در این پایان نامه یک بازیاب دینامیکی ولتاژ بر اساس ماتریس کانورتر به هدف بهبود کیفیت توان شبکه مورد مطالعه قرار گرفته است. استفاده از ماتریس کانورتر باعث حذف لینک dc شده که علاوه بر افزایش قابلیت اطمینان سیستم، حجم و هزینه های نهایی را کاهش می دهد. الگوهای مختلف کلیدزنی در مدولاسیون بردار فضایی به شیوه های مستقیم و غیرمستقیم شبیه سازی و با یکدیگر مقایسه شده اند. روش های مختلف جبرانسازی و تولید ولتاژ تزریقی مورد بررسی واقع شده اند. معیارهای لازم برای مقایس? این روش ها در توپولوژی بازیاب دینامیکی ولتاژ پیشنهادی معرفی شده و پس از بدست آوردن معادلات آن ها، مقایسه های جامعی ارائه شده است. در ادامه، ساختمان یک بازیاب دینامیکی ولتاژ بر مبنای ماتریس کانورتر معرفی شده و نشان داده می شود که با استفاده از کنترلر pi بر مبنای منطق فازی می توان پاسخ دریافتی از بازیاب دینامیکی ولتاژ را بهبود بخشید. همچنین عدم استفاده از تجهیزات ذخیر? انرژی در ساختار آن باعث کاهش حجم تجهیز و هزینه ها می گردد. جزئیات این طرح به تفکیک طی فصول مختلف مورد مطالعه قرار گرفته و در انتها شبیه سازی متعددی برای اثبات عملکرد مناسب بازیاب دینامیکی ولتاژ پیشنهادی انجام می پذیرد. روشن می گردد که تجهیز پیشنهادی توانایی جبران مهمترین اختلالات کیفیت توانی از جمله فروافتادگی و برآمدگی ولتاژ به صورت متقارن یا نامتقارن و همچنین آلودگی هارمونیکی شبکه را دارد.

با گسترش توجه به ویژگی های اقتصادی وسایل نقلیه و نیز سازگاری آنها با محیط زیست، در بیشتر کشورها قطارهای برقی از جایگاه خاصی در میان وسایل نقلیه ی عمومی برخوردارند. قطارهای برقی یکی از مشکلترین بارهایی هستند که توسط شبکه قدرت تغذیه می شوند که مشکلاتی هم برای شبکه ی تغدیه کننده ی قطار و هم برای خود سیستم قطار برقی ایجاد می کنند. یکی از موثرترین روشهای بهبود کیفیت توان سیستم قطار برقی، نصب جبرانسازهای ایستا (static var compensators) در ایستگاههای تراکشن است. در این پایان نامه، روشی جدید برای کنترل svc مورد استفاده (راکتور کنترل شونده با تریستور- خازن ثابت) با هدف بهبود پروفیل ولتاژ در محل اتصال لوکوموتیوها به خط اصلی تغذیه ی قطار برقی ارائه شده است. همچنین با استفاده از الگوریتم بهینه سازی اجتماع ذرات (particle swarm optimization) به تعیین محل و ظرفیت بهینه svc پرداخته شده است. مدل کامل svc به همراه مدار کنترل آن نیز ارائه شده و توسط pscad/emtdu شبیه سازی شده است. نتایج به دست آمده، نشان دهنده ی بهبود پروفیل ولتاژ در محل اتصال لوکوموتیوها به خط اصلی تغذیه ی قطار برقی است. همچنین این نتایج، توانایی سیستم کنترل پیشنهادی برای حذف نوسانات ولتاژ لوکوموتیوها و زاویه آتش تریستورها را تایید می کند.

کنترل توان راکتیو یکی از مسائل مهمی است که در شبکه های قدرت، چه در بخش انتقال و چه در بخش توزیع مورد بررسی قرار می گیرد. کمبود توان راکتیو در شبکه باعث فرو پاشی ولتاژ در شبکه می شود و زیاد بودن آن سبب افزایش تلفات و اضافه ولتاژ در گره ها می شود. بنابراین لازم است که آن را به طور بهینه کنترل کرد. متغیرهای کنترل پدیر در شبکه توزیع عبارتند از 1- توان اکتیو خروجی dg های موجود در شبکه 2- توان راکتیو خروجی بانکهای خازنی موجود در شبکه 3- موقعیت تپ ترانس موجود در شبکه. مسأله کنترل توان راکتیو عبارت است از پیدا کردن مقادیر بهینه این متغیر های کنترلی به منظور بهینه کردن تابع هدف مورد نظر، که این تابع هدف می تواند کاهش هزینه تلفات اکتیو و یا تثبیت ولتاژ در شبکه باشد. متغیرهای کنترلی استفاده شده در این پایان نامه مقادیر گسسته ای دارند بنابراین یک روش برای پیدا کردن بهترین مقادیر این متغیرهای کنترلی جهت مینیمم کردن تابع هدف مفروض این است که به ازای تمامی ترکیبات متغیرهای کنترلی از شبکه پخش بار گرفته شود و ترکیبی که باعث شود تابع هدف مفروض کمترین مقدار خود را داشته باشد بهترین ترکیب است. این روش که به grid search معروف است از دقت کامل و سرعت بسیار پایینی برخوردار است که همین سرعت پایین آن سبب عدم کاربردش در بحث کنترل توان راکتیو می شود در این پایان نامه، به کمک تئوری مجموعه های فازی روشی برای تعیین مقادیر بهینه این متغیرهای کنترلی با در نظر گرفتن قیود ولتاژ و جریان در شبکه های توزیع استفاده شده است که از سرعت و دقت بالایی برخوردار است. روش پیشنهاد شده بر روی شبکه ی 34 باسه و 33 باسه به منظور مینیمم کردن تابع هدفهای مختلف تست شده و نتایج بدست آمده با نتایج بدست آمده از روش grid search مقایسه شده است. نتایج این مقایسه بیانگر صحت الگوریتم پیشنهاد شده می باشد.

رله های حفاظتی دیجیتال بخش عمده حفاظت در سیستم های قدرت کنونی را بر عهده دارند که عملکرد سالم آنها ضامن امنیت و بازده بالای شبکه قدرت است. از طرف دیگر ظهور قطعات و تجهیزات جدید بخصوص قطعات الکترونیک قدرت و بارهای غیر خطی، باعث به وجود آمدن اختلالات کیفیت توان می شود. این اختلالات مزاحم بر عملکرد سیستم های حفاظتی تاثیر منفی می گذارند که یکی از آنها تاثیر مخرب بر عملکرد رله های دیجیتال است. در این پروژه انحراف فرکانس، سیگنال های هارمونیکی و اینتر هارمونیکی به عنوان مخرب ترین پدیده های کیفیت توان در نظر گرفته شده اند که تاثیر آنها بر عملکرد الگوریتم های حفاظتی یکی از اهداف این پروژه است. نشان می دهیم که استفاده از روشی نوین و معرفی شاخص های جدید در حوزه های زمان و فرکانس برای تحقیق در نحوه عملکرد الگوریتم ها ضروری است و بدین ترتیب ابعاد جدیدی از رفتار الگوریتم ها در حوزه فرکانس آشکار می شود. علاوه بر آن این پروژه یک نوع حفاظت جدید برای تشخیص انواع خطا هایی که در طرف ثانویه ترانسفورمر های کوره قوس رخ می دهد، ارائه می کند. این حفاظت در قالب معرفی نوعی الگوریتم حفاظتی است که تنها از داده های ولتاژ و جریان طرف اولیه ترانسفورمر های کوره قوس برای تشخیص خطا استفاده می کند. بنابراین این نوع حفاظت جدید نیازی به بهره گیری از تجهیزاتی مانند کویل های روگوفسکی در طرف ثانویه ترانسفورمر های کوره قوس ندارد. برای بررسی عملکرد الگوریتم ارائه شده در شرایط سالم شبکه از 115 داده بار سه فاز در شرایط نرمال از کوره های قوس شرکت فولاد مبارکه اصفهان استفاده شده است. این الگوریتم از تابع تفاضل و داده های جریان هارمونیکی برای تشخیص خطا استفاده می کند. در پایان توضیح داده می شود که الگوریتم حفاظتی ارائه شده همچنان دارای نواقصی است و نیاز به ارتقا یا اصلاح دارد. برای رفع این نواقص از داده های خطای واقعی که از کوره های قوس شرکت فولاد مبارکه به دست آمده استفاده می شود. بنابراین یک الگوریتم حفاظتی کامل ارائه خواهد شد که علاوه بر رفع مشکلات الگوریتم اولیه، در تشخیص خطا دقیقتر خواهد بود و می تواند به گونه جامع تری به ارزیابی خطا بپردازد.

در این پایان نامه انواع مدلهایی که تا کنون برای کوره های قوس الکتریکی پیشنهاد شده اند با یک دسته بندی جدید از سه دیدگاه خطی یا غیر خطی بودن رابطه بین ولتاژ و جریان، دیفرانسیلی یا جبری بودن آن، متغیر با زمان یا ثابت بودن، تقسیم و بررسی می شوند. سپس مشخصات سیستم الکتریکی مجتمع فولاد مبارکه و همچنین داده های اندازه گیری شده در آن شرح داده شده است. ویژگی دینامیکی کوره های قوس الکتریکی با روشی نوین برسی می شود. انواع مدلهای دینامیکی با استفاده از داده های اندازه گیری شده به دست می آیند. در انتها نیز مناسبترین رتبه مدل دینامیکی به دست خواهد آمد. ویژگی غیر خطی رابطه بین ولتاژ و و جریان کوره قوس با استفاده از به کار بردن توابع چند جمله ای بررسی می شود و مرتبه مناسب این توابع به دست می آیند. پارامترهای متغیر با زمان مدلهای بررسی شده در فصلهای چهار و پنج هر یک به صورت سری زمانی در نظر گرفته می شوند. مدلهای arma روی آنها پیاده سازی می شوند و رتبه مناسب مدل arma برای هر یک از پارامترها به دست می آیند

حضور خازن سری در شبکه های قدرت که برای جبرانسازی خط بکار گرفته می شود عملکرد رله ی دیستانس که متداول ترین رله ی حفاظتی مورد استفاده در سیستم های قدرت است را به شدت تحت تاثیر قرار داده و در موارد بسیاری باعث عملکرد اشتباه آن می گردد. این عملکرد اشتباه می تواند به دلیل وجود مشکلاتی همچون معکوس شدگی ولتاژ, معکوس شدگی جریان, کاهش یا افزایش امپدانس دیده شده توسط رله و یا نوسانات زیرسنکرون به وجود آید. استفاده از المان های حفاظتی غیرخطی همچون mov جهت حفاظت خازن ها, باعث پیچیده تر شدن مشکلات مذکور می شود. این پایان نامه به بررسی مشکلات ناشی از جبرانسازی سری و تاثیرات آن روی حفاظت دیستانس پرداخته و به مرورِ تعدادی از روش های ارائه شده تاکنون و شبیه سازی یکی از این روش ها که مشابه روش های پیشهادی در پایان نامه است، می پردازد. سپس چند روش پیشنهادی جدید برای تعیین مکان خطا نسبت به خازن سری (تعیین ناحیه ی خطا)، معرفی می شود. . از بین روش های پیشنهادی دو روش بر اساس بررسی مولفه ی dc ولتاژ یا جریان و با استفاده از داده های دو طرف خط عمل می کنند. از دو روش دیگر که با استفاده از داده های یک طرف خط ناحیه ی خطا را تعیین می کنند، یکی بر اساس بررسی رفتار شکل موج جریان و دیگری بر اساس بررسی رفتار شکل موج توان لحظه ای عمل می کند. هر کدام از این روش ها دارای مزایا و معایب خاصی می باشد که در انتهای پایان نامه به بررسی و مقایسه ی آنها با یکدیگر و تعدادی از روش های ارائه شده در گذشته، پرداخته می شود.

در این رساله یافتن مکان و اندازه بهینه منابع تولید پراکنده و مکان بهینه ادوات حفاظتی قطع کننده به طور همزمان به منظور کاهش هزینه های تلفات انرژی و افزایش قابلیت اطمینان شبکه انجام شده است. اصلی ترین ایده ی این تحقیق معرفی یک قید حفاظت برای محدود نمودن حداقل اندازه منابع تولید پراکنده برای نصب بر روی هر شین از شبکه می-باشد. با در نظر گرفتن این قید می توان به منظور جدا نمودن جزیره ی شامل منبع تولید پراکنده از شبکه ی اصلی از همان رله های اضافه جریان غیر جهتی معمولی در کنار ادوات قطع کننده ی سریع استفاده نمود. در اینجا برای حل نمودن مسأله ی بهینه سازی روشی پیشنهاد داده شده است که بر مبنای الگوریتم ژنتیک می باشد. در این روش دو جمعیت متفاوت برای کروموزوم های مربوط به اندازه و مکان منابع تولید پراکنده و کروموزوم های مربوط به مکان ادوات حفاظتی قطع کننده تعریف می شود. جمعیت منابع تولید پراکنده به صورت اتفاقی تولید و با استفاده از عملگرهای الگوریتم ژنتیک دستکاری می شود. در این جمعیت هر ژن نماینده ی اندازه و مکان منبع تولید پراکنده می باشد و قید حفاظتی بر هر ژنی از رشته ی کروموزوم اعمال می گردد. متناظر با هر کروموزوم منابع تولید پراکنده یک کروموزوم نیز برای مکان ادوات حفاظتی قطع کننده تولید می گردد که البته برای تولید آن از عملگرهای الگوریتم ژنتیکی استفاده نمی شود. در نهایت به منظور سنجش اعتبار روش پیشنهادی، بر روی یک شبکه ی 33 شین استاندارد به کمک نرم افزار matlab شبیه سازی-هایی انجام شده است. در این شبیه سازی ها مسأله ی بهینه سازی برای دو حالت با قید حفاظت و بدون قید حفاظت برای دو تابع هزینه با در نظر گرفتن درصد ضریب نفوذ های مختلف حل شده است. در اینجا بار مصرفی مشترکین با یک مدل بار سه سطحی سالانه مدل گشته و ارزش زمانی پول و نرخ رشد بار نیز لحاظ شده است. در برخی از این حالت ها نتایج شبیه سازی ها نشان می دهند که در نظر نگرفتن قید حفاظت ممکن است که منجر به مشکلات فنی شود و تنظیم نمودن آن عنصر حفاظتی که وظیفه ی کشف جزیره شدن را به عهده دارد، اصلاً امکان پذیر نباشد. علاوه بر این شبیه سازی ها نشان می دهند که خریداری و نصب نمودن منابع تولید پراکنده نسبت به خرید انرژی از منابع تولید پراکنده مستقل باعث درآمد زایی بیشتری برای مالک شبکه خواهد شد.

انرژی مورد نیاز صنعت و اماکن غیرصنعتی به طور عمده به سوخت های فسیلی چون نفت و گاز وابسته است. مسایل و مشکلات سیاسی اجتماعی، بحث آلودگی زیست محیطی ناشی از مصرف اینگونه منابع انرژی، گرمایش زمین و پدیده ی وارونگی هوا ناشی از گازهای گلخانه ای باعث شده است که بشر به دنبال منابع پاکتر و ماندگارتر انرژی بگردد. در صنعت برق تلاش های زیادی برای استفاده از انرژی های تجدید پذیر و پاک همچون خورشید، باد و ... شده است. استفاده از مولد های تولید پراکنده ی انرژی الکتریکی و عناصر ذخیره ی انرژی علاوه بر نیروگاه های بزرگ سنتی در شبکه ی برق، موضوع بسیاری از پژوهش های علمی سال های اخیر بوده است. از سوی دیگر، درصنعت خودروسازی نیز تلاش های بسیاری جهت طراحی خودروهای نسل جدید بر پایه ی سوخت پاک و وابستگی کمتر به سوخت های فسیلی شده است. در این خودروها، موتور الکتریکی که از انرژی الکتریکی ذخیره شده در باتری خودرو استفاده می کند، بعنوان محرکه ی اصلی یا در کنار محرک سنتی بنزینی/دیزلی خودرو عمل می کند. با ظهور تدریجی خودروهای نسل جدید در ناوگان شهری، مسأله ی تغذیه ی الکتریکی اینگونه خودروها بعنوان باری قابل توجه دغدغه ی طراحان شبکه های توزیع آتی خواهد بود. از سوی دیگر، مجموعه ی خودروهای نسل جدید که در پارکینگ های شهری حضور دارند می تواند به عنوان منبع قابل توجه انرژی الکتریکی برای شبکه مورد استفاده قرار گیرد. ایده ی جدیدی که موضوع بحث این پایان نامه است استفاده از واحدی مرکزی در هر پارکینگ شهری است که پاسخگوی نیاز انواع مختلف خودروهای نسل جدید باشد و بتواند با مدیریت هوشمند و بهینه، تبادل انرژی بین شبکه و خودروها را به نحو مطلوبی میسر سازد. با این رویکرد می توان علاوه بر تسهیل در طراحی خودروها از حیث سیستم شارژ داخلی، به این خودروها به عنوان سیستم ذخیره کننده ی ارزان انرژی الکتریکی در سطح شهر نگاه کرد.

در مناطق کم جمعیت استفاده از خطوط بلند قدرت ایده آل به نظر نمی رسد و استفاده از انرژی های تجدید پذیر اقتصادی تر می باشد لیکن پیک بار و پیک تولید در یک محدوده قرار ندارند از جمله اکثر تولید نیروگاه های بادی هنگامی رخ می دهد که بار مصرفی در شبکه کم می باشد لذا میزان بالایی از این توان در شبکه قابل جذب نمی باشد. راهکاری که برای این معضل به نظر می رسد ذخیره این انرژی می باشد که نیروگاه های پمپی ذخیره ای می توانند به عنوان گزینه مناسبی ،در نظر گرفته شوند. این نیروگاه ها توان ذخیره انرژی را به خوبی دارا می باشند و می توانند در دو حالت تولید کنندگی و مصرف کنندگی عمل کنند. بدین طریق انرژی های غیر قابل جذب را می توانند به صورت انرژی پتانسیل در پشت سد ذخیره کنند و در موقع نیاز به شبکه وارد کنند. در واقع توانایی انتقال پیک تولید روی پیک مصرف را دارا می-باشند. افزایش بهای سوخت و اثرات محیطی استفاده از چنین سوختی، انسان را به استفاده از انرژی های نو تشویق کرده است. افزایش استفاده از چنین انرژی هایی رو به رشد است و آینده آن ها نیز رو به رشد تخمین زده می شود. البته استفاده از چنین انرژی هایی مشکلاتی را به همراه دارد. استفاده از ادوات ذخیره انرژی به منظور مشارکت بیشتر این نوع انرژی ها در حالی که کیفیت خوبی را به مصرف کننده می دهند در [2،1 و3] توصیه شده است. استفاده از ادوات ذخیره انرژی می تواند به تناوب جذب انرژی متوسط انرژی های نو کمک نماید و سهم بیتشری در تولید را عهده دار گردند. ذخیره سازی همچنین قابلیت پیک زدایی به سیستم می دهد و سیستم می تواند با هزینه کمتری کار نماید. برای رفع مشکلات بیان شده در این رساله از واحد ذخیره انرژی استفاده خواهد شد و به طور خاص نیروگاه پمپی ذخیره ای را در سیستم مورد بررسی قرار خواهد گرفت. در ادامه این طرح بهره برداری اقتصادی و معضلات شبکه در نظر گرفته خواهد شد. به منظور استفاده از سیستم ذخیره انرژی داشتن هدف کلی استفاده از آن اجتناب ناپذیر است، زیرا بدون داشتن آن نمی توان شبکه را به طور مطلوب راه اندازی کرد. از این روی در ادامه به بررسی فعالیت های مختلف یک واحد ذخیره انرژی در شبکه پرداخته می شود.

چکیده تغییرات طول قوس کوره قوس الکتریکی باعث تغییرات ولتاژ در محل اتصال کارخانه فولاد به شبکه سراسری و بوجود آمدن فلیکر میشود. به طور معمول برای کاهش فلیکر از svc استفاده میشود که با تزریق توان راکتیو مخالف توان راکتیو کوره، تغییرات توان راکتیو در نقطه اتصال کارخانه به شبکه را حذف میکند. به علت وجود تاخیر زمانی در حدود نیم سیکل در پاسخ svc، امکان جبران کامل فلیکر ناشی از تغییرات توان راکتیو کوره وجود ندارد. برای جبران این تاخیر زمانی و بهبود عملکرد svc در جبران فلیکر می توان مقدار توان راکتیو کوره را برای نیم سیکل بعد پیش بینی و از مقدار پیش بینی شده در آلگوریتم کنترل svc استفاده کرد. پیش بینی توان راکتیو، مستلزم داشتن مدل دینامیکی کوره قوس است. به منظور بدست آوردن مدلهای مناسب برای توان راکتیو کوره های قوس برای اولین بار در این رساله اندازه گیریهای زیادی از ولتاژ و جریان کوره های مجتمع فولاد مبارکه انجام و سریهای زمانی توان راکتیو بر اساس تعریفهای مختلف از توان راکتیو محاسبه می شوند. برای مدلسازی توان راکتیو کوره قوس و استخراج مشخصات مدلهای مطلوب، سه مجموعه مطالعات شامل تحلیلهای خطی سریهای زمانی، محاسبه بهنگام ضرایب مدل و تحلیل غیر خطی سریهای زمانی انجام می شود. روند مطالعات شامل اندازه گیریهای فراوان و سه مرحله تحلیل به همراه جزئیات آنها، کارهای جدیدی است که در این رساله انجام شده است. در تحلیل خطی، از مدلهای تصادفی خطی arma برای سریهای زمانی توان راکتیو استفاده و با بکار گیری انواع روشهای آماری، مشخصات آماری سریهای توان راکتیو و رتبه مدلهای مناسب arma برای آنها تعیین می شود. با استفاده از این تحلیل نشان داده می شود که سریهای زمانی توان راکتیو 10 ثانیه ای فرایندهای ایستایی هستند که لازم است حتما توسط مدلهای arma مدلسازی شوند. مطالعات مدلهای arma(2,1)، arma(2,2) و arma(3,2) را برای این منظور پیشنهاد می دهند. به علاوه در این تحلیل، مدلهای برداری arma نیز مورد بررسی قرار می گیرند. همچنین با تعریف شاخصهای مناسب مبتنی بر مفاهیم اولیه فلیکر ناشی از تغییرات توان راکتیو و طیف فرکانسی سریهای زمانی، کارایی استفاده از پیش بینی توان راکتیو در عملکرد svc نسبت به حالت عدم استفاده از آن اثبات می شود. با توجه به اینکه ضرایب مدلهای arma برای سریهای زمانی توان راکتیو کوره برای زمانها و کوره های مختلف متفاوتند، در عمل لازم است ضرایب مدل توسط روشهایی دائما به روز شوند. به این دلیل از روشهای nlms، rls و ژنتیک به هنگام استفاده و بر اساس شاخصهای تعریف شده عملکرد گذرا و دائمی آنها در تعیین دقیق ضرایب مدل مورد بررسی قرار می گیرد. بخش سوم مطالعات شامل تحلیل غیر خطی سریهای زمانی است. در این مطالعات، پارامترهای غیر خطی برای سریهای زمانی محاسبه و با بکار گیری آزمونهای مختلف در روش اطلاعات جانشین، نشان داده می شود که 20 تا 60 درصد سریهای زمانی توان راکتیو دارای خواص غیر خطی هستند. به علاوه با محاسبه بزرگترین مولفه لیاپانوف برای سریهای زمانی مشخص می شود که آنها فرایندهای آشوبناک نیستند. همچنین با استفاده از روندی جدید و بکارگیری سریهای زمانی باقیمانده ها وجود مولفه های قطعی و تصادفی در سریهای زمانی توان راکتیو مورد بررسی قرار گرفته و با تعریف شاخصهای مختلف، نسبت مولفه قطعی غیر خطی به مولفه قطعی کل برای سریهای زمانی تعیین می شود. مطالعات نشان میدهند که مولفه غیر خطی قطعی نسبت به کل مولفه ها قطعی ناچیز است و در مدلسازی توان راکتیو کوره می توان از آن صرفنظر نمود.

بهبود پروفیل ولتاژ شبکه های الکتریکی را می توان با کاهش تلفات انرژی و پیک توان عبوری از خط بوسیله خازن گذاری مناسب در شبکه و کاهش ظرفیت انتقال با کمک تولیدات پراکنده بدست آورد. این خازن گذاری ممکن است فرکانس های رزونانس شبکه را به مضارب هارمونیکی نزدیک کند و منجر به انتشار هارمونیک در سطح وسیع تری در شبکه شود و محدوده وسیع تری از شبکه را آلوده کند. در این پایان¬نامه ابتدا به بررسی اثر تولید پراکنده و خازن بر اعوجاج هارمونیکی در یک شبکه 34 باسه استاندارد ieee با بار های سه فاز نا متعادل در pscad پرداخته و با پیاده سازی مقادیر مختلف اندازه دو dg و همزمان بانک خازنی تصحیح ضریب توان، نحوه تغییرات فرکانس های رزونانس شبکه را مورد بررسی قرار داده ایم. سپس شبکه 30 باسه مورد مطالعه معرفی می¬شود که شامل بار امپدانس ثابت و هارمونیکی، تولیدات پراکنده، تپ چنجرها و خازن هایی می باشد که از قبل بر روی شین های مشخصی نصب شده اند. سپس دو حالت مورد مطالعه قرارگرفته است، که در یک حالت تابع هدف کاهش تلفات شبکه، تغییرات ولتاژ و سطح هارمونیکی کل ولتاژ در باسی از شبکه که احتمال انتشار هارمونیک بالاتر است، در نظر گرفته شده است. اندازه خازن، میزان ولتاژ باس تولیدات پراکنده و موقعیت تپ ترانسفورمرها متغیرهای کنترلی می باشد. در اینجا منابع تولید هارمونیک، یک منبع تولید پراکنده و یک بار هارمونیکی در نظر گرفته شده اند. بهینه سازی به کمک الگوریتم رقابت استعماری و الگوریتم ژنتیک اجرا می شود تا تابع هدف حداقل گردد. سپس نتایج دو روش بهینه سازی، باهم مقایسه می گردد. در حالت دیگری در حضور یک بار هارمونیکی جریان، اندازه و زاویه جریان هارمونیکی دو تولید پراکنده را طوری تعیین می کنیم که تابع هدف (کاهش سطح هارمونیکی کل ولتاژ در باسی که انتشار هارمونیک بالاتر است) کاهش یابد. در واقع منبع تولید پراکنده هارمونیک موجود در شبکه را کاهش می دهد. در این حالت با الگوریتم ژنتیک بهینه سازی انجام می گیرد و نتایج شبیه سازی نشان داده می شود.

امروزه انرژی های تجدیدپذیر به عنوان راه حلی برای کاهش وابستگی تولید انرژی به سوخت های فسیلی می باشند. انرژی های تجدیدپذیر رفتاری تصادفی دارند. طبیعت احتمالی این نوع از انرژی ها و برخی پدیده های دیگر همچون بار، مکان و نوع خطای شبکه، بر پایداری دینامیکی سیستم تأثیر می گذارد. در مطالعات قطعی، مدل سازی اینگونه رفتارهای احتمالی امکان پذیر نیست. در این پایان نامه، پایداری گذرا سیستم قدرت با حضور مزارع بادی را به صورت احتمالی مورد بررسی قرار داده و تابع چگالی احتمال زمان بحرانی رفع خطا را توسط روش های مختلف تخمین ناپارامتری بدست خواهیم آورد. به منظور مطالعه ی روش های پیشنهادی، سیستم نمونه ی 39 شینه ی new england انتخاب شده است و انرژی باد بخشی از توان الکتریکی مورد نیاز شبکه را تولید می کند.

این پایان نامه در پنج فصل به شرح زیر تدوین گردیده است که در فصل اول به مقدمه ای در خصوص تعاریف مختلف توان راکتیو در محیطهای غیر سینوسی و همچنین روشهای اندازه گیری توان راکتیو برای رسیدن به بهترین حالت جبرانسازی توان راکتیو می پر دازیم در این بخش به منظور آشنایی بیشتر با موضوع، تحقیقات کتابخانه ای در موضوعات مورد بحث شامل سابقه تاریخی و کارهای انجام شده قبلی این زمینه به طور مختصر توضیح داده شده است. در فصل دوم این پایان نامه تعاریف معروف ارائه شده برای توان راکتیو در محیط های غیر سینوسی مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. مزایا و معایب هر تعریف و همچنین ویژگیهای مشترک هر تعریف با محیط سینوسی کامل مشخص گردیده، سپس این تعاریف در نرم افزار matlab شبیه سازی شده اند و و به داده های عملی ولتاژ و جریان جمع آوری شده در طول سه ماه در سمت اولیه و ثانویه ترانسهای تغذیه کننده کوره های قوس الکتریکی (eaf) موجود در کارخانه فولاد مبارکه اصفهان اعمال گردیده است. مقادیر متوسط توان راکتیو حاصله از هر هفت تعریف معروف محاسبه شده و با هم مقایسه شده اند همچنین با توجه به عدم وجود یک تعریف واحد در محیط های غیر سینوسی که به عنوان معیار و ملاک ارزش گذاری هر تعریف قرار داده شود، مقدار میانگین توان راکتیو محاسبه شده این هفت روش به عنوان یک معیار در نظر گرفته شده و مقادیر محاسبه شده توسط تک تک این تعاریف از لحاظ میزان دوری و نزدیکی به این شاخص با هم مقایسه شده اند. در نهایت مشخص گردیده که مقدار توان راکتیو اندازه گیری شده در کدام تعاریف بیشتر و در کدام یکی کمتر است. به عبارت دیگر کدام تعاریف به نفع شرکتهای برق و کدامیک به نفع مصرف کننده ها می باشند. از طرفی تعاریف مختلف توسط تعدادی از شاخص های معرفی شده در این فصل نیز مورد ارزیابی قرار گرفته اند و همچنین این تعاریف از لحاظ مسئله جبرانسازی بهینه توسط جبران کننده های استاتیک نیز مقایسه شده اند. در نهایت نتایج حاصله از این فصل که در قالب جداول و شکلها آورده شده اند، به طور کامل تعاریف مختلف توان راکتیو را مورد مقایسه و ارزیابی قرار می دهند. در فصل سوم این پایان نامه، متد ها و روشهای اصلی اندازه گیری توان راکتیو معرفی و مزایا و معایب هر روش از قبیل سرعت محاسبه، حساسیت به هارمونیک ها و پاسخ دینامیکی مورد بحث و بررسی قرار گرفته اند. علاوه بر آن یک روش جدید و ساده که می تواند برای محاسبه توان راکتیو در کوره های قوس الکتریکی به کار رود نیز در این فصل پیشنهاد شده است. تمرکز اصلی این فصل بر کاربرد این روشها در سیستم کنترل svc می باشد. svc تنها قادر به جبران مولفه اول توان راکتیو بار های غیر خطی متغیر با زمان مثل کوره های قوس الکتریکی می باشد. بنابر این روش محاسبه توان راکتیو سیستم کنترل آن باید تنها به هارمونیک اصلی حساس باشد. همچنین روش پیشنهادی باید به اندازه کافی سریع باشد تا بتواند تغییرات سریع چنین بارهایی را جبران کند. برای مقایسه روشهای مختلف محاسبه توان راکتیو و همچنین نشان دادن کارایی روش پیشنهادی، شبیه سازی علاوه بر بار های شناخته شده، بر روی داده های جمع آوری شده کوره های قوس الکتریکی فولاد مبارکه اصفهان نیز انجام شده است. سه نوع بار پله ای، هارمونیکی و متغییر با زمان به عنوان بار های شناخته با توان راکتیو مشخص در نظر گرفته شده اند. تفاوت توان راکتیو ایده آل این نوع بار ها با توان راکتیو حاصله از روشهای ذکر شده توسط پنج شاخص معرفی شده در این فصل سنجیده شده است. از طرفی برای داده های اندازه گیری شده، سیگنای توان راکتیو درست، نامشخص است. هر یک ار روشها یک خروجی برای توان راکتیو ایجاد می کنند و پاسخ درست نامشخص است. روش پیشنهادی ما دارای کمترین حساسیت به سایر هارمونیکها می باشد و شکل تغییراتی شبیه به تغییرات توان راکتیو با یک تاخیر ثابت می باشد. بنابر این توان راکتیو صحیح با شیف رو به جلو این سیگنال به اندازه این تاخیر زمانی بدست می آید. برای مقایسه روش پیشنهادی با سایر روشها، فاصله آنها از این سیگنال محاسبه می گردد. نتایج نشان می دهد که روش پیشنهادی دارای بهترین کارایی برای استفاده در سیستم کنترل svc کوره های قوس الکتریکی دارد. در فصل چهارم با ترکیب روش دیفرانسیلی برای اندازه گیری توان راکتیو با روش استفاده از فیلترها، روش جدیدی برای محاسبه توان راکتیو، پیشنهاد گردیده است که از مزایای هر دو روش استفاده می کند. از طرفی با توجه به تعدد پارامترهای طراحی فیلترها، در این فصل برای رسیدن به بهترین پاسخ برای محاسبه توان راکتیو، از الگوریتم ژنتیک استفاده شده است. از آنجا که نوع فیلتر های مورد استفاده و همچنین پارامتر های مربوط به هر فیلتر از قبیل فرکانس قطع، پهنای باند، مرتبه فیلتر و غیره بر روی پاسخ خروجی تاثیرگذار است و فرم پاسخ را عوض می کند، با توجه به پاسخ مورد انتظار جهت محاسبه توان راکتیو برای کاربرد مدنظر که بسته به بار سیستم می تواند حداقل زمان محاسبه توان راکتیو، کمترین حساسیت یه هارمونیکها و یا پاسخ دینامیکی و حالت دائمی بهتر یاشد، بایستی به نحوی پارامتر های فوق الذکر را انتخاب کرد که منجر به بهترین جواب گردد. در این راستا با توجه به تعدد پارامتر ها جهت طراحی فیلتر، به یک روش جستجوگر هوشمند نیاز است تا از بین فیلتر های دارای پارامتر های مختلف، بهترین پاسخ را برای محاسبه توان راکتیو بار مورد مطالعه پیدا کند. الگوریتم ژنتیک روش هوشمندی است که دراین فصل با استفاده از آن به طراحی بهینه پارامتر های فیلتر ها برای محاسبه توان راکتیو می پردازیم. در فصل پنجم نتایج حاصل از این پایان نامه مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. همچنین پیشنهاداتی در خصوص کارهایی که در این زمینه در آینده قابل انجام می باشند ارائه شده است. در فصل ششم منابع و مراجع مورد استفاده در این پایان نامه آورده شده است.