به دلیل اهمیت مسائل زیست محیطی و همچنین کمبود سوخت های فسیلی متداول برای تامین انرژی، استفاده از انرژی های تجدید پذیر در سراسر جهان مخصوصا در دهه گذشته بیشتر مورد توجه قرار گرفته و از بین این منابع، انرژی باد یکی از مهمترین انرژی هایی بوده که استفاده از آن رشد بسیار سریعی داشته است. همراه با توسعه روز افزون نیروگاه های بادی در شبکه قدرت و اتصال این نیروگاه های کوچک به سیستم های به هم پیوسته قدرت، به تدریج وابستگی شبکه ها به انرژی تولیدی از این واحد ها افزایش یافت. اتصال این نیروگاه ها به شبکه توزیع موجب بروز مشکلاتی نظیر: کاهش پایداری ولتاژ، نوسانات فرکانس، کاهش پایداری دینامیکی و ... شد. برای اتصال توربین های بادی به شبکه قدرت ، ولتاژ محل اتصال ژنراتور به شبکه یک شاخص بسیار مهم و حیاتی است ، از این رو کنترل این ولتاژ در شرایط مختلف عملکرد شبکه باید مورد توجه قرار گیرد. یک راه حل بهینه برای حل این مشکل استفاده از ادوات facts می باشد. ادوات facts انواع گوناگونی داشته و بر حسب نوع به صورت سری یا موازی ویا ترکیبی از این دو صورت در مدار قرار می گیرند که بطور خلاصه توانایی:1.افزایش ظرفیت توان انتقالی2.بهبود پایداری دینامیکی و دائمی3.بهبود میرایی نوسانات4.بهبود پایداری ولتاژ و... را دارند. در این پروژه با استفاده از ادوات facts موازی نظیر: svc,statcom که توانایی جذب و تولید توان راکتیو را دارند، به کنترل و بهبود ولتاژ در دو نمونه سیستم مزرعه بادی پیشنهادی، پرداخته می شود. همچنین در این تحقیق به منظور جلوگیری از آسیب های مکانیکی و کاهش استرس به توربین های بادی وبه منظور بدست آوردن بیشترین توان ممکن، کنترل کننده های پره-های توربین نیز طراحی شده و مورد استفاده قرار گرفته اند. در این تحقیق، ضمن مدلسازی مزرعه بادی ، هریک از این ادوات در سیستم های پیشنهادی، به کمک نرم افزار emtdc/pscad، نیز مدل شده و مقایسه عملکرد این دو تجهیز بر بهبود ولتاژ، در سیستم مورد نظر مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج شبیه سازی عملکرد مناسب این تجهیزات را در حالت کارکرد نرمال و حالت تحت خطا، نشان می دهد.

کنترل کننده ی یکپارچه ی پخش توان (upfc)، به عنوان یکی از ادوات facts، ابزاری است که می تواند پایداری را در سیستم قدرت بهبود بخشد. در این راستا، می توان از کنترل کننده های توان اکتیو و ولتاژdc خازن، به عنوان کنترل اصلی upfc بهره برد. در این پروژه یک مدل دینامیکی ریاضی برای سیستم تک ماشینه ی متصل به شین بی نهایت و مجهز به upfc ارائه می شود. سپس به منظور افزودن بر قابلیت میراسازی نوسات، علاوه بر کنترل کننده ی اصلی upfc، از یک پایدارساز سیستم قدرت، مشتمل بر بلوک های پیش فاز- پس فاز و یک بلوک بهره، به عنوان کنترل کننده ی میرایی کمکی استفاده شده است. پارامترهای کنترل کننده های pi مربوط به upfc، و هم چنین پارامترهای پایدارساز، به طور هم زمان و با استفاده از الگوریتم دسته ی پرندگان (pso)، تنظیم می شوند. در نهایت، با اعمال خطاهای مختلف، سیستم مورد اشاره، در محیط نرم افزار matlab شبیه سازی می شود. نتایج این شبیه سازی، از توان مندی طرح کنترلی پیشنهادی در بهبود میرایی نوسانات، نسبت به حالتی که فقط pss در مدار است، حکایت دارد.

میراسازی نوسانات سیستم قدرت با اتصال داخلی موضوع بسیار مهمی در عملکرد مطمین سیستم است. این نوسانات در اثر نوسان یک یا چندین ژنراتور در مقابل گروهی از ژنراتورها بوجود می آیند و اگر به موقع میرا نشوند مهمترین اهداف تولید کنندگان انرژی الکتریکی یعنی حداکثر استفاده از ظرفیت سیستم های موجود و عملکرد امن سیستم های قدرت را تهدید می کنند. در این پایان نامه اثر pss, tcsc و svc در بهبود میراسازی نوسانات مورد بررسی قرار گرفته است. حلقه های کنترلی گاورنر و avr نقش اساسی در کنترل سیستم های قدرت دارند. از ابتدای امر مشخص گردید که آنها برای از بین بردن نوسانات حالت گذرا توانایی محدودی دارند. به همین دلیل به یک حلقه کنترل کننده دیگر ماننده pss جهت کمک به این دو حلقه نیازمند می باشد. ضمنا در سیستم های چند ماشینه استفاده تنها از pss ممکن است میرایی کافی برای نوسانات سیستم قدرت ایجاد نکند. در این مورد کنترل کننده های tcsc و svc از عناصر ادوات facts برای میراسازی راه حل مناسبی می باشند. بنابراین هنگام بروز خطا تجهیزات مذکور به وظیفه میراسازی خود ادامه داده و با میرا نمودن به موقع نوسانات عملکرد امن سیستم قدرت را تضمین می نمایند. همچنین امکان استفاده از حداکثر ظرفیت بارپذیری خطوط انتقال تا نزدیک حد حرارتی آنها و بهبود پایداری سیستم را فراهم می آورند. بعلاوه در این پایان نامه به بررسی الگوریتم های تاثیر svc و tcsc بر میراسازی نوسانات با حضور pss پرداخته شده است. الگوریتم مذکور بر دومبنا قرار گرفته است یکی برمبنای تنظیم هماهنگی بین کنترل کنند ها با استفاده از مفهوم انرژی نوسانی بوده و دیگری تنظیم هماهنگی بین کنترل کننده ها با استفاده از مفهوم انرژی نوسانی بوده و دیگری تنظیم هماهنگی بین کنترل کننده ها با استفاده از تنظیم بهره مربوط می باشد.

طراحی سیستم الکتریکی در حضور dg نیاز به تعریف چندین عامل از قبیل بهترین تکنولوژی مورد استفاده، تعداد و ظرفیت واحدها، بهترین مکان، نوع اتصال به شبکه و غیره دارد. تاثیر dg در مشخصات عملکرد سیستم از قبیل تلفات الکتریکی، پروفیل ولتاژ، پایداری و قابلیت اطمینان باید به طور مناسبی اندازه گیری گردد. مشکل مکان dg و اندازه dg از اهمیت بالایی برخوردار است. نصب واحدهای dg در مکان های غیر بهینه می تواند باعث افزایش تلفات، تاثیرات نامطلوب بر روی پروفیل ولتاژ، تاثیر بر افزایش هزینه ها و بنابر این داشتن تاثیراتی بر خلاف آن چه که مطلوب و مورد نظر می باشد، گردد. لذا استفاده از روش های بهینه سازی که توانایی تشخیص بهترین پاسخ برای یک شبکه توزیع داده شده را داشته باشد بسیار لازم و ضروری می نماید. در این پایان نامه راهکارهایی تحلیلی و ریاضی برای جایابی واحد تولید پراکنده در شبکه توزیع با هدف کاهش تلفات و نیز بهبود پروفیل ولتاژ شبکه توزیع ارایه شده است. در این پایان نامه علاوه بر مساله جایابی واحدهای تولید پراکنده مساله یافتن اندازه مناسب واحد تولید پراکنده نیز مورد توجه قرار گرفته است. به منظور ارزیابی روش های تحلیلی ارایه شده سیستم های نمونه ای از شبکه های توزیع شبیه سازی گردیده است که نتایج ارایه شده همسان با نتایج موجود در مقالات بوده که این مساله گویای عملکرد صحیح در شبیه سازی ها بوده است. در قسمت دیگری از این پایان نامه روشی پیشنهادی به منظور چایابی و انداز مناسب واحد ِdg در شبکه توزیع ارایه شده است که نتایج اعمال آن بر روی سیستم نمونه تا حد زیادی مشابه نتایج موجود در پایان نامه می باشد.

در عصر حاضر نوسانات بین ناحیه ای به عنوان مشکل مشترک سیستم های قدرت بزرگ به هم پیوسته مطرح شده اند. این نوسانات در اثر نوسانیک یا چندین ژنراتور در مقابل گروهی از ژنراتورها در ناحیه دیگر به وجود می آیند و اگر به موقع میرا نشوند مهمترین اهداف تولیدکنندگان انرژی الکتریکی یعنی حد اکثر استفاده از ظرفیت سیستم های موجود ( نزدیک حد پایداری آن ها) و عملکرد امن سیستم های قدرت تهدید نخواهد شد. در این پایان نامه اثر sssc و upfc در بهبود میراسازی نوسانات بین ناحیه ای مورد بررسی قرار گرفته است. sssc و upfc مبتنی بر مدارات مبدل می باشند و قادرند دامنه و فاز ولتاژ سری تزریقی به سیستم قدرت و در نتیجه سیلان توان در خطوط انتقال را مستقل از پارامترهای شبکه با انعطاف پذیری بالا کنترل نمایند. بنابر این هنگام بروز خطا به وظیفه میراسازی خود ادامه داده و با میرا نمودن به موقع نوسانات فرکانس پایین عملکرد امن سیستم های قدرت را تضمین می نماید. همچنین امکان استفاده از حد اکثر ظرفیت بارپذیری خطوط انتقالتا نزدیک حد حرارتی آن ها و بهبود پایداری سیستم را فراهم می آورند. بعلاوه در این پایان نامه اهمیت استفاده از کنترل کننده میراساز تکمیلی در بهبود میرایی نوسانات بین ناحیه ای و تاثیر پارامترهای مختلف سیستم قدرت از جمله ثابت اینرسی ماشین های سنکرون، بارهای اکتیو، قطع خطوط انتقال و خازن های جبران ساز بر روی نوسانات مذکور مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است. تاثیر قابل توجه sssc و upfc به همراه کنترل کننده تکمیلی در بهبود میرایی نوسانات بین ناحیه ای با استفاده از شبیه سازی بر روی سیست مورد آزمایش با دو ناحیه و چهار ژنراتور نشان داده شده است.

با توجه به اهمیت قابلیت اطمینان در شبکه های قدرت، مبحث پایداری به عنوان یکی از اصلی ترین موضوعات تحقیقات در زمینه سیستم های قدرت مطرح می باشد. در این راستا ادوات facts به عنوان یکی از مهم ترین ابزارهایی که تحقق این هدف را میسر می سازند، مورد توجه می باشند. هدف از انجام این پروژه، بررسی بهبود پایداری سیستم قدرت از طریق پایدارسازهای سیستم قدرت و کنترل کننده های مبتنی بر دو نمونه از ادوات facts شامل statcom و svc می باشد. طراحی کنترل کننده ها تحت عنوان مسیله بهینه سازی فرموله شده و با استفاده از الگوریتم ژنتیک پارامترهای بهینه کنترل کننده ها انتخاب شده اند. علاوه بر این، روش تجزیه مقدار تکین (svd) برای اندازه گیری میزان کنترل پذیری مودهای الکترومکانیکی توسط ورودی های مختلف مورد بحث واقع شده است. شبیه سازی غیرخطی در حوزه زمان جهت تأیید کارایی کنترل کننده های ارایه شده انجام گرفته است. لازم به ذکر است که کنترل کننده ها تحت شرایط کاری مختلف شبیه سازی شده اند.

برای بررسی پایداری ولتاژ روش های بسیاری پیشنهاد شده اند که هر کدام دارای مزایا و محدودیت هایی هستند. انتخاب روش و شاخص مناسب خود یکی از مهمترین بخش های یک مطالعه دقیق در این زمینه است. در این پژوهش دو روش رایج در پژوهش های پایداری ولتاژ برای بررسی تاثیرات دو عنصر facts جبرانساز استاتیکی سنکرون statcom و جبران ساز سری کنترل شونده با تریستور بر پایداری ولتاژ به کار گرفته شده اند و نتایج آنها با یکدیگر مقایسه شده اند. مزیت عمده روش تحلیل مقادیر تکین ساده بودن و کمی محاسبات است. این روش با وجود این که در جایابی اداوات facts بر پایداری ولتاژ نمی تواند به ما کمک کند روش پخش بار پیوسته رایج ترین روش تحلیل پایداری ولتاژ است که اطلاعات بسیار جامعی را در مورد فرآیند فروپاشی ولتاژ به ما می دهد. در این پایان نامه شبیه سازی انجام شده بر روی شبکه 30 شین ieee به هر دو روش تاثیر مثبت عنصر موازی statcom و نداشتن اثر مثبت عنصر tcsc بر پایداری ولتاژ نشان می دهند. علاوه بر نتایج حاصل از شبیه سازی ها نشان می دهد که بار علاوه بر تاثیر مستقیم بر پایداری ولتاژ عملکرد عناصر facts در بهبود پایداری ولتاژ تاثیر دارد. در این پژوهش علاوه بر مدل بار توان ثابت مدل بارهای دیگر نز در تحلیل به کار گرفته شده است. با وجود مزایای روش پخش بار پیوسته دقت این روش به شرایط شبیه سازی و شرایط شبکه به شدت وابسته است. در پایان نامه این پژوهش با بررسی تاثیر شرایط شبکه و شرایط شبیه سزی بر نتایج این روش برای بررسی تاثیر عناصر facts بر پایداری ولتاژ شاخصی جدید پیشنهاد شده است. این شاخص که تاثیرپذیری کمی از شرایط شبیه سازی و شرایط شبکه دارد امکان مطالعه جامعی را بر روی اداوات facts فراهم می کند.

در این پروژه مراحل اصلاحگر دینامیکی ولتاژ dvr و جبران کننده ی دینامیکی ولتاژ dvc سه فاز و روش های کنترلی آن ها برای مقابله با اغتشاشات کمبود و بیشبود ولتاژ در سیستم مورد نظر مورد مطالعه قرار می گیرد. روش کنترلی ارایه شده، روش کنترلی پیشرو است که سیگنال کنترل را از اختلاف بین ولتاژ مرجع و ولتاژ واقعی اندازه گیری شده شبکه می سازد. سیستم کنترل با توجه به سیگنال خطا، پارامترهای اینورتر را به گونه تغییر می دهد که ولتاژ مصرف کننده برابر ولتاژ مرجع شبکه شود. این روش مزایای زیادی دارد که مهمترین آن ها، کنترل آسان و پاسخ سریع و کیفیت دینامیکی بالا می باشد. استراتژی تزریق ولتاژ، استراتژی پیش از افت است، که در این حالت هم دامنه و هم زاویه فاز ولتاژ بار دقیقا شبیه به مقادیر قبل از افت ولتاژ هستند. که این روش برار بارهایی که نسبت به جهش زاویه فاز حساس هستند مناسب است. در مقایسه با ساختارهای اصلاحگر دینامیکی ولتاژ متداول، جبران کننده دینامیکی افت ولتاژ دارای مزایای تعداد کلید کاهش یافته و عدم وجود سیستم ذخیره انرژی است. نتایج شبیه سازی ارایه شده نشان مر دهد که جبران کننده افت ولتاژ قادر به حفاظت از بارهای حساس در برابر تداخلات کوتاه مدت ولتاژ، کمبود و بیشبود ولتاژ بوده و می تواند یک جایگزین جالب برای منبع والتاژ غیر قابل وقفه ولتاژ پایین باشد.

احداث بهینه پست از جمله برنامه های بخش توسعه در صنعت برق می باشد که به لحاظ شرایط اقتصادی و مسایل مرتبط با تامین منابع در سال های اخیر توجه خاص مسیولین این صنعت را به خود معطوف داشته است. مکان یابی و تخصیص ظرفیت بهینه پست به عنوان بخش قابل توجه ای از هزینه احداث پست که اغلب زمان زیادی از اجرای پروژه را نیز در بر دارد. این گزارش مورد توجه و بررسی قرار گرفته است. عوامل و معیارهای متنوع و متعدد در تصمیم گیری برای انتخاب زمین پست وجود دارد که ضمن شناسایی این معیارها از روش تحلیل سلسله مراتبی برای بررسی و تحلیل آن ها استفاده شده است. با توجه به اینکه اکثر معیارهای تعیین کننده فاکتورهای محیطی می باشد، استفاده از سیستم های اطلاعات جغرافیایی مورد توجه واقع شده است. برای تحقق اهداف پروژه با جمع آوری اطلاعات برآود بار مشخصات محیطی و جغرافیایی منطقه مورد مطالعه، ضمن تکمیل پایگاه اطلاعاتی جهت دسترسی به اطلاعات توصیفی اقدام به تشکیل مدل داده شده است. نحوه ورود داده به سیستم اطلاعات جغرافیایی مورد بررسی واقع گردیده و لایه های اطلاعاتی بر اساس اهمیت آن ها وزن دهی شده است. تجزیه و تحلیل لایه های اطلاعاتی بر اساس مدل های تحلیل مکانی برای مکان یابی و تخصیص ظرفیت بهینه پست با هدف کاهش هزینه های احداث و نگهداری انجام شده است.

جهت محدود سازی جریان خطا در خطوط انتقال بدلیل اینکه امکان استفاده از محدود کننده های متعارف جهت محدود سازی جریان خطا وحود ندارد. لذا استفاده از ادوات facts به عنوانیک راه حل مناسب و اجرایی پیشنهاد شده است. یکی از مهمترین ادوات facts که دارای قابلیت های زیادی در شبکه انتقال می باشد upfc نام دارد که صورت سری –موازی با خط انتقال نصب می گردد. در این پروژه در ابتدا با انتخاب شبکه 9 شینه ieee نحوه محاسبات استاتیک جریان اتصال کوتاه و اثر upfc بر میزان جریان خطا در شبکه بیان می گردد. سپس قابلیت های upfc در محدود سازی جریان خطا، افزایش کیفیت توان و پایداری دینامیکی در نرم افزار pscad/emtdc مورد بررسی می گیرد. و در نهایت برای بهبود کارایی upfc در محدود سازی جریان خطا ابررسانای مقاومتی ybco در ساختار upfc استفاده می گردد.

سیستم های قدرت در برگیرنده مدهای نوسانی مختلفی ناشی از عملکرد متقابل اجزای مختلف سیستم می باشند. بعضی از نوسان ها ناشی از نوسان روتور ژنراتورهای سنکرون نسبت به یکدیگر است. مدهای الکترومکانیکی مذکور را می توان در دو دسته مدهای محلی و مدهای بین ناحیه ای جای داد. میرایی نوسانات سیستم قدرت به وسیله پایدار ساز سیستم قدرت بهبود می یابد که به تنظیم کننده اتومکانیک ولتاژ ژنراتور افزوده می گردد. در سال های اخیر با پیشرفت سریع در حوزه الکترونیک قدرت فرصت های جدیدی برای صنعت برق از طریق استفاده از ادوات facts به منظور حذف نوسانات سیستم قدرت فراهم گردیده است. در این پایان نامه نشان داده شده که استفاده از pss نه تنها در حفظ همگامی پس از وقوع خطا در سیستم قدرت موثر بوده است، بلکه به میرایی سریع نوسانات محلی و نیز بین ناحیه ای کمک شایانی نموده است. همچنین یک کنترل کننده منطق فازی ترکیبی جدید برای ادوات facts معرفی شده است که این کنترل کننده در قسمت تناسبی کنترل کننده pi مرسوم قرار می گیرد و بخش انتگرالی به آن افزوده می گردد. این کنترل کننده برای استفاده در ادوات facts مانند tcsc, upfc و svc چهت میرا نمودن نوسانات محلی و بین ناحیه ای سیستم قدرت بکار رفته است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که برتری upfc با کنترل کننده pi نسبت به tcsc و svc در میرا نمودن نوسانات محلی و بین ناحیه ای سیستم قدرت کاملا مشهود است. همچنین تاثیر upfc با کنترل کننده فازی ترکیبی در بهبود میرایی نوسانات بین ناحیه ای در مقایسه با tcsc و svc کاملاً چشمگیر می باشد. مزیت استفاده از کنترل کننده فازی ترکیبی طراحی شده در مقایسه با کنترل کننده pi، برای ادوات facts با استفاده از نتایج شبیه سازی تایید می گردد.

کنترل بار فرکانس یکی از ضروریات هر سیستم قدرت می باشد، که با اجرای آن بین میزان تولید و مصرف توان تعادل بوجود می آید، و نتیجه آن حفظ فرکانس و توان تبادلی بین نواحی در مقادیر نامی و برنامه ریزی شده می باشد. کنترل بار فرکانس یکی از مسایل اساسی در طراحی و بهره برداری از سیستم می باشد، که امروزه با بزرگتر و پیچیده تر شدن و همچنین ایجاد تجدید ساختار در سیستم های قدرت، اهمیت بیشتری پیدا کرده است. در این پایان نامه در هر یک از فصل ها به جنبه های مختلف کنترل بار فرکانس پرداخته خواهد شده است. در فصل دوم که شامل سه بخش می باشد، اصول کنترل بار فرکانس در محیط سنتی، مختصری درباره تجدید ساختار سیستم های قدرت و برخی مطالب کنترل بار فرکانس در محیط تجدیدساختار یافته مورد بررسی قرار خواهند گرفت. یکی از اهداف اصلی تجدید ساختار،ایجاد رقابت بین شرکت کنندگان در بازار می باشد، که برای رسیدن به این هدف تشکیل بازار خدمات جانبی و به تبع آن بازار تنظیم فرکانس ضروری می باشد. در فصل سوم یک نمونه بازار کنترل بار فرکانس معرفی خواهد شد، که مشابه بازارهای اشتراکی می باشد. نحوه اعمال و اجرای قراردادها در این بازار بر روی یک سیستم نمونه نشان داده خواهد شد. نوع دیگری از بازارهای کنترل بار فرکانس موجود، بازار مبتنی بر قراردادهای دوجانبه می باشد. در فصل های چهارم و پنجم، این بازار بر روی یک سیستم سه منطقه ای اجرا خواهد شد. تفاوت این دو فصل در نوع کنترل کننده مورد استفاده می باشد، به طوری که درفصل چهارم از کنترل کننده های تناسبی-انتگرالی و تناسبی-انتگرالی-مشتقی که پارامترهای آنها با استفاده از الگوریتم ژنتیک تعیین می شود استفاده خواهد شد، ولی در فصل پنجم کنترل کننده منطق فازی برای کنترل بار فرکانس به کار خواهد رفت. در هر دوی این فصل ها از ماتریس مشارکت توزیع اصلاح شده برای مدل کردن قراردادهای دوطرفه استفاده خواهد شد.

تجدید ساختار در صنعت برق، با ایجاد یک محیط رقابتی موجب گردیده که شرکت های تولید کننده برق با یکدیگر به رقابت بپردازند. حس رقابت در بین شرکت های تولیدی موجب گردیده که مفاهیم اقتصادی در صنعت برق جایگاه ویژه ای پیدا نمایند. به این ترتیب شرکت ها با استفاده از مفاهیمی ماننده مدیریت ریسک، نظریه بازی و ... سعی در بیشینه کردن سود خود دارند. در واقع هدف از مسیله در مدار قرار دادن نیروگاه ها در یک شرکت تولیدی که یک برنامه اقتصادی می باشد نحوه تعیین روش و خاموش بودن واحدهای نیروگاهی شرکت تولیدی، در ساعات روز است بطوریکه سود شرکت تولیدی حداکثر گردد. اما از آنجایی که در سیستم تجدید ساختار یک شرکت تولید کننده برق دیگر مالک کامل نمی باشد و شرکت های دیگری نیز وجود دارند پس ممکن است که این برنامه ریزی تولید به خاطر عدم رعایت قیود سیستم انتقال کاملا تغییر می کند لذا در این پروژه، شرکت تولیدی با استفاده از یک عملیات پیشگیرانه و ارزیابی وضعیت شبکه، علاوه بر اینکه موجب افزایش سود خود می گردد احتمال پذیرفته شدن پیشنهاد خود را در بازار نیز به خاطر این عملیات پیشگیرانه افزایش می دهد. در این پروژه در مورد تیوری مسیله در مدار قرار دادن نیروگاه ها با قیود واحد و همچنین روش حل آن با الگوریتم ژنتیک توضیحاتی ارایه شد در ضمن راجع به قید تراکم خط بعنوان قید امنیت سیستم قدرت و نحوه محاسبه آن توسط روش آنالیز حساسیت و ضرایب تخصیص تولید بر مبنای ساختار شبکه توضیحاتی ارایه شده است. پروژه ارایه شده، میزان تولید هر یک از واحدهای نیروگاهی متعلق به شرکت تولیدی را بعنوان خروجی بهره بردار مستقل سیستم می دهد. نتایج شبیه سازی برای دو شبکه نمونه نشان می دهد سود شرکت های تولیدی در شرایط توجه به قید امنیت و عدم توجه به آن اختلاف قابل توجهی دارد و این امر موجب می گردد تا شرکت های تولیدی ترغیب به استفاده از این برنامه برای افزایش سود خود نمایند.

در این پایان نامه در فصل دوم به بررسی نیاز و لزوم جبران سازی توان راکتیو در شبکه های قدرت پرداخته می شود سپس در فصل سوم ضمن معرفی شبکه های تجدید ساختار شده و بیان تفاوت آنها با سیستم های مدیریتی تک قطبی، مدلهای مختلف بازار انرژی و نحوه مبادله توان در آنها ارائه می شود در ادامه این فصل روشهای مختلف محاسبه مشارکت و هزینه انتقال در شبکه های با دسترسی آزاد بررسی شده است در فصل چهارم به روشهای کاربردی سالهای اخیر در تعیین و تخصیص توان راکتیو و تلفات به قراردادهای دو و چندطرفه پرداخته و روشی جامع جهت تخصیص معرفی می شود پس از اعمال روشها به شبکه آزمون و حصول نتایج در پایان به مقایسه روشها، نتیجه گیری و ارائه پیشنهادات پرداخته می شود.

در این پروژه کنترل هماهنگ ولتاژ شین ثانویه و توان راکتیو پست فوق توزیع بررسی گشته است . هدف یافتن حالت مناسب خازن شنت و وضعیت تپ چنجر تحت بار (oltc) بر اساس تخمین بارهای ساعتی ولتاژ شین اولیه ترانسفورماتور پست فوق توزیع در بیست و چهار ساعت آینده می باشد. کنترل ولتاژ و توان راکتیو به گونه ای صورت می گیرد که انحراف ولتاژ شین ثانویه از مقدار مطلوب 1pu و میزان توان راکتیو کمینه گردند. بعلاوه شرایط عملی همانند حداکثر جابجایی تپ ترانسفورماتور و کلیدزنی خازن در یک روز باید رعایت شوند. برای رسیدن به این اهداف ، شبکه عصبی جهت یافتن حالات اولیه خازن و تپ چنجر بکار برده می شود. سپس برای یافتن پاسخ نهایی، خروجی های عصبی به یک برنامه ریزی دینامیکی فازی اعمل می گردند. نتایج نشان می دهند که ولتاژ شین ثانویه به میزان قابل قبولی در نزدیکی مقدار مطلوب (1pu) کنترل می شود و مقدار ضریب توان به مقدار واحد نزدیک است . کاربرد روش ترکیبی باعث کاهش حافظه و زمان مورد نیاز برای تعیین حالات بهینه کلیدزنی خازن و وضعیت تپ چنجر روز آینده، نسبت به روش های دینامیکی و دینامیکی فازی می گردد.

هدف از کنترل بار- فرکانس (lfc) ، حفظ و نگهداری فرکانس سیستم قدرت به صورت یکنواخت و قابل قبول می باشد. روش متعارف مورد استفاده جهت lfc بهره گیری از کنترل کننده های انتگرالی کلاسیک است . اگر چه این کنترل کننده ها قادر به حذف خطای ایجادشده در فرکانس هستند ولی فاقد کارایی دینامیکی مناسب می باشند و این مشکل در حضور عوامل ناپایدارسازی همچون تغییر پارامترها و محدودیت های غیرخطی تشدید می گردد. در این پایان نامه روش جدیدی جهت کنترل بار- فرکانس با استفاده از کنترل لغزشی فازی مورد بحث قرار گرفته است . در روش پیشنهادی، کنترل کننده لغزشی که ابزاری قوی و مقاوم جهت کنترل سیستم های با عدم قطعیت ساختاری می باشد، توسط منطق فازی به نحوی تنظیم می گردد که chattering ذاتی آن بدون از دست رفتن مقاومت سیستم، به شکل موثری تخفیف یافته و دینامیک سیستم نیز بهبود می یابد. سیگنال کنترلی شامل سه مولفه کنترل معادل جهت نسبت دادن قطب های مداربسته مطلوب به سیستم، مولفه سوئیچینگ مقاوم جهت هدایت حالات سیستم به سطح لغزشی تعریف شده توسط مقادیر ویژه مطلوب و نهایتا" مولفه فازی جهت بهبود کارایی کنترل کننده می باشد. کنترل کننده طراحی شده، علاوه بر برخورداری از مقاومت بالا در برابر تغییرات پارامترها و بار، در حضور قیود غیرخطی نرخ افزایش تولید و لقی گاورنر نیز عملکرد مناسبی از خود ارائه می دهد. همچنین به سهولت قابل بکارگیری به صورت غیرمتمرکز در سیستم های چندناحیه ای می باشد.

کاربرد خازن سری در شبکه های انتقال قدرت به منظور افزایش قدرت قابل انتقال استفاده می شود. در شبکه هایی که از خطوط انتقال طویل استفاده می شود با استفاده از خازن سری در بین خط می توان راکتانس معادل خط را پایین آورد و چون توان انتقالی با عکس راکتانس خط ارتباط دارد توان انتقالی افزایش می یابد. ولی قرار دادن خازن سری باعث پیش آمدن مسئله ای به نام تشدید زیرسنکرون (ssr) می شود. این پدیده باعث شکستن شفت ژنراتور می شود و باعث می شود که نیروگاه از مدار خارج گردد. آشنایی با این پدیده زمانی رخ داد که برای اولین بار محورهای نیروگاه حرارتی mohave در ایالت نوادای آمریکا شکسته شد. و از آن به بعد مسئله مدنظر قرار گرفته شد. پس از مطالعه این پدیده مشخص شد که نیروگاههای بخاری که دارای اجرام دوار متعدد می باشند مستعدترین نیروگاه برای این پدیده می باشند. انواع و اقسام پیشنهادها برای برطرف نمودن این مسئله ارائه شد. یکی از این راه کارها استفاده از جبران سازها به همراه کنترل مخصوص به آن می باشد. در این پروژه سعی شده است که خواننده را جبران سازهایی از قبیل smes و svc و avr آشنا نموده و به وسیله کنترارهایی از قبیل pid و lead-lag پدیده ssr را خنثی کنند. این مسئله شایان ذکر می باشد که خوشبختانه در ایران مسئله ssr مطرح نیست ، زیرا خطوط انتقال ما زیاد طویل نیستند و بالطبع از خازن سری استفاده نشده است .

سیستم های قدرت امروزی معمولا به صورت به هم پیوسته و یکپارچه بهره برداری می شوند.هدف اصلی یک سیستم قدرت تامین انرژی الکتریکی برای بارهای شبکه با کیفیت بالا و بدون وقفه می باشند.بدین منظور باید در فواصل زمانی حداکثر تا چند دقیقه بتوان با استفاده از روش های سریع ، اثر تمامی حوادث را بر روی شرایط بهره برداری فعلی سیستم بدست آورد. در سیستم های قدرت به هم پیوسته بزرگ هر مرکز کنترل فقط مسئول قسمتی از کل شبکه است.و این قسمت معمولا به عنوان شبکه داخلی شناخته می شوند.شبکه خارجی مابقی شبکه ای است که توسط مرکز کنترل مشاهده نمی شود. بنابراین برای مشاهده مناسب شبکه داخلی و ارزیابی سیستم یک مدل مناسب برای شبکه خارجی لازم است.در این پروژه یک روش ترکیبی برای معادل سازی شبکه خارجی ارائه شده است. روش معادل سازی توسعه یافته ‏‎ward‎‏ برای معادل سازی مدل خطوط و شبکه عصبی برای تطبیق توان تزریقی شین های مرزی بکار برده می شود.بنابراین این تکنیک جدید شامل ترکیب مزیت های روش توسعه یافته ‏‎ward‎‏ و شبکه عصبی می باشد.در این پروژه علاوه بر معادل سازی شبکه خارجی ، روش درجه بندی حوادث به کمک شبکه عصبی برای بررسی حوادث اتفاقی سیستم های قدرت بکار برده می شود.که با استفاده از این روش سرعت آنالیز حوادث افزایش می یابد.روش ارائه شده بر روی دو شبکه 30 شینه ‏‎ ieee‎‏و شبکه برق فارس پیاده سازی شده و نتایج این پروژه نشان دهنده سرعت و دقت روش ارائه شده است.

در این پروژه ابتدا کنترل کنده یکپارچه توان شامل: ساختان، اصول کار، معادلات ریاضی حاکم و کنترل آن معرفی می شود؛ سپس در راستای مطالعه تاثیر کنترل کننده یکپارچه توان بر پایداری گذرا سیستم قدرت، سه رو کنترلی آن به نامهای کنترل ولتاژ هم فاز، کنترل ولتاژ عمود و جبرانسازی موازی کنترل شده مورد بررسی قرار می گیرند. آنگاه به کمک شبیه سازی حوزه زمان تاثیر و توانایی هر یک از روشهای کنترلی فوق بر افزایش حاشیه پایداری گذرا و کاهش نوسان گذرا روی سیستم قدرت نمونه بررسی و بر مبنای معیار سطوح برابر نتایجی ملموس در مورد افزایش سطح حاشیه پایداریگذرا ناشی از اعمال روشهای کنترلی سه گانه ارائه می گردند. به عنوان رهیافتی دیگر تاثیر هر یک از روشهای کنترلی فوق بر پایداری گذرای سیستم قدرت مورد مطالعه، نیز بر مبنای روش تابع انرژی گذرا تحلیل و بررسی می شود. در این خصوص تاثیر اعمال هر یک از این استراتژیهای کنترلی بر پروفیلهای انرژی پتانسیل سیستم و جایگاه نقاط تعادل ناپایدار آن بررسی و نتایج ارائه می گردند. ضمن مقایسه نتایج حاصل از بررسیهای پایداری گذرا به هر دو روش شبیه سازی حوزه زمان و تابع انرژی گذرا در نهایت نتیجه گیریهای مشابهی در مورد تاثیر هر یک از روشهای کنترلی بر بهبود پایداری گذرا بدست می آیند، که به نحوی یکدیگر را تائید می نمایند.نتیجه بررسی حاضر در اتخاذ و اعمال استراتژی کنترلی بهینه و هماهنگ جهت بهبود عملکردهای دینامیکی و کذرای سیستم توسط کنترل کننده یکپارچه توان می تواند مورد استفاده قرار گیرد. به نحوی که ضمن رعایت هماهنگی لازم در مدهای کاری مختلف از جنبه های مفید و محسنات هر یک از روشهای کنترلی مذکور حداکثر بهره برداری بعمل آید.

در عمل تمام تجهیزات یک سیستم قدرت برای ولتاژ مشخصی که همان ولتاژ نامی است طراحی می شوند اگر ولتاژ از مقدار نامی خود منحرف گردد ممکن است باعث صدمه رساندن به تجهیزات و کاهش عمر آنها گردد. علاوه بر کنترل ولتاژ، ضریب توان فاکتور دیگری است که اصلاح آن می تواند منجر به بهینه شدن سیستم و بالتبع آن کاهش تلفات و تا حد قابل توجهی منجر به بهبود ولتاژ گردد. جهت بهینه کردن توان راکتیو بایستی جذب و تزریق توان راکتیو بگونه ای باشد که کمترین فلوی توان راکتیو در خطوط جاری شود. کنترل ولتاژ و توان راکتیو در سیستمهای توزیع واقعی که دارای بارهای تک فاز می باشند با کمی پیچیدگی همراه است. جهت کنترل ولتاژ از رگولاتور ولتاژ و جهت کنترل توان راکتیو و ضریب توان از خازن استفاده می گردد.