در این پروژه پس از معرفی پدیده ssr و عوامل بوجود آورنده و تشدید کننده آن، راه های غلبه بر این مشکل مورد بررسی قرار می گیرند و سپس جهت میراسازی این نوسانات از ادوات الکترونیک قدرت براساس مبدل های تمام کنترل شده و نیمه کنترلی با حضور انباره های انرژی (smes) استفاده می گردد. در نهایت بر روی یک شبکه نمونه مورد مطالعه، اهداف فوق الذکر در محیط نرم افزار matlab و در شرایط مختلف، پیاده سازی و مورد مقایسه و تحلیل قرار می گیرند. در این پایان نامه از روشی جدید برای یافتن پارامترهای کنترل کننده pid موجود در سیستم کنترلی شبکه دارای smes، بر پایه الگوریتم اجتماع ذرات استفاده شده است. در این روش پس از انجام تحلیل و یافتن مقادیر ویژه، از تابع هدفی برپایه مقادیر ویژه استفاده شده و با استفاده از الگوریتم pso پارامترهای کنترل کننده pid موجود در سیستم کنترلی شبکه دارای smes به صورت بهینه استخراج می گردد.

فلیکر ولتاژ یکی از جنبه های مهم کیفیت توان در شبکه های قدرت است. این پدیده به نوسانات متناوب یا غیرمتناوب ولتاژ در شبکه های قدرت اطلاق می شود که دامنه آن ها تا حد 1/0 پریونیت بوده و فرکانس این نوسانات نیز بین صفر تا 30 هرتز می باشد. بدلیل آثار آزاردهنده و مخرب این نوسانات، استانداردهای کیفیت توان در شبکه های قدرت برای این پدیده مطرح شده و حدود انتشار فلیکر مجاز در شبکه های قدرت برآورد شده است. در فصل اول این پایان نامه، به بررسی نوسانات ولتاژ و فلیکر پرداخته شده است. منابع ایجاد این پدیده معرفی شده و روش های حذف آن بصورت تئوری مطرح شده اند. در فصل دوم، فلیکرمتر استاندارد iec که ابزاری برای بیان شدت انتشار فلیکر در شبکه های قدرت بصورت کمّی می باشد، در نرم افزار matlab شبیه سازی شده است. همچنین در این فصل، مدل ریاضیاتی که برای بیان نوسانات فلیکر در شبکه های قدرت بکار می رود، معرفی شده و تخمین پارامترهای فلیکر ولتاژ شامل چندین مولفه فلیکر، با استفاده از الگوریتم های پیشنهادی، برای نخستین بار انجام شده است. در ادامه این فصل، دو روش ردیابی پوش ولتاژ برگرفته از روش های پردازش سیگنال، بررسی شده اند و توانایی آن ها در دنبال کردن پوش سیگنال ولتاژ با استفاده از اندازه گیری های ولتاژ، تأیید شده است. این روش ها در شناسایی باسی که عامل ایجاد فلیکر به آن اتصال یافته است و همچنین تعیین لحظه ورود و خروج این عامل از شبکه، کارایی دارند. در فصل سوم پایان نامه به بررسی کوره قوس الکتریکی که یکی از عوامل و بارهای اصلی ایجاد فلیکر ولتاژ در شبکه های قدرت می باشد و به انتشار فلیکر بیش از حد مجاز در شبکه های قدرت معروف است، پرداخته شده است. از آنجا که کوره قوس الکتریکی تحت تأثیر عوامل متعدد در شبکه، رفتار مشخصی از خود نشان نمی دهد، نمی توان مدل ریاضیاتی دقیقی برای آن تعیین نمود. لذا در این پایان نامه به شبیه سازی جدیدترین مدل ارائه شده برای این تجهیز که دقت بالای آن با اندازه گیری های واقعی تأیید شده است، پرداخته شده و به بررسی و اندازه گیری سطح انتشار فلیکر در باس pcc از شبکه قدرتی که باس pcc آن، یک کوره قوس الکتریکی را تغذیه می نماید، پرداخته شده است. در فصل چهارم به بررسی عامل مهم دیگر انتشار سطوح بالای فلیکر در شبکه های قدرت یعنی توربین ها و مزارع بادی پرداخته می شود. از آنجا که اتصال این نوع از تولیدات پراکنده به شبکه های قدرت، در سال های اخیر رشد چشم گیری داشته و در حال گسترش است بررسی کیفیت توان این منابع تولید انرژی نیز اهمیت خاصی پیدا کرده است. یکی از جنبه های مهم کیفیت توان مرتبط با توربین های بادی، پدیده فلیکر ولتاژ در باسی است که این منابع را به شبکه سراسری متصل می کند. در این فصل، به شبیه سازی توربین و مزارع بادی اتصال یافته به شبکه قدرت پرداخته شده است. عوامل متعدد تأثیرگذار در انتشار فلیکر در لحظات سوئیچینگ توربین بادی در شبکه قدرت، برای نخستین بار بررسی شده اند. در ادامه، شبکه قدرت ضعیف که انتشار فلیکر ناشی از اتصال توربین های بادی به آن، به مراتب بیشتر از شبکه های قوی است، معرفی شده و انتشار بیش از حد فلیکر ناشی از اتصال توربین بادی در باس pcc چنین شبکه ای، با شبیه سازی ها و اندازه گیری های سطح فلیکر در باس pcc، نشان داده شده است. انتشار چنین سطحی از فلیکر در باس pcc، برای نخستین بار شبیه سازی شده است و در ادامه فصل نیز به دو روش حذف فلیکر باس pcc با استفاده از ادوات facts پرداخته شده است.

در این پایان نامه تاثیر جایابی تولیدات پرکنده بر میزان قابلیت اطمینان شبکه با در نظر گرفتن اثر ادوات حفاظتی بررسی می‏‏شود. تولیدات پراکنده بدلیل نزدیکی به مصرف‏کنندگان، می‏توانند سبب افزایش شاخص‏های قابلیت اطمینان و کاهش تلفات شبکه شوند. اساس این تحقیق بر پایه یک روش احتمالاتی با استفاده از الگوریتم هوش مصنوعی قورباغه بهبودیافته می‏باشد. ابتدا با توجه به اطلاعات شبکه و روش‏های پخش بار ویژه شبکه‏های شعاعی میزان تلفات شبکه محاسبه می‏شود. در ادامه با در نظر گرفتن انواع بارها با نرخ جریمه‏های مختلف و بهره گیری از نظریه گراف برای شبیه سازی، محاسبات شبکه و تعیین محدوده جزیره dgها، شاخص‏های قابلیت اطمینان بررسی شده و عملکرد ادوات حفاظتی مورد بررسی قرار می‏گیرند. با در نظر گرفتن یک دیدگاه اقتصادی به مسئله و معرفی توابع هزینه‏ی متناسب با هر پارامتر، تابع هدفی چند ضابطه‏ای به عنوان تابع اصلی تعیین می‏شود. در نهایت هدف این تابع یافتن بهترین ترکیب مجاز برای نصب واحدهای تولید پراکنده با شرط اقتصادی‏ترین ترکیب می‏باشد.

از آنجاییکه روز به روز به تعداد مصرف کنندگان انرژی برق افزوده می شود و اینکه یکی از مباحث مهم در بهره برداری از سیستم های قدرت ، همیشه در دسترس بودن سیستم ، حتی در شرایط بحرانی است لذا در حین بروز حادثه ای در شبکه قدرت می بایست تجهیزات موجود در شبکه ، نقش خود را به گونه ای ایفا کنند که مصرف کنندگان دچار بی برقی نگردند . بروز خطا در شبکه اجتناب ناپذیر است . مهم این است که بتوان خطا را به طور سریع به گونه ای برطرف نمود که تجهیزات دچار آسیب نشوند و مصرف کنندگان به خصوص مراکز صنعتی و تجاری متحمل کمترین ضرر شوند . یکی از این راهکارها ، استفاده از ادوات جبرانساز در خطوط انتقال است که از مهمترین آنها می توان به ادوات facts و محدود کننده های جریان خطا اشاره کرد . از ادواتی که پایداری را بعد از بروز خطای اتصال کوتاه ارتقا می دهند می توان به مقاومت های ترمزی و محدود کننده های جریان خطا اشاره کرد ، که نقش به سزایی را جهت افزایش پایداری گذرای سیستم قدرت ایفا می کنند . در این تحقیق ، با تعریف یک سیستم نوعی و اعمال خطا و استفاده از tcbr و fcl به مطالعه پایداری گذرا پرداخته شده است و در پایان به نوآوری و ارائه راهکارها و پیشنهادات موثری در این زمینه اشاره شده است و با استفاده از الگوریتم بهینه سازی آشوب ، پارامتر مقاومت در fcl به گونه ای بهینه سازی شد که پایداری گذرا ارتقا یابد .

با توسعه بازار برق در اغلب کشورها، نیاز به احداث و راه اندازی واحدهای کوچک تولید برق تحت عنوان تولید پراکنده (dg) رو به افزایش می باشد. توسعه منابع تولید پراکنده و نصب آنها در شبکه های توزیع شعاعی، باعث مشکلات گوناگونی در بخش حفاظت شبکه توزیع می شود که ازآن جمله می توان به : افزایش سطح اتصال کوتاه، جلوگیری از عملکرد رله جریان زیاد، عملکرد اشتباه بازبست ها(recloser) ،دید نادرست اداوات حفاظتی و جزیره ای شدن نا خواسته، اشاره کرد. برای رفع مشکلات حفاظتی ناشی از به کارگیری منابع تولید پراکنده در شبکه های توزیع، در این پایان نامه با ارائه راه کاری جدید، با استفاده از ادوات الکترونیک قدرت، سعی در کاهش اثرات نامطلوب بر روی هماهنگی تجهیزات حفاظتی شده است. از مزایای این روش آن است که نیازی به اضافه کردن و یا به روزآوری ادوات حفاظتی، با حضور منابع تولید پراکنده در شبکه های توزیع، نمی باشد. برای مشخص کردن تأثیر روش پیشنهادی، یک شبکه توزیع نمونه با استفاده از نرم افزار pscad/emtdc شبیه سازی و آزمایش شده است و نهایتا خطاهای گوناگون در شبکه ایجاد و نتایج حاصل مورد تشریح و مقایسه قرارگرفته است.

پیشرفت تکنولوژی های منابع تولید پراکنده در چند سال اخیر باعث جهت گیری هرچه بیشتر ذائقه مصرف کنندگان انرژی به سمت این نوع از تولید برق در سراسر دنیا شده است. اما استفاده از منابع تولید پراکنده علی رغم مزایای فراوانی که دارد، به علت تغییر سطح اتصال کوتاه در شبکه توزیع موجب بروز اختلال در عملکرد سیستم حفاظت می گردد، همچنین ممکن است میزان جریان خطا به قدری افزایش یابد که تجهیزات حفاظتی قادر به قطع آن نباشند ویا مسیر جریان خطا تغییر یابد. از این رو تاکنون روش های مختلفی برای کمینه کردن تاثیرات منفی تولیدات پراکنده برروی سیستم حفاظت ارائه شده است که یکی از این روشها استفاده از محدود ساز جریان خطاست. در این تحقیق ابتدا انواع محدودساز جریان خطا بررسی شده وسپس محدودساز جریان خطای ترکیبی طراحی و از نظر محدود سازی جریان خطا مورد بررسی قرار می گیرد. سپس با طراحی شبکه توزیع شعاعی و مدل سازی سیستم حفاظت آن، کارکرد محدودساز طراحی شده در شبکه مدل برازش می شود. در نهایت با ارئه روشی جدید برای هماهنگی رله های حفاظتی در شبکه حلقوی و اضافه کردن تولید پراکنده به شبکه حلقوی، اثر محدود ساز جریان خطا در بازیابی هماهنگی رله های جریان زیاد در شبکه دارای تولید پراکنده بررسی می شود.

واحد اندازه گیری فاز (pmu) ابزاری نوینی برای بهره بردای مطمین و قابل اطمینان از سیستم قدرت محسوب می شود. هزینه گران نصب دستگاه های pmu و نیز نبود امکانات مدیریت داده برای تعداد بسیار زیاد این دستگاه ها مسئله جایابی بهینه pmu را به عنوان یک چالش و زمینه تحقیقاتی مطرح کرده است. این پایان نامه کوششی است برای حل جایابی قطعی pmu . در ابتدا نسخه متداول مسئله جایابی بهینه pmu معرفی می شود و فرمول بندی کارآمدی بر اساس ilp و qp جهت حل آن با در نظر گرفتن اغتشاشات (تک خروج pmu، تک خروج خط انتقال و ترکیب این دو) و فرمول بندی شین تزریق صفر استخراج می گردد. ساختار سیستم اندازه گیری گسترده (wams) مورد بررسی قرار گرفته و اجزای تاثیر گذار در رویت پذیری شبکه قدرت شناسایی می شوند. از دیگر نوآوری این پایان نامه مطرح کردن رویت پذیری احتمالاتی شبکه قدرت و استخراج روابط ریاضی محاسبه احتمال رویت پذیری شین ها می باشد. روش ها و فرمول بندی ها پیشنهادی روی یک سیستم 9 ،14 و 57 شینه ieeeآزموده شده و نتایج عددی مورد بحث قرار میگرند. کلمات کلیدی: واحد اندازه گیری فازوری (pmu) ، رویت پذیری سیستم های قدرت، ilp، qp، سیستم اندازه گیری گسترده (wams)

شبکه های قدرت، سیستم های دینامیکی پیچیده ای هستند که پارامترها و حالات آنها بطور پیوسته در حال تغییر است. تغییرات فرکانس، تغییر بار شبکه، در مدار قرار گرفتن و خارج از مدار شدن خطوط انتقال و نیروگاهها در سیستم قدرت از جمله عواملی هستند که شرایط شبکه را بطور مداوم تغییر می دهند. بعلاوه در خلال بروز اتصال کوتاه نیز در شرایط خطا از قبیل مقاومت خطا در خطاهای فاز به زمین و نوع خطا می تواند تغییراتی بوجود آید. اساساٌ باید تدابیر حفاظتی که برای هر سیستم در نظر گرفته می شود به صورتی باشد که تغییرات دینامیکی موجود در شبکه را در طراحی و تنظیم دستگاههای حفاظتی مورد توجه قرار دهد. حفاظت تطبیقی بر این مساله اذعان دارد رله هایی که حفاظت یک سیستم قدرت را بر عهده دارند باید مشخصاتشان را برای هماهنگ شدن با شرایط سیستم تغییر دهند. معمولاٌ، یک سیستم حفاظتی به خطاها یا اتفاقات غیرعادی در یک روش و قاعده از پیش تعیین شده پاسخ میدهد. این قاعده از پیش تعریف شده که در مشخصات رله قرار گرفته بر مبنای فرضیات معینی درباره سیستم قدرت میباشد.با تغییر شرایط شبکه امکان دارد سطح اتصال کوتاه در نقطه مورد افزایش یا کاهش یابد. بدین ترتیب ممکن است جریان برخی خطاها در این ناحیه حفاظتی از مقدار تنظیم رله کمتر یا بیشتر شوند. در این مواقع است که تنظیمات رله نامناسب میباشد و باعث عملکرد اشتباه دستگاه حفاظتی میگردد.جهت حفاظت سیستم قدرت تنظیمات رله ها باید به صورتی انجام شود که در بدترین موارد همانند بالاترین مقدار تولید و بیشترین میزان بار، بالاترین سطوح جریان های اتصالی یا بالاترین زمان لازم برای فرو نشاندن یک خطا، هماهنگی بین آنها حفظ شود. مساله دیگر اینکه محاسبه نواحی حفاظتی رله نیازمند سیتم های ارسال و دریافت اطلاعات می باشد که این اطلاعات لازم است در یک مرکز گردآوری شده و سپس ارسال شود.لذا نیازمند کانال های مخابراتی نسبتا گسترده می باشد.علاوه بر این ایجاد اختلالات احتمالی در سیستم های مخابراتی،باعث بروز اختلال درعملکرد رله هاو برز خسارات جبران ناپذیر خواهد بود. بنابراین هدف از انجام این پژوهش ارائه یک روش تنظیم تطبیقی نوین بدون نیاز به کانال های مخابراتی گسترده می باشد به طوریکه با استفاده از این الگوریتم رله های دیستانس متناسب با توپولوژی جاری شبکه به طور مناسب تنظیم شوند.

از جمله پرکاربردترین رله های حفاظت از سیستم های قدرت، رله های دیستانس و رله های جریان زیاد می باشند. در شبکه های انتقال معمولا حفاظت اصلی بر عهده حفاظت دیستانس است و از حفاظت جریان زیاد به عنوان پشتیبان برای حفاظت دیستانس استفاده می شود. بنابراین مساله هماهنگی ترکیب رله های جریان زیاد و دیستانس یکی از مسائل پر اهمیت در بحث حفاظت سیستم های قدرت می باشد. حل مساله هماهنگی با گسترش ساختار شبکه مشکل و پیچیده خواهد بود. اما با ظهور الگوریتم های هوشمند و فرمول بندی مساله هماهنگی رله ها در قالب بهینه سازی، توانایی مهندسان برای حل مساله هماهنگی رله ها افزایش یافت. ولی حل مساله هماهنگی ترکیب رله های جریان زیاد و دیستانس همواره برای یک شبکه به علت تغییر در ساختار شبکه به دلایلی همچون تعمیرات، وقوع حادثه و ... با عدم قطعیت هایی همراه است و تغییر در ساختار شبکه موجب تغییر در سیستم حفاظتی خواهد شد. تعریف یک تابع هدف جدید برای حل مساله هماهنگی ترکیب رله های جریان زیاد و دیستانس که مشکلات توابع هدف قبلی را رفع کرده است و فرمول بندی مساله هماهنگی بر مبنای این تابع هدف و همچنین هماهنگی رله های جریان زیاد و هماهنگی رله های دیستانس با وجود عدم قطعیت در خطوط شبکه بصورت جداگانه و بررسی ترکیب این دو حفاظت در یک شبکه با ساختار ثابت و ساختار متغیر از جمله موضوعاتی است که در این پایان نامه به آنها پرداخته شده است. هدف از انجام این پایان نامه یافتن تنظیمات پایدار برای هماهنگی ترکیب رله های جریان زیاد و دیستانس می باشد که در صورت خروج خطوط از شبکه، این هماهنگی همواره پایدار باشد. روش های پیشنهادی بر روی شبکه استاندارد 8bus آزمایش شده است و نتایج مورد مقایسه و ارزیابی قرار گرفته است. کلمات کلیدی: هماهنگی، بهینه سازی، تابع هدف، عدم قطعیت، الگوریتم ژنتیک

طی این پایان نامه سعی گردید که زمان بهینه انجام تست دوره ای با استفاده از مدل ها و روش های مختلف تعیین گردد، چرا که تست دوره ای سیستم حفاظت از جمله اقدامات تعمیر و پیشگیرانه محسوب می شود که موجب افزایش قابلیت اطمینان شبکه قدرت می-گردد. در همین راستا مسئله تعیین بهینه زمان انجام تست دوره ای با در نظر گرفتن خطای سیستم حفاظت پشتیبان و دخیل کردن بعد اقتصادی مورد توجه و حل قرار گرفته است. همچنین در این پایان نامه با در نظر گرفتن اثر خطاها و تست دوره ای سیستم حفاظت بر دسترس پذیری خط حامل جریان، مدلی پیشنهاد شده است. نتایج به دست آمده از مطالعه نمونه عددی حاکی از از کارآمد بودن مدل پیشنهادی می باشد.

تامین انرژی الکتریکی قابل اعتماد با هزینه معقول و اقتصادی برای مشتریان مهمترین هدف طراحان و بهره برداران سیستم های قدرت الکتریکی می باشد. باد یکی از منابع انرژی بسیار متغیر می باشد، لذا نحوه طراحی خطوط انتقال مناسب جهت تحویل توان الکتریکی بدست آمده از این نوع منبع انرژی، با طراحی هایی که برای سایر منابع معمول انرژی انجام می شود متفاوت خواهد بود. از طرف دیگر مزیت های اقتصادی و قابلیت اطمینان اضافه کردن سیستم تبدیل انرژی بادی(wecs) به یک سیستم قدرت تا حد زیادی به نحوه طراحی و نصب توربین های بادی و مشخصات فنی توربینها بستگی دارد. در این پایان نامه روشی برای طراحی نصب بهینه توربین های بادی (wtg) با در نظر گرفتن پارامترهای wtgها، هزینه سرمایه گذاری کل و عملکرد قابلیت اطمینان سیستم ارائه می شود. همچنین روشی برای ارائه ظرفیت بهینه خط انتقال متصل کننده سایت بادی به شبکه قدرت با توجه به تغییرات زیادی که در توان تولیدی مزارع بادی وجود دارد، ارائه خواهد شد. در ادامه شاخصهای قابلیت اطمینان سیستم قدرت شامل منابع تولید انرژی بادی از قبیلlolp، lole و loee استخراج شده و مورد تحلیل و ارزیابی قرار خواهد گرفت.

جایابی و احداث پارکینگ خودروهای هیبریدی به منظور تجمیع این نوع خودروها در یک مکان علاوه بر هدفمند کردن افزایش بار مورد تقاضا توسط این خودروها می تواند راهکاری نوین جهت کاهش تلفات شبکه توزیع با استفاده از ظرفیت ذخیره سازی توان توسط باتریهای این خودروها باشد. علاوه براین استفاده از پتانسیل ذخیره¬سازی توان توسط این خودروها می تواند باعث کنترل شاخص های بهره برداری از شبکه توزیع و احیانا باعث بهبود آن ها شود. در این مطالعه بمنظور انجام این کار ابتدا مدل¬سازی مسأله مورد نظر که شامل مدل بار شبکه، مدل رفتاری صاحبان خودروهای هیبریدی، مدل سازی مشخصات فنی باتری های خودروهای هیبریدی و... است، انجام شده است. سپس به معرفی الگوریتم اجتماع ذرات پرداخته شده و نحوه ی استفاده از الگوریتم اجتماع ذرات جهت مکان یابی پارکینگ خودروهای هیبریدی و همچنین برنامه ریزی بهره برداری از آن شرح داده شده است. سپس توابع هدف پیشنهادی و نحوه ی محاسبه ی آنها بیان شده و همچنین قیود حاکم بر مسأله مورد بحث قرار گرفته است. نتایج حاصل نشان دهنده ی کارایی روش پیشنهادی در بهره برداری فنی و اقتصادی از شبکه توزیع نمونه مورد نظر، است.

وقوع خطاها و اختلالات کوچک و بزرگ ایجاد شده در شبکه، بسته به قدرت و میزان تاثیر آن¬ها بر روی پارامترهای سیستم، می¬توانند باعث ایجاد نوسان توان در سیستم قدرت شوند. نوسان توان پدیده ای متفاوت از وقوع خطا در سیستم بوده که نباید قسمتهای مختلف سیستم در حالت نوسان توانی که باعث ناپایدری شبکه نمی¬شود، قطع گردد. با اینحال امروزه وقوع چنین پدیده¬ای باعث بسیاری از خاموشی ها در سیستم قدرت شده است. بنابراین ارائه روش¬هایی برای شناخت ابعاد این پدیده جهت تمیز دادن بین نوسان توان پایدار و نوسان توانی که باعث ناپایداری سیستم می¬شود، لازم و ضروری می¬باشد. در این پروژه ابتدا پس از شرح فعالیت¬های تحقیقاتی صورت گرفته در این زمینه، معیار سطوح معادل در حوزه زمان که نتیجه نگاشت منحنی توان-زاویه به منحنی توان-زمان می¬باشد جهت شناسایی نوسان توان پایدار و ناپایدار معرفی شده است. شبیه¬سازی¬های انجام شده نشان می¬دهد که این الگوریتم برای سیستم چند ماشینه در تمامی حالات درست عمل نمی¬کند. بنابراین در سیستم¬های چند ماشینه از معیار بسط یافته این الگوریتم که بر مبنای تبدیل شبکه به دو دسته ماشین¬های بحرانی و غیربحرانی می¬باشد استفاده شده است. برای این منظور، با استفاده از اطلاعات توان خروجی همه ژنراتورهای شبکه که توسط واحدهای اندازه¬گیری فازور pmu به مرکز کنترل ارسال می¬شود،، این معیار را برای سیستم چند ماشینه به صورت گسترده اعمال شده است. در ادامه با شناخت تابع منحنی نوسانات شبکه، منحنی¬های p-? و p-t، omib معادل شبکه با استفاده از معیار سطوح معادل بسط یافته با دقت مناسبی برای زمان¬های آینده تخمین زده شده و با پیش-بینی سریعتر ناپایداری شبکه، عملکرد الگوریتم معیار سطوح معادل بهبود داده شده است. یکی از پارامترهای مهم در تشخیص نوسان توان، غیرفعال کردن واحد psb در هنگام بروز خطا در طول نوسان است. اگر واحد psb یک رله، عملکرد رله دیستانس را مسدود نماید، این وضعیت باید در صورت وقوع خطا بلافاصله اصلاح گردد، زیرا در غیر این صورت خطا روی خط انتقال برای مدت طولانی می¬ماند که این امر منجر به آسیب دیدن تجهیزات و حتی ناپایدار شدن شبکه می¬شود. بنابراین برای حل مشکل مذکور، در این گزارش تبدیل موجک معرفی شده است.

عملکرد دینامیکی رله¬های سریع تا حدود زیادی وابسته به سیگنال¬های تولید¬شده توسط ترانس¬های اندازه¬گیری می¬باشد. این سیگنال¬ها وابسته به پاسخ گذرای ترانس¬های اندازه¬گیری و نوع حالات گذرای ایجاد شده در سیستم قدرت هستند. خطای اندازه¬گیری گذرا که بعلت حالت گذرای ترانس¬های اندازه-گیری ایجاد می¬شود می¬تواند تاثیر زیادی بر قابلیت اتکا و امنیت سیستم¬های حفاظتی بگذارد و سبب عملکرد نادرست، تاخیر در عملکرد، و یا عدم عملکرد این سیستم¬ها شود. در این پروژه از مدل دقیقی برای شبیه¬سازی حالات گذرای ترانس¬های اندازه¬گیری استفاده شده است. برای افزایش دقت شبیه¬سازی، مشخصه¬ی مغناطیس¬کنندگی هسته¬ی آهنی ترانس¬های اندازه¬گیری با در نظر گرفتن پدیده¬ی هیسترزیس و جریان گردابی مدل شده¬ است. مدل مغناطیسی هسته¬ی مذکور قادر به شبیه¬سازی حلقه¬های فرعی نامتقارن هیسترزیس و شار پسماند می باشد. سپس عوامل موثر بر پاسخ گذرای ترانس¬های اندازه¬گیری بررسی می¬شود. حالات گذرای ایجاد شده در خروجی ترانس¬های اندازه¬گیری می¬تواند بر عملکرد رله دیستانس دیجیتال موثر باشد. نتایج شبیه سازی های انجام شده نشان می دهد که عملکرد رله دیستانس در دو حالت، اعوجاج ایجاد شده در ولتاژ خروجی ترانسفورماتور ولتاژ خازنی در هنگام وقوع اتصـال کوتاه در صـفر ولتاژ و اشباع ترانسفورماتور جریان، می تواند تحت تاثیر پاسخ گذرای ترانسفورماتورهای اندازه گیری قرار گیرد. به همین دلیل روش هایی برای جلوگیری از عملکرد نادرست رله های دیستانس در هنگام وقوع حالات گذرای مذکور ارائه شده¬اند. در این پروژه الگوریتم¬های فوریه تمام¬سیکل، فوریه نیم سیکل، مان موریسون و حداقل مربعات که از جمله متداول¬ترین الگوریتم¬ها برای تخمین پارامتر¬های فازور ولتاژ و جریان در صورت وجود خطا در سیگنال¬های ورودی رله¬ دیستانس دیجیتال می¬باشند، معرفی شده و نحوه عملکرد آنها بررسی می¬شود. در پیاده سازی این الگوریتم¬ها یک ماژول واحد که امکان تعیین روش موردنظر با تعداد تکرار¬های مشخص وجود دارد، طراحی شده است. سپس تئوریه¬ی مربوط به روش مکمل درون¬یابی درجه3 بطور کامل شرح داده می¬شود. سپس نشان داده می¬شود که روش مکمل پیشنهادی در کنار الگوریتم¬های موجود سبب عملکرد بهتر و دقیق¬تر رله دیستانس می-شود. این روش با کاهش خطای اندازه¬گیری سبب بهبود عملکرد رله دیستانس می¬شود.

افزایش مصرف سوخت و آلودگی هوا در کلانشهرها موجب روی آوردن به روش های جلوگیری از آلودگی فضای شهری شده است. یکی از راه هایی که اخیراً به عنوان راهکار مقابله با این آلودگی در شهرهای بزرگ مطرح شده است، استفاده از خودروهایی با سوخت پاک می باشد. نوعی از این خودروها، خودروهای اتصال الکتریکی می باشند که با اتصال به شبکه ی قدرت شارژ شده و انرژی الکتریکی را در باتری خود ذخیره می نمایند. به جهت نبود زیرساخت ها و تمایل بیش تر به خودروهای الکتریکی، نوع هیبریدی آن امروزه بیش تر مورد علاقه خریداران واقع شده است. یکی از تأثیرات معکوس ناشی از شارژ phev¬ها افزایش بارگذاری خطوط شبکه و کاهش سطح امنیت شبکه توزیع می باشد. در این پایان نامه یک روش جدید برای کمی بیان کردن اثر شارژ phev¬ها که ممکن است روی سطح امنیت شبکه ی توزیع داشته باشند، پیشنهاد می شود. امنیت شبکه از طریق تحلیل پیشامد یگانه (n-1) قبل و بعد از شارژ phev ها در خانه بررسی می شود. با توجه به موجود نبودن نمونه واقعی موضوع پژوهش، شبیه سازی ها در فضای احتمالاتی انجام شده است. از جمله پارامترهای احتمالاتی، الگوی رفتاری مردم (زمان برگشت به منزل، مسافت طی شده روزانه) و مشخصات فنی خودروهای برقی مورد استفاده می باشد. جهت مدل سازی رفتار احتمالاتی phev ها و بار مصرف کنندگان از شبیه سازی مونت کارلو بهره گرفته شده است. شبیه سازی مدل احتمالاتی خودروها و بار مصرف کنندگان در نرم افزار matlab و همچنین محاسبات پخش بار در نرم افزار digsilent صورت گرفته است.در سال های اخیر به دلیل آلودگی های زیست محیطی و کاهش ذخایر نفت، استفاده از خودروهای هیبریدی اتصال الکتریکی (phev) بیشتر مورد توجه قرارگرفته است. این خودروها هنگام اتصال به شبکه جهت شارژ، توان مصرفی شبکه و در نتیجه توان انتقالی از خطوط را به طور قابل ملاحظه ای افزایش می دهند. این امر، امنیت شبکه ی توزیع را تحت تأثیر خود قرار می دهد. در این پایان نامه تأثیر این خودروها بر امنیت شبکه با استفاده از تحلیل احتمالی پیشامد یگانه مورد بررسی قرارگرفته است. به دلیل احتمالی بودن پارامترهای مسئله جهت رسیدن به نتیجه دقیق از 1000 بار تکرار مونت کارلو استفاده شده است. نتایج نشانگر کاهش امنیت شبکه با افزایش ضریب نفوذ خودروهای هیبریدی است.

پایه و اساس همه مقالاتی که از سال 2007 به بعد در مورد هماهنگی میان رله های جریان زیاد نگارش شده است از مقاله مربوط به آقای رضوی با عنوان تنظیم و هماهنگی رله های جریان زیاد می باشد.در این مقاله در مورد روشهای قبلی بحث و معایب آنها ذکر گردیده است.در این مقاله از روش هماهنگی بهینه هوشمند برای دستیابی به زمانهای قابل قبول جهت هماهنگی رله ها استفاده شده است. الگوریتم ژنتیک بدلیل انعطاف پذیری،سادگی وقابلیت استفاده در مسائل مختلف نسبت به سایر روشهای هماهنگی بهینه مناسبتر می باشد.تابع هدف مورد نظر مقاله دارای 2 جمله می باشد جمله اول جهت منیمم کردن زمان عملکرد رله جریان زیاد به ازای خطای جلوی آن می باشد،که هدف اصلی مساله است و با جمله: (t_i )^2 بیان شده است.جمله دوم قید هماهنگی مساله را تبیین می کند و بصورت جمله: (??t?_mb-?(??t?_mb-|??t?_mb |))^2 نمایش داده شده است. در فصل اول بصورت مفصل قید هماهنگی تشریح خواهد شد. در این پایانامه قصد داریم قید دیگری را اضافه کنیم و پاسخهای مناسبی که مدنظر تابع هدف می باشد بدست آوریم. برای همه تجهیزات مورد استفاده در شبکه توزیع یک زمان با عنوان" زمان قابل تحمل عایقی" تعریف می گردد،این زمان در هنگام ساخت تجهیز ارائه می شود و با مستهلک شدن آن در نتیجه تحمل تنشهای حرارتی و مکانیکی ناشی از جریانهای اتصال کوتاه شبکه،و نیز در اثر قرارگیری عایق آنها در محیط آزاد بشدت کاهش می یابد. ضرورت قرار دادن قید جدید در مساله از مقایسه زمان عملکرد رله پشتیبان و زمان قابل تحمل عایقی ایجاد می شود. بصورتی که اگر زمان قابل تحمل از زمان عملکرد رله پشتیبان کمتر باشد تجهیزات شبکه آسیب می بینند و یا حداقل عمر آنها کوتاه می شود. در این پایان نامه زمان عملکرد رله های جریان زیاد بگونه ای تنظیم می شود که علاوه بر رعایت فاصله زمان هماهنگی،میزان تنشهای حرارتی وارد بر تجهیزات شبکه به کمترین مقدار خود برسد.این کار با مقایسه مستقیم زمان عملکرد رله پشتیبان و زمان قابل تحمل عایقی بدست می آید.در انتهای پروژه برنامه هماهنگی بدست آمده برروی 2 شبکه نمونه تست شده و نتایج آن در فصل 4 آمده است.

امروزه با پیشرفت تکنولوژی و مدرن تر شدن زندگی اجتماعی، لزوم پیوستگی در سرویس دهی به مشترکین، هر چه بیشتر احساس می شود. جهت بررسی این مسئله و سنجش کیفیت عملکرد سیستم از نقطه نظر پیوستگی در سرویس دهی به مشترکین معیاری مورد استفاده قرار می گیرد که به طور کلی قابلیت اطمینان سیستم نامیده می شود؛ بنابراین مهمترین وظیفه یک سیستم قدرت تأمین برق مورد نیاز مشترکین با حداقل قیمت و سطح قابل قبولی از قابلیت اطمینان می باشد. در این رساله در مورد توان راکتیو و جنبه های آن بحث شده است. قابلیت اطمینان به صورت کامل تعریف شده و شاخص های جدید مرتبط با ارزیابی قابلیت اطمینان سیستم قدرت ارائه شده است. موضوع پیری تجهیزات مورد بحث قرار گرفته و نقش پیری تجهیزات در قابلیت اطمینان مد نظر قرار گرفته است. در انتها شبکه 30 باسه ieee به عنوان شبکه نمونه انتخاب گردیده و شاخص های تعریف شده در پروژه در حالتهای عدم تولید توان اکتیو و عدم تولید توان راکتیو منابع تولید توان بدون در نظر گرفتن پیری و با در نظر گرفتن پیری، محاسبه گردیده و پس از مقایسه نتایج حاصل با قطع بار سعی در به تعادل رساندن شبکه نموده ایم. همچنین در ادامه جهت جلوگیری از مواجهه با پدیده نقض ولتاژ باس ها و همچنین مقابله با قطع بار در اثر کمبود تولید توان پیش بینی ورود جبران کننده ها و منابع رزرو به شبکه نموده ایم.

امروزه به دلیل افزایش قیمت منابع انرژی فسیلی، استفاده از تولیدات پراکنده با تولید تصادفی که اغلب از انرژی های نو استفاده می کنند در حال افزایش است. بهره گیری از این منابع در کنار مزایای فراوانی که به همراه دارد مشکلاتی را برای سیستم توزیع ایجاد می کند. با نصب این واحدها در سیستم های توزیع، سطح جریان اتصال کوتاه شبکه افزایش می یابد. در نتیجه این افزایش، عمر تجهیزاتی که در معرض اتصال کوتاه قرار می گیرند کاهش یافته و خسارت سنگینی به تجهیزات قطع کننده جریان اتصال کوتاه مانند کلیدهای قدرت وارد می شود. جایگزین نمودن تجهیزات قدیمی و نصب تجهیزات جدید با مقادیر نامی بالاتر، هزینه های سنگینی را بر شرکت های برق تحمیل می کند. علاوه بر موارد ذکر شده، اضافه شدن تولیدات پراکنده به شبکه سبب بروز مشکلاتی در عملکرد سیستم حفاظتی نیز خواهد شد که از جمله آنها، می توان به از بین رفتن هماهنگی بین رله های جریان زیاد موجود در سیستم اشاره کرد. در این پایان نامه، از محدودساز جریان خطا از نوع ابررسانا (sfcl) برای حل مشکلات فوق استفاده می شود. تعیین محل و ظرفیت مناسب sfcl با در نظر گرفتن سه معیار حفظ هماهنگی رله ها، کاهش جریان خطا و مینیمم ظرفیت نصب شده به صورت همزمان انجام می گیرد؛ همچنین عدم قطعیت در مدلسازی توان تولیدی واحدهای تولید پراکنده نیز لحاظ می شود. این عدم قطعیت شامل فاکتورهای مختلفی می باشد که از جمله مهمترین آنها می توان به عدم قطعیت در انرژی اولیه و همچنین عدم قطعیت در دسترس پذیری dgها اشاره نمود. برخلاف روش های بهینه سازی متداول، در این پایان نامه از الگوریتم nsga-ii استفاده شده است تا بتوان در شرایط مختلف، بهترین پاسخ را بدون حل مجدد مساله تعیین نمود.

خطوط انتقال دومداره¬ به منظور افزایش قابلیت اطمینان و امنیت برای انتقال بخش عمده¬ای از انرژی الکتریکی و با توجه به مزایای زیست محیطی و اقتصادی که نسبت به خطوط تک مداره دارند، به طور گسترده¬ای در سیستم¬های قدرت مدرن استفاده شده¬اند. خطوط انتقال جبران¬شده با خازن سری به دلایل فراوانی چون افزایش قابلیت اطمینان، افزایش ظرفیت خط، تقسیم بار بهتر در مسیرهای موازی، کاهش تلفات انتقال و غیره در سیستم های قدرت مدرن مورد استفاده قرار می¬گیرند. حفاظت دیستانس عموماً به عنوان یک حفاظت اصلی در خطوط انتقال استفاده می¬شود اما این حفاظت برای خطوط انتقال دومداره¬ی جبران¬شده با خازن سری به دلیل کوپلینگ متقابل دو¬مدار و وجود خازن سری، به ویژه هنگامی¬که خطای کراس¬کانتری رخ می¬دهد بسیار مشکل است. تشخیص اشتباه رله دیستانس به سبب خطای کراس¬کانتری ممکن است منجر به تریپ سه فاز هر دو مدار شود، هر چند که خطا در حقیقت سه فاز نیست و وقتی خطوط تنها رابط بین نیروگاه و سیستم قدرت هستند، عدم عملکرد رله¬ها منجر به از دست دادن سنکرونیزم و از دست رفتن ژنراتورها می¬شود. هدف این مطالعه ارائه¬ی الگوریتمی جهت حفاظت ناحیه اول رله¬¬ دیستانس در خطوط انتقال دو¬مداره¬ی جبران¬شده با خازن سری در هنگام رخداد خطای کراس¬کانتری است. خطای کراس¬کانتری به صورت دو خطای تک¬فاز است که در فازها و مکان¬های متفاوت خط دومداره رخ می¬دهد و تشخیص هر دو محل خطای تک¬فاز توسط رله¬ دیستانس کار پیچیده-ای است. رابطه¬ای برای جریان انتهای خط برحسب جریان ابتدای خط به دست می¬آید و الگوریتم پیشنهاد شده با استفاده از داده¬های یکی از دو انتهای خط، مکان متفاوت هر دو خطای تک¬فاز رخ داده در خط را مشخص می¬کند.

به منظور بهره بردن از حداکثر ویژگی¬های مثبت منابع تولید پراکنده و خازن¬ها، جایابی و تعیین ظرفیت بهینه این واحد¬ها غیر قابل اجتناب است، بطوری که تحقیقات نشان می¬دهند اگر این فرایند مهم در نصب منابع تولید پراکنده و خازن¬ها در نظر گرفته نشود، نه تنها اهداف و ویژگی¬های مثبت مد نظر از نصب این واحد¬ها، حاصل نمی¬گردند، بلکه ممکن است وضعیت از حالت قبل از نصب بدتر شود. از آنجایی که سطح نفوذ منابع تولید پراکنده (dg) توسط اغتشاشات هارمونیکی ناشی از جریان غیر خطی تزریق شده توسط ¬dgهای اینورتری و همچنین محدودیت¬های هماهنگی حفاظتی ناشی از تغییر در جریان خطا، متاثر از واحد های dg سنکرونی محدود می¬شود، هدف این پایان نامه، ماکزیمم کردن سطح نفوذ هر دو نوع واحدdg در عین استفاده بیشتر ازdg اینورتری در مقایسه با dg سنکرونی، بهبود پروفیل ولتاژ، کاهش اغتشاشات هارمونیکی ناشی از dg اینورتری و کاهش تلفات می¬باشد. محدودیت¬های در نظر گرفته شده در این پایان¬نامه ، محدودیت¬های ناشی از تعادل توان، تلفات شبکه، ولتاژ باس، هماهنگی حفاظتی، زمان عملکرد رله¬ی اضافه جریان جهت¬دار و اغتشاشات هارمونیکی تکی و کلی مشخص شده توسط استاندارد ieee-519 می باشند. از آنجا که همواره یکی از مشکلات مطالعات گذشته عدم تعیین تعداد بهینه منابع تولید پراکنده و خازن¬ها برای جایابی و تعیین ظرفیت بوده است، لذا این پایان¬نامه برای رفع این مشکل قدم موثری برداشته است. الگوریتم ارائه شده در این پایان نامه بر روی شبکه 30 باسه ieee تست شده است. این الگوریتم به کمک الگوریتم ژنتیک که در نرم افزار matlab نوشته شده است، بهینه می¬شود. نتایج بدست آمده، قابلیت روش¬های پیشنهادی را جهت مینیمم سازی تابع هدف و تامین حدود قیود مطرح شده، به خوبی نشان می¬دهند.

ترانسفورماتورها یکی از بخش های اساسی شبکه های انتقال و توزیع برق می باشند. درصورتی که واحدهای حفاظتی در شبکه های قدرت به درستی عمل نکنند، خطاهای به وجود آمده ممکن است موجب اتلاف انرژی و یا خرابی تجهیزات گران قیمت شوند. بنابراین سیستم حفاظتی شبکه و هماهنگی آن نقش مهمّی در پایداری و قابلیّت اطمینان آن ایفا می کند. جریان هجومی پدیده ای است که برای نخستین بار در زمان برق دار شدن ترانسفورماتور به وجود می آید. از آنجایی که حالت کار عادی ترانسفورماتورها مطابق با نقطه ی زانویی منحنی هیسترزیس می باشد، تغییر کوچک در مقدار شار هسته باعث به وجود آمدن جریان مغناطیسی بزرگی خواهد شد. به همین علّت شکل موج جریان هجومی به صورت غیر-سینوسی می باشد. جهت جلوگیری از عملکرد ناخواسته ی رله ی دیفرانسیل در مقابل جریان هجومی، معمولاً از مولفه ی هارمونیک دوم جهت بلوک کردن رله ی دیفرانسیل در ترانسفورماتورهای قدرت استفاده می شود. در این رساله روش جدیدی مبتنی بر اندازه گیری فرکانس جریان دیفرانسیل جهت تشخیص جریان خطا از جریان هجومی با استفاده از الگوریتم تخمین سیگنال tufts-kumaresan معرّفی شده است. همچنین تأثیر نویز در تشخیص جریان خطا از جریان هجومی در این روش مورد بررسی قرار گرفته است. در این روش، با در نظر گرفتن یک حد آستانه ی مناسب می توان جریان خطا را از جریان هجومی تشخیص داد. در این رساله شبیه سازی ها در نرم افزار matlab/simulink انجام شده است.