فرکانس بالای سیگنال خطای ثبت شده توسط واحدهای اندازه گیری، مکان دقیق خطا تعیین می گردد. پس از وقوع خطا در شبکه ی توزیع، امواج فرکانس بالای ناشی از خطا روی موج اصلی سوار شده و در فیدرهای شبکه جاری می گردند. با اعمال تحلیل موجک بر روی ولتاژهای اندازه گیری شده، جداسازی این سیگنال های گذرا و استفاده از تکنیک های مطرح شده در پایان نامه محل وقوع خطا مشخص می گردد.

با رشد سیستم های قدرت لازم است نگاه ویژه ای به استفاده از ادوات انتقال ac قابل انعطاف (facts) و همچنین تحلیل های غیرخطی جهت حفظ پایداری دینامیکی سیستم انجام گیرد. ادوات facts، اثرات قابل ملاحظه ای در تعدیل اثرات وقوع خطا دارند که با فراهم نمودن منبعی کمکی برای تامین توان راکتیو، این مهم صورت می گیرد. هم چنین تحلیل های غیرخطی، مشکل اصلی در تکنیک های کنترل خطی با ناحیه عملکرد کوچک را، برطرف می سازند. در این بین استفاده از مشاهده گر، نیاز به اندازه گیری تمامی متغیرهای حالت سیستم را رفع می نماید. در این پروژه، ابتدا سیستم تحریک به دو صورت خطی و غیرخطی برای سیستم قدرت تک ماشینه طراحی شده است و عملکرد هر دو سیستم به هنگام وقوع خطا بررسی می شود. مشکل اصلی در استفاده از تحریک خطی، عدم عملکرد مناسب کنترل کننده به هنگام وقوع خطا بزرگ در سیستم می باشد. چراکه تکنیک های خطی تنها در یک نقطه کار معین مناسب می باشند و اغتشاش بزرگ باعث تنوع در نقاط کار سیستم می شود. همچنین برای سیستم تحریک غیرخطی، مشاهده گر غیرخطی طراحی شده است. این طراحی براساس مدل سیستم می باشد که با استفاده از روش خطی سازی فیدبک به طور کامل خطی شده است. مشاهده گر این امکان را فراهم می نماید که سرعت ژنراتور را، بدون نیاز به اندازه گیری تعیین نماییم. در ادامه جبران ساز استاتیکی (statcom) که یکی از مهم ترین ادوات facts می باشد به دو فرم خطی و غیرخطی طراحی شده و به همراه تحریک خطی در سیستم قدرت تک ماشینه و در شرایط وقوع خطا، مورد بررسی قرار گرفته اند. statcom غیرخطی در مقایسه با فرم خطی آن، در کاهش نوسانات سرعت عملکرد بهتری دارد. با این وجود هماهنگی تحریک غیرخطی به همراه statcom غیرخطی پایداری سیستم را بهبود می بخشد. از روش خطی سازی فیدبک برای طراحی کنترل کننده های غیرخطی سیستم تحریک و statcom استفاده شده است و پارامترهای کنترلی جهت هماهنگی عملکرد آنها، مشخص شده اند. هم چنین پروژه حاضر به هماهنگی بهینه کنترل کننده های غیرخطی هردو سیستم تحریک و statcom در سیستم تک ماشینه متصل به شین بی نهایت (smib) می پردازد. با استفاده از الگوریتم اجتماع ذرات، هماهنگی لازم بین اجزا سیستم قدرت صورت می گیرد. نتایج حاصل از بهینه سازی پارامترهای کنترلی بر روی مشاهده گر سیستم تحریک نیز اعمال شده است. نتایج شبیه سازی حاکی از بهبود رفتار سرعت ژنراتور به هنگام وقوع خطا با هماهنگ سازی بهینه کنترل کننده های غیرخطی می باشد. هم چنین استفاده از پارامترهای بهینه شده در بهبود رفتار مشاهده گر سیستم تحریک، موثر واقع شده است.