امروزه بشر با دو بحران جدی روبرو است. از طرفی جوامع صنعتی با مشکل آلودگی محیط زیست مواجه هستند، و از طرف دیگر سوخت مصرفی آنها، با سرعت روز افزون در حال اتمام است. همچنین از آنجا که مشکل آلودگی و کمبود منابع اولیه برای سوخت های هسته ای نیز وجود خواهد داشت، نمی توان از آن به عنوان یک سوخت جایگزین مناسب نام برد. خورشید منبع انرژی است بدون هیچ گونه آلودگی، که می توان به عنوان یک منبع سوخت دائمی آنرا جایگزین مناسبی برای سوخت های فعلی در نظر گرفت. از آنجا که توان خروجی سلول با توجه به تغیرات دما و شدت تابش، تغییر می کند، به یک مدار کنترل نیاز می باشد که در تمام ساعات روز، حداکثر توان خروجی را از سلول دریافت و به شبکه تحویل دهد. در این ارتباط، مدار های کنترلی و الگوریتم های متفاوتی ارائه شده اند. به منظور ردیابی نقطه کار با حداکثر توان خروجی در سیستم های فتوولتائیک، معمولا بدلیل سادگی پیاده سازی، از الگوریتم های اختلال و مشاهده استفاده می شود. یک الگوریتم p&o بر پایه کنترل جریان پیک، و استفاده از مقادیر لحظه ای نمونه گیری شده به جای مقدار میانگین- به منظور تعیین اختلال بعدی- می تواند حالت گذرای سریع تر، و نوسان کمتری را حول mpp ارائه کند. هرچند استفاده از اختلال با اندازه تغییرات یکنواخت، می تواند یک حل توافقی بین پاسخ گذرا و مانا باشد. در این پایان نامه بر روی چند طرح مختلف بر پایه تغیرات متناوب اختلال در یک الگوریتم p&o mppt بر پایه کنترل جریان پیک، تمرکز شده است. ابتدا یک کنترلر فازی ارائه و پیاده سازی شده است. سپس یک روش ترکیبی بر پایه نواحی ارائه شده است که در آن الگوریتمmppt، متناسب به موقعیت نقطه عملکرد در صفحه ولتاژ-جریان، عملکرد متفاوتی خواهد داشت. مفهوم نواحی انتخاب نشونده، به منظور انتقال هرچه سریع تر نقطه عملکرد، به حوالی نقطه mpp ، ارائه شده است. در پایان نیز 4 روش ارائه شده، با استفاده از شبیه سازی های انجام شده در محیط matlab/simulink اعتبار بخشی می شود و نتایج سرعت عملکرد و افت توان، با یکدیگر مقایسه شده است.

در این پایان نامه ، دو الگوریتم برای حفاظت دیجیتالی ترانسفورماتور قدرت ارائه شده است. اولین الگوریتم ، روش جدیدی برای حفاظت دیفرانسیلی ترانسفورماتور براساس تشخیص الگوی جریان تفاضلی ارائه می دهد. منطق تصمیم گیری براساس تبدیل موجک می باشد که ویژگیهای جریان تفاضلی به علت جریان خطا و جریان هجومی را استخراج می کند. در این منطق ، معیار تشخیص براساس تفاوت زمانی دامنه ضرایب موجک در یک باند فرکانسی خاص است. الگوریتم فوق با استفاده از نرم افزار emtp مدل شده است. نتایج مطالعات نشان می دهد که طرح حفاظت دیفرانسیلی با موجک، خطای داخلی را از جریان هجومی در کمتر از 5 میلی ثانیه تشخیص می دهد. الگوریتم دوم ، با استفاده از محاسبات طیف انرژی طبق یک فرمول بندی، الگوریتم حفاظتی را مشخص می کند. تبدیل موجک گسسته برای استخراج ویژگیهای گذرای جریان های دیفرانسیلی سه فاز برای تشخیص شرایط جریان خطا ارائه شده است. عملکرد الگوریتم مذکور، با شبیه سازی نمونه های تست خطا و غیر خطا روی یک ترانسفورماتور قدرت با استفاده از نرم افزار atp/emtp ارزیابی شده است. به منطور تست عملکرد این فرمول، روش پیشنهادی از نرم افزار matlab استفاده نموده است.مقایسه نتایج شبیه سازی با روش حفاظت دیفرانسیلی درصدی با فرمول هارمونیک بازدارنده نشان می دهد که تکنیک پیشنهادی عملکرد جداسازی را بهبود می دهد. نمونه های تست شبیه سازی جریان هجومی و خطای خارجی به منظور تست عملکرد روش پیشنهادی در شرایط مختلف استفاده شده است.

: ژنراتور اصلی ترین قسمت یک نیروگاه بادی محسوب می شود و حفاظت از آن بسیار مهم است. در بین خطاهای ژنراتور القایی، خطای حلقه استاتور محتملتر است. در این تحقیق ژنراتور القایی با روتور سیم پیچی شده که در نیروگاه های بادی ایران استفاده می شود مورد بررسی قرار می گیرد. در روش های پیشنهادی از تحلیل بردار پارک توسعه یافته به همراه هیستوگرام و واریانس ضرایب تبدیل موجک گسسته استفاده می شود. در این تحقیق با استفاده از دو روش شبکه عصبی و شبکه فازی-عصبی امکان تخمین درصد حلقه های اتصال کوتاه شده در فاز تحت خطا فراهم می گردد که مقایسه نتایج، نشان دهنده تاثیر بکارگیری منطق فازی است. همچنین روش های پیشنهادی برای موتور القایی نیز قابل پیاده سازی می باشند. این روش به صورت یک برنامه رایانه ای تحت نرم افزار matlab برای یک ژنراتور پیاده سازی می شود که نتایج، دقت بالای روش های پیشنهادی را در تشخیص و تخمین میزان خطای حلقه استاتور نشان می دهد.

در این پژوهش مولد القایی تغذیه دوگانه به عنوان پرکاربردترین نوع مولد به کار رفته در توربین های بادی عنوان شده و عملکرد آن مورد بررسی قرار گرفت. با بررسی قوانین جدید کشورهای صنعتی در زمینه نحوه عملکرد مزارع بادی در سیستم های قدرت، نشان داده شد که مولدهای بادی مدرن باید توانایی عملکرد مطلوب در زمان خطا را داشته باشند. منظور از عملکرد مطلوب در مورد مولد بادی به مقدار زیادی اشاره به سرعت پاسخ گویی آن دارد. همچنین نشان داده شد که کنترلرهای pi که عمده استفاده را در dfig دارند به دلیل تاخیر ذاتی خود مقداری کند عمل می کنند. ابتدا برای رفع این تاخیر که ناشی از ترم انتگرال گیر کنترلرpi است، از کنترلر pid استفاده شد. برای این کار کنترل کننده های پیشنهادی در برنامه matlab/simulink طراحی و در مدل dfig که در برنامه موجود است قرار داده شد. نتایج شبیه سازی نشان داد که pid باعث تسریع در رفتار دینامیکی سیستم خواهد شد اما این تسریع در عملکرد کنترلر میزان چشم گیری نیست. از طرف دیگر حساسیت کنترلر pid به اغتشاشات باعث ایجاد نوسانات بیشتر در حالت گذرا می شد. سپس کنترل کننده هیسترزیس پیشنهاد و شبیه سازی شد ، که پاسخ گذرای خوب، سرعت بسیار بالا و ساختمان ساده ای نسبت به کنترل کننده های pi داشته و در تغییرات سریع باد به خوبی واکنش نشان می دهد. نتایج شبیه سازی موید این مطلب بود و نشان داد که hcc به مراتب از کنترلر pi وحتی pid سریع تر است، اما سویچینگ بالا و هارمونیک زیاد از معایب آن بود. بنابراین به دلیل کاهش فرکانس سویچ زنی که ازمشکلات این کنترل کننده است، از کنترلر هیسترزیس بر پایه مقادیر برداری استفاده شد. در شبیه سازی انجام شده ابتدا صحت عملکرد کنترلر در شرایط تغییرات توان اکتیو و رآکتیو مورد بررسی قرار گرفت. سپس مقایسه ای بین آن و کنترلر pi از نظر سرعت عملکرد و پاسخ گذرا انجام گرفت که نشان می داد vbhcc عملکرد بهتری داشت. پس از آن خطای «بلوک تعیین کننده ناحیه» مطرح شده و نشان داده شد که تاثیر آن در عملکرد کلی dfig قابل چشم پوشی است. البته عیب عمده آن فرکانس سویچینگ متغیر بود. برای رفع این عیب از pbhcc استفاده شد و نشان داده شد که این کنترلر دارای خصوصیات خوب hcc می باشد و علاوه بر آن فرکانس سویچینگ کمتری نسبت به vbhcc دارد. در مجموع هر چند در حالتهای گذرا کنترل کننده های هیسترزیس رفتار بسیار سریع و مطلوبی نسبت به کنترلرهای pi دارند اما می توان گفت که در حالت ماندگار هنوز کنترلرهای pi وضعیت بهتر و با ثبات تری دارد. بهرحال با توجه به ماهیت غیر قابل پیش بینی و متغیر قدرت باد به نظر می رسد مولدهای بادی بیشتر در معرض حالات گذرا هستند تا اینکه مانند مولدهای قدیمی مدت زیادی در حالت ماندگار باقی بمانند. پیش بینی می شود با بهینه سازی های بیشتر و رفع نقاط ضعف کنترلرهای هیسترزیس بتوان در آنها این کنترلرها را جایگزین کنترلرهای pi کرد.

بهینه سازی نیروگاه ها یکی از اهداف رویکرد مندرج در سند چشم انداز راهبردی توسعه ی بیست ساله ی کشور با توجه به مباحث انرژی در افزایش توان تولید انرژی الکتریکی در کشور، طی سال های آتی است. در این پایان نامه دو جنبه ی طراحی و کنترل نیروگاه ها مورد توجه قرار گرفته است. با استفاده از طراحی بهینه و با کمترین تعداد میتر ممکن و سپس کنترل نیروگاه با این میترها که در ارتباط با یکدیگر هستند، می توان عملکرد نیروگاه ها را چه از جهت هزینه ی طراحی و ساخت و چه از جهت مصرف کمتر و تولید بیشتر به علت کنترل بهتر، بهینه نمود. تئوری معتبرسازی و تلفیق داده بیشتر بر روی طراحی و کنترل نیروگاه ها بر اساس کنترل میترهای ابزاردقیق تمرکز دارد، اما در این پایان نامه استفاده از این تئوری در زمینه ی طراحی و نصب و کنترل ادوات اندازه گیری برق صحبت به میان آمده است. در این پایان نامه این دو مبحث (کنترل ابزاردقیق و برق) در قالب بحثی مشترک مطرح شده است و سعی شده است ترکیب این دو با تمرکز بر روی بخش برق ملاک عمل باشد. با توجه به این مسئله که تئوری معتبرسازی و تلفیق داده بر روی ادوات اندازه گیری برق در این پایان نامه مورد بررسی قرار گرفته است، مسائل جدیدی به وجود آمده است و برای حل این گونه مسائل جستجوگر فرا ابتکاری ای پیشنهاد شده است که قابلیت حل آن ها را داشته باشد. این جستجوگر، الگوریتم ببر نام گذاری شده است و تلفیقی از جستجوگرهای فرا ابتکاری پیشین به خصوص جستجوگر کرم شب تاب است ولی قابلیت زاد و ولد و مهاجرت (زیاد شدن تعداد ببرها) و مرگ و میر و خودکشی (کم شدن تعداد ببرها) به آن اضافه شده است. برای بررسی روش های پیشین، حل مسئله ی جایابی تجهیزات اندازه گیری با استفاده از الگوریتم ژنتیک به طور مفصل بررسی شده است. با تلفیق این دو تئوری معتبرسازی و تلفیق داده در طراحی و کنترل نیروگاه با جستجوگر فرا ابتکاری می توان به نیروگاه هایی بهینه با بهره وری و قابلیت اطمینان بالاتری رسید. استفاده از تئوری معتبرسازی و تلفیق داده در برق و الگوریتم ببرمی تواند فصل جدیدی را در استفاده ی از این تئوری در بسیاری از مباحث برق-قدرت باز نماید. جهت موردکاوی نیروگاه آبنیروی پتروشیمی بندرامام مورد بررسی قرار گرفته است، که شبیه سازی های این نیروگاه قابلیت تصحیح جریان سنج ها را نشان می دهد. نیروگاه های گازی را می توان با صرف هزینه های معقول به نیروگاه های سیکل ترکیبی یا نیروگاه های با تولید بخار تبدیل نمود و سپس بخش ادوات اندازه گیری برق را با استفاده از روش معرفی شده بهینه نمود. طراحی این سیکل ترکیبی افزایش 15% بازده را نشان می دهد. این طراحی و کنترل در نیروگاه های هسته ای نیز قابل پیاده سازی است.

تاکنون تحقیقات گسترده زیادی برروی شکست الکتریکی مقره ها و ارتباط آن با عوامل مختلف از جمله آلودگی، شرایط محیطی، پیرشدگی، اضافه ولتاژ و جریان نشتی انجام شده و آزمونهای مختلفی نیز جهت ارزیابی وضعیت مقره پیشنهاد شده است. آلودگی مقره ها از جمله مسائل مهمی است که در دهه های اخیر به دلیل مشکلات ناشی از آن مورد توجه مضاعف قرار گرفته است و باعث شده به یکی از زمینه های تحقیقاتی مهم تبدیل شود. تحقیقات نشان داده است که آلودگی نشسته بر سطح مقره در صورت توام شدن با رطوبت ولتاژ شکست را به مقدار قابل ملاحظه ای کاهش میدهد. دلیل اصلی کاهش استقامت الکتریکی دراثر آلودگی تشکیل یک لایه هادی بر روی سطح مقره ناشی از ترکیب آلودگی و رطوبت است . ولتاژ شکست در چنین حالتی بستگی به پارامترهای مختلفی از جمله نوع ، میزان و ابعاد ذرات آلودگی، رطوبت و یکنواختی آن، یکنواختی و عدم یکنواختی آلودگی ، یکنواختی رطوبت، تشکیل شبنم و میزان آن، پروفیل وابعاد هندسی مقره ، فواصل زمانی شستشوی طبیعی و مصنوعی مقره ، باد و عوامل جوی دیگر دارد . وجود گرد وغبار شدید در سالهای اخیر که منشاء آن بعضی از کشور های همسایه جنوبی بوده و باعث بروز خسارات زیاد به ابعاد مختلف کشور از جمله مشکلات و آسیب هایی به شبکه بر ق خوزستان گردیده و هزینه های زیادی را به صنعت برق خوزستان تحمیل کرده است. در این پایان نامه منشاء گرد و غبار و اثرات آن در شبکه های برق خوزستان مورد بررسی همه جانبه قرار گرفته و راهکار های کوتاه مدت ودراز مدت از لحاظ فنی و اقتصادی در جهت جلوگیری از این زیان ها به منظور ایجاد قابلیت اطمینان و پایداری شبکه و تداوم برقرسانی ارائه گردیده است .

استفاده از کنترل کننده های facts مثل svc و sssc می تواند پایداری گذرایی سیستم قدرت را بهبود دهد. این ادوات می توانند در مد پیوسته یا ترکیبی ازمد پیوسته و گسسته کنترل شوند. در حالت مد پیوسته معمولا کنترل کننده تناسبی مورد استفاده قرار می گیرد. در این مقاله عملکرد کنترل کننده های پیوسته دیگر را نیز مورد بررسی قرار می دهیم. دو کنترل کننده pi و lead-lag را نیز مورد بررسی قرار می دهیم. همچنین مقادیر پارامترهای کنترل کننده ادوات facts را نیز برای بهبود پایداری گذرای سیستم قدرت به گونه ای بهینه می کنیم که حداقل زمان نشست را داشته باشیم . بدین منظور از روش بهینه سازیpso استفاده خواهیم کرد. در این مقاله دو معیار زمان رفع خطای بحرانی و منحنی نوسانات زاویه روتور، برای بررسی پایداری گذرای سیستم قدرت در نظر گرفته شده است. این مقاله حاکی از توانایی خوب کنترل کننده های pi و lead-lag برای بهبود زمان رفع خطای بحرانی می باشد. نشان می دهیم که با انتخاب مناسب پارامترهای کنترل کننده های ادوات facts ، کاهش قابل توجهی در زمان نشست خواهیم داشت و پایداری گذرای سیستم قدرت بهبود می یابد. نتایج شبیه سازی برای هر دو سیستم تک ماشینه متصل به شین بینهایت و سیستم چند ماشینه ارائه شده است.

در این پایان نامه مطالعه عددی پدیده ذوب جابجایی طبیعی درون یک حفره مربعی با پره با استفاده از روش آنتالپی شبکه بولتزمن انجام شده است. با بکارگیری این روش، حل مسائل تغییر فاز به دلایل زیر آسان می شود: (1) نیاز به ارضا شرایط مرزی در جبهه تغییر فاز از بین می رود، (2) محیط خمیری شکل در نظر گرفته می شود و (3) با استفاده از میدان دما موقعیت جبهه موج با دقت بالایی به دست می آید. برای شبیه سازی میدان های چگالی، سرعت و دما از مدل تابع توزیع چندتایی استفاده شده است. بعضی از محدودیت ها شامل محدوده کم تغییرات دما، ناپایداری عددی و غیر قابل تغییر نبودن عدد پرانتل در این مدل حذف می شود. از مدل شبکه برای محاسبه میدان های چگالی و سرعت استفاده شده است در حالیکه مدل شبکه برای محاسبه میدان دما استفاده شده است. اثرات تغییر موقعیت و طول پره بر روی نرخ ذوب، زمان ذوب کامل و عدد ناسلت متوسط مورد بررسی قرار گرفته شده است. شبیه سازی ها برای اعداد استفان 10و 1، اعداد پرانتل1 و 2/6، عدد رایلی 105 و نسبت هدایت پذیری پره به سیال 5 تا 30 انجام شده است. درستی نتایج بدست آمده با مقایسه نتایج جابجایی طبیعی و ذوب جابجایی طبیعی در یک حفره مربعی با مطالعات عددی پیشین انجام آمده است. نتایج نشان دادند که در ابتدای فرآیند با اضافه کردن پره با هر طولی افزایش انتقال حرارت هدایتی در مناطق نزدیک به سطوح پره مشاهده می شود، در حالیکه این اثر در دیگر مناطق بسیار ضعیف می باشد. زمانی که فرآیند پیش می رود، اثر جابجایی طبیعی در بالای حفره بسیار زیاد می شود. برای حالت kr=10 و xr=0/5، با اضافه کردن پره با طول های 25/0، 5/0 و 75/0 زمان ذوب کامل به ترتیب 50، 71/35 و 85/42 درصد کاهش می یابد. برای حالت lr=0/5 و xr=0/5، با افزایش دادن نسبت هدایت پذیری پره به سیال از 5 تا 30، زمان ذوب کامل در مقایسه با حالت بدون پره، کاهش 57/25 درصد تا 50 درصد را نشان می دهد. در مراحل اولیه فرآیند ذوب، عدد ناسلت متوسط بر روی سطوح داغ با زمان کاهش می-یابد. با گذشت زمان سهم جابجایی طبیعی در عدد ناسلت متوسط بیشتر می گردد.

طبق آمار حدود 80% تا 90% از قطعی های برق و عدم اطمینان سیستم های الکتریکی ناشی از حوادث و قطعی ها در شبکه های توزیع می باشد لذا ارائه ی راهکارهایی برای بهبود قابلیت اطمینان در شبکه های توزیع از اهمیت بالایی برخوردار است که استفاده از منابع تولید پراکنده از جمله ی این راهکار ها می باشد. شرکت های توزیع می توانند از منابع تولید پراکنده به منظور بهبود قابلیت اطمینان، کاهش هزینه ها و افزایش سطح رضایتمندی مشترکین خود استفاده نمایند که این امر به ویژه در محیط رقابتی امروز بسیار حائز اهمیت است. منابع تولید پراکنده می توانند در مد های عملکرد مختلفی بهره برداری شوند که مهمترین آنها عبارتند از: مد های عملکرد پیک سائی، جزیره ای ارادی و پشتیبان. با ارائه یک الگوریتم و استفاده از روش شبیه سازی مونت کارلوی ترتیبی در نرم افزار matlab و محاسبه ی سه شاخص قابلیت اطمینان پر کاربرد saidi ، saifi و ens در شبکه ی توزیع می توان مد عملکرد بهینهdg را به منظور بهبود شاخص ها تعیین نمود. نتایج حاصل از این روش با روش تحلیلی مقایسه شده تا صحت الگوریتم ارائه شده اثبات گردد. ترکیب دو روش شبیه سازی مونت کارلو و تحلیلی و کاربرد همزمان آنها دقت بیشتر در زمان کمتر را نتیجه خواهد داد که منجر به کاهش حجم محاسبات روش تحلیلی نیز می گردد. روش ها با نصب dg بر روی دو فیدر مختلف از باس 2 شبکه استاندارد rtbs پیاده سازی خواهد شد.

امروزه بانک های خازنی به طور گسترده در سیستم های توزیع استفاده می شود. از جمله مشکلات مربوط به کلید زنی خازنی می توان به هارمونیک رزونانس، اضافه ولتاژ گذرا و تریپ درایوهای سرعت اشاره کرد. با پیشرفت صنعت و به کارگیری تجهیزات الکترونیک، بارهای مصرف کننده حساس تر شدند و تحت تاثیر اغتشاش ناشی از کلید زنی خازنی قرار می گیرند. از این رو باید اغتشاشات ناشی از کلید زنی بانک های خازنی که از مهم ترین اغتشاشات کیفیت توان در سیستم های توزیع است مشخص شود. در این پایان نامه جهت بانک خازنی سوئیچ شونده در سیستم های توزیع ردیابی شده و شاخه ای که بانک خازنی سوئیچ شونده در آن قرار دارد، تعیین شده است. همچنین از یک روش مداری برای تخمین مسافت دقیق بین بانک خازنی سوئیچ شونده و شین شامل دستگاه اندازه گیری استفاده شده است. برای ردیابی و تعیین جهت بانک خازنی سوئیچ شونده از سه شاخص تغییرات ضریب توان، تغییرات شیب ولتاژ و جریان و انرژی جریان شاخه ها استفاده شده است. برای تخمین مسافت بین بانک خازنی سوئیچ شونده و شین اندازه گیری از تغییرات ولتاژ سه فاز قبل و بعد از کلید زنی خازنی استفاده شده است. روش های مطرح شده برای ردیابی و تعیین محل بانک خازنی سوئیچ شونده در سیستم های توزیع بر روی شبکه های تست ieee 13-bus و ieee 34-bus به کمک نرم افزارهای pscad/emtdc و matlab شبیه سازی شده است.

: با رشد روز افزون مصرف توان الکتریکی در جوامع امروزی فشار سنگینی بر شبکه های قدرت وارد می شود. پس بسیار ضروری است که این سیستم ها از نطر بار پذیری انتقال در شرایط بهینه قرار گیرند. از این رو یک راه مناسب برای افزایش بهره وری از ظرفیت فعلی این سیستمها استفاده از سیستم های انتقال انعطاف پذیر (facts) می باشد. این ادوات با کنترل مناسب توان در خطوط انتقال می توانند خطوط پر بار شبکه را در شرایط مناسب قرار داده و در نتیجه آن بار پدیری شبکه را افزایش دهند. جایابی این ادوات بر مبنای مسائل استاتیکی و یا دینامیکی نجام می شود، روش های جایابی متعددی برای این ادوات در شبکه قدرت وجود دارد. svc و tcsc به عنوان دونمونه مهم این ادوات با نصب در شبکه می توانند به ترتیب با تزریق مناسب توان راکتیو به شین شبکه و تغییر راکتانس خط شبکه افزایش بار پذیری را میسر سازند. در این تحقیق تعیین بهترین مکان نصب بر سه قدم مهم استوار است، قدم اول: بر اساس شرایط پیک بار شبکه با استفاده از پخش بار بهینه توسط نرم افزار مطلب شبکه را بدون حضور ادوات facts در شرایط بیشترین بار پذیری انتقال (mtl) قرار می گیرد. قدم دوم: بر مبنای حل مسئله ی پخش بار در قدو اول، توسط دو روش بردار تانژانت و روش ضرایب حساسیت pi ، به ترتیب بهترین مکان نصب svc وtcsc بدست می آید و با ترکیب این کاندیدا های نصب طرح های مختلف نصب ادوات facts در شبکه حاصل می شود سپس با با حل شبکه در حضور این ادوات توسط بسته ی نرم افزاری gams ، برای هر طرح اندازه ی svc و tcsc نصب شده در شبکه در پیک بار جدید محاسبه می شود. قدم سوم: سرانجام با مقایسه ی هزینه سرمایه گذاری هر طرح و میزان افزایش بار پذیری آن موثرترین طرح تعیین می شود. موثرترین طرح، طرحی است که بالاترین بار پذیری و کمترین هزنه را داشته باشد. سرانجام تاثیر بهترین طرح روی پارامتر های مهم شبکه مثل اندازه ولتاژ شین ها و پخش تعادلی توان در شبکه بررسی می گردد.

امروزه توجه شرکت های برق و مشترکین آنها به شکل روزافزونی به مسئله کیفیت انرژی الکتریکی یا کیفیت برق معطوف شده است. پس از مرور مسائل گوناگون کیفیت توان در اینجا تمرکز را بر روی فروافتادگی و برآمدگی ولتاژ قرار می دهیم. دلایل متعددی برای بررسی فروافتادگی ولتاژ وجود دارد که از مهمترین دلایل، می توان به وجود بارهای حساس در برخی از مشترکین اعم از مسکونی، تجاری و صنعتی اشاره نمود. فروافتادگی ولتاژ، کاهشی در ولتاژ و جریان موثر به اندازه ?/0 تا ?/0 پریونیت در فرکانس نامی بوده که برای مدت زمانی از نیم سیکل تا یک دقیقه تداوم یابد. برآمدگی ولتاژ، افزایشی در ولتاژ موثر به اندازه 1/1 تا 8/1 پریونیت در فرکانس نامی بوده که برای مدت زمانی از نیم سیکل تا یک دقیقه تداوم یابد. عامل اصلی ایجاد این دو پدیده اتصال کوتاه روی شبکه می باشد. ادوات توان مشتری و در ر?س آنها بازیاب دینامیکی ولتاژ موثرترین راه حل برای جبران سازی فروافتادگی ولتاژ و بازیابی ولتاژ بار در شبکه های توزیع است. در این پایان نامه پس از پرداختن به پیکربندی کلی بازیاب دینامیکی ولتاژ، آرایش های متفاوت اجزای آن مورد بررسی و مقایسه قرار می گیرد. سپس، با نتایج به دست آمده یک بازیاب دینامیکی ولتاژ طراحی می شود که قادر به جبرانسازی فروافتادگی و برآمدگی های عمیق و طولانی ولتاژ است. توانایی جبران سازی هارمونیکی نیز به آن اضافه شده است. بازیاب دینامیکی ولتاژ پیشنهادی به خوبی لینک dc مورد نیاز برای اینورتر خود را کنترل می کند. در پایان با مشاهده نتایج از طریق شبیه سازی به اثبات ادعای خود می پردازیم. شبیه سازی ها از طریق نرم افزار matlab انجام شده است.

در سال های اخیر شرکت های برق زیادی خواستار افزایش نفوذ تولیدات پراکنده در شبکه خود هستند اما نگرانی هایی وجود داشته که این امر را به تعویق انداخته که مهم ترین آن ها مشکل بوجود آمدن جزیره های نا خواسته انرژی است. به همین دلیل روش های آشکار سازی زیای برای حل این مشکل ارائه شده که می توان آن ها را به روش های پسیو و اکتیو دسته بندی کرد. روش های پسیو به شبکه اغتشاش وارد نمی کنند اما دارای نواحی غیر قابل تشخیص زیادی هستند. در حالی که روش های اکتیو نواحی غیر قابل تشخیص کوچک تری دارند اما به شبکه اغتشاش وارد می کنند. در این پایان نامه ترکیبی از روش نرخ میانگین تغییر ولتاژ (یک روش پسیو است) و روش تغییر توان حقیقی (یک روش اکتیو است) به عنوان یک روش ترکیبی شناسایی جزایر انرژی برای غلبه بر محدودیت های روش های اکتیو و راکتیو ارائه شده است. وقتی روش پسیو شرایط را مشکوک احساس کند با ارسال سیگنالی باعث شروع روش دوم می شود. روش دوم نیز با تغییر توان خروجی dg باعث بر هم زدن تعادل توان در شبکه می شود و شناسایی جزیره را مقدور می سازد. روش مقصود بوسیله نرم افزار digsilent شبیه سازی می شود. برای نشان دادن کارایی روش ارائه شده سه سناریو مختلف و در هر سناریو نیز چند حادثه آزمایش می شود.

ایران کشوری خشک است و فقط درصد کمی از آب مورد نیاز خود را به وسیله باران تأمین می کند. در حال حاضر، 55% از آب-های مورد نیاز در ایران به وسیله آب های زیرزمینی و 45% آن توسط آب های سطحی تأمین می شود. رشد جمعیت در ایران که با توسعه اقتصادی و رشد صنعت و کشاورزی همراه بوده است، باعث افزایش تقاضا برای آب شده است. در این زمینه، اهمیت کنترل و استفاده بهینه از آب های زیرزمینی توسط هیدروژئولوژیست ها تشخیص داده شده و مدل سازی آب های زیرزمینی به دلیل کارآیی بالا و هزینه های کمتر نسبت به روش های دیگر به عنوان ابزار مدیریتی منابع آب مورد توجه قرار گرفته است. بدین منظور، مدل کمی آب های زیرزمینی دشت مهیار شمالی با مساحت بالغ بر 279 کیلومترمربع که در فاصله20کیلومتری جنوب اصفهان واقع شده، با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی و سیستم استنتاجی فازی-عصبی تطبیقی تهیه گردید و در انتها به منظور بررسی بیشتر توانایی این سیستم های هوشمند، نتایج حاصل از آنالیز رگرسیون با نتایج شبکه عصبی و سیستم استنتاجی فازی-عصبی تطبیقی مقایسه گردیدند. داده های مورد استفاده برای این تحقیق شامل بارندگی(t)، بارندگی (t-1)، رطوبت نسبی، درجه حرارت، برداشت از چاه های بهره برداری و دبی جریان آب زیرزمینی از مرزهای تغدیه کننده دشت (مرز جنوب شرقی) به عنوان ورودی و سطح آب زیرزمینی به عنوان خروجی (یا هدف) می باشد. ابتدا برای گروه داده های ورودی، شبکه ای طراحی و پارامترهای موثر در آموزش شبکه اعمال و بهترین شرایط(ضریب رگرسیونی بالا و مجذور متوسط خطا پایین) به دست آمده است در آموزش شبکه عصبی از چهار الگوریتم lm, rp, scg و gdm استفاده شده است. نتایج نشان می دهد بهترین نوع شبکه برای دسته داده های ورودی، شبکه ffn-lm می باشد. صحت سنجی شبکه مذکور نیز کارآیی آن ها را در شبیه سازی سطح آب زیرزمینی دشت تایید می نماید. جهت آموزش سیستم استنتاجی فازی-عصبی تطبیقی نیز، توابع عضویت فازی ساز مختلف استفاده گردید و نتایج حاکی از این بود که تابع گوسی ساده بهترین نتایج را ارائه می دهد. همچنین با مقایسه نتایج حاصل از به کارگیری تعداد توابع عضویت فازی مختلف برای هر ورودی تعداد 3 تابع در نظر گرفته شد. به منظور پیش بینی سطح آب زیرزمینی در دشت مهیار شمالی از داده های زمان t و داده های زمان t+12به ترتیب به عنوان ورودی و خروجی استفاده، و با به دست آوردن بهترین حالت برای دسته داده های ورودی، سطح آب زیرزمینی از مهر89 تا شهریور90 پیش بینی شد. مقایسه نتایج حاصل از سیستم استنتاجی فازی-عصبی تطبیقی )97/0, r2= 17/0(rmse= با نتایج شبکه عصبی مصنوعی )95/0, r2 = 22/0 (rmse=و روش رگرسیون )914/0 , r2= 407/0 (rmse=نشاندهنده دقت بسیار بالای سیستم استنتاجی فازی-عصبی تطبیقی در پیش بینی سطح آب زیرزمین آبخوان دشت مهیار شمالی می باشد. ولی در مجموع پیش بینی سطح آب زیرزمینی توسط هر سه روش از دقت نسبتاً بالایی برخوردار است.

از آنجایی که خط انتقال یک مولفه مهم سیستم قدرت می باشد، استفاده حداکثر از ظرفیت آن یک مسئله مهم است. در این حالت، ادوات factsمی توانند بطور اثرگذاری وارد عمل شوند و درصورت جایابی بهینه ، هزینه کلی سیستم نیز کاهش می یابد. در اینجا از tcscو ssscبرای کاهش یا رفع تراکم استفاده می شود. جایابی مناسب این دو تجهیز توسط الگوریتم ژنتیک، بگونه ای است که علاوه بر مدیریت تراکم، سود حاصل از بکارگیری آنها نسبت به هزینه صرف شده برای ساخت و نصبشان در بازار برق، بیشتر بوده و هزینه کلی را کاهش دهند. در این رساله جهت دستیابی به خطوط کاندید قراردهی ادوات سری، الگوریتمی بر اساس هزینه حاشیه ای محلی نرمالایز شده در یک بازه سالیانهمطرح می گردد و در ادامه، جایابی و تعیین ظرفیت اقتصادی tcscیا ssscیا هر دوی آنها توسط الگوریتم ژنتیک ارائه می شود تا پروفیل قیمت در سراسر شبکه یکنواخت تر شده و بدین ترتیب رفاه اجتماعی بیشینه گردد. یکنواختی پروفیل قیمت در سراسر شبکه شرایط بهره برداری از سیستم را به یک سیستم اقتصادی با رقابت کامل نزدیک می نماید. شبیه سازیبرسیستم های 14 شین و 57 شین ieeeپیاده سازی شده است. نتایج نشان می دهند که استفاده از این تجهیزات در زمینه کاهش هزینه های انتقال و افزایش توان انتقالی موثر می باشد و بر اساس نتایج بدست آمده از سیستم 57 شین، چنین بنظر می رسد که استفاده از ssscبدلیل هزینه زیاد نمی تواند پیشنهاد خوبی باشد. در این دو سیستم با قراردهی tcsc، علاوه بر بهبود تراکم، هزینه نیز به مقدار زیادی کاهش یافته است که این مورد بیانگر مسئله مفید بودن در بازار برق می باشد.

به دلیل توسعه ی روزافزون تعداد مصرف کنندگان انرژی الکتریکی و همچنین بروز مشکلات استفاده از سوخت های فسیلی، رویکرد جهانی به سمت استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر و پاک می باشد. از جمله ی این منابع انرژی، باد، خورشید، امواج دریا و ... می باشد. انتقال توان از سمت تولیدکنندگان انرژی های تجدیدپذیر به سمت مصرف کنندگان از اهمیت بالایی برخوردار است. سیستم انتقال بایستی با راندمان بالا و تلفات کم بتواند توان را به مصرف کنندگان انتقال دهد. از جمله منابع انرژی تجدیدپذیر و پاک، منابع بادی می باشند. انرژی باد را می توان توسط توربین های بادی که در جای مناسب نصب شده اند، استحصال نمود. یکی از مکان های مناسب که دارای میزان وزش باد قابل قبول و همچنین بدون حضور موانع در مقابل باد است، سطح دریاها و اقیانوس ها می باشد. اجتماع توربین های بادی به نام مزارع بادی شناخته می شود. خط انتقال مناسب جهت اتصال در فواصل طولانی، خط انتقال hvdc می باشد. برای اتصال مزارع بادی دور از ساحل، بهترین گزینه سیستم انتقال vsc-hvdc چندترمیناله است. این پایان نامه یک سیستم انتقال vsc-hvdc چهارترمیناله را جهت اتصال دو مزرعه ی بادی به دو نقطه از شبکه سراسری، مورد بررسی قرار می دهد. سپس شرایط مختلف از قبیل عملکرد نرمال سیستم، تست عملکرد کنترل کننده های ولتاژ و توان، قطع و وصل ترمینال ها، قطع و وصل بار درون ترمینال ها، اتصال کوره ی قوس الکتریکی به ترمینال ها و همچنین تحلیل هارمونیکی و بهبود عملکرد هارمونیکی مبدل منبع ولتاژ مورد بررسی قرار می گیرد. کاهش مولفه های هارمونیکی در مبدل منبع ولتاژ توسط تکنیک جدید ispwm ارائه شده است. با کاهش محتوای هارمونیکی ولتاژ خروجی مبدل vsc، جریان تزریقی به شبکه نیز دارای محتوای هارمونیک کمتری خواهد بود. با کاهش محتوای هارمونیکی، ابعاد و هزینه های مربوط به فیلتر کاهش می یابد. نتایج توسط نرم افزار matlab/simulink حاصل شده است و نتایج حاصل، عملکرد مناسب سیستم کنترل در شرایط مختلف تغییر توان اکتیو و راکتیو، تغییر ولتاژ dcو قطع و وصل مجدد هر کدام از چهار ترمینال را نشان می دهند.

در این پایان نامه روش های کنترل برای توزیع مناسب بار بین مبدل های موازی متصل به هم در یک میکروگرید که توسط dgها تغذیه می شوند، بررسی شده است. فرض شده است که میکروگرید در هر دو حالت عملکرد جزیره ای و متصل به شبکه، بارها را تغذیه می کند. یک روش کنترل به منظور بهبود کیفیت توان و پخش بار مناسب در هر دو حالت جزیره ای و متصل به شبکه پیشنهاد شده است. فرض شده است که هر کدام از dgها یک بار محلی دارد که به آن متصل است و می تواند نامتعادل و یا غیرخطی باشد. dgها این اثرات ناتعادلی و غیرخطی بودن بارهای محلی را جبران می کنند. بارهای مشترک نیز به میکروگرید متصل هستند که در شرایط عادی توسط شبکه تغذیه می شوند؛ اما طی فرایند جزیره ای شدن هر کدام از dgها بار محلی خودشان را تغذیه می کنند و بار مشترک را طبق مشخصه های droop بین خودشان توزیع می کنند. مبدل های موازی به منظور تحویل توان حقیقی (و توان راکتیو) به سیستم، کنترل می شوند. در یک سیستم واقعی با وجود فواصلی که بین این مبدل ها وجود دارد ارتباطات بین آنها عملا ممکن است مقدور نباشد، لذا از سیگنال های محلی به عنوان فیدبک برای کنترل مبدل ها استفاده می شود. توزیع توان حقیقی و راکتیو با کنترل دو کمیت مستقل از هم بدست می آید، زاویه و اندازه مولفه اصلی ولتاژ. آنچه از این تحقیق مورد نظر ماست، بهبود کیفیت توان در عملکرد یک میکروگرید در حضور بارهای نامتعادل و غیرخطی است که در آن dgها به عنوان جبرانساز عمل می کنند. این جبرانساز در حالی که توان حقیقی را به شبکه تغذیه می کند، قادر به متعادل سازی بار، جبران هارمونیک و کنترل توان راکتیو است. همچنین تغذیه بارهای محلی را می توان با هر نسبت دلخواه بین شبکه و dg تقسیم کرد. به علاوه بار مشترک که در حالت متصل به شبکه توسط شبکه تغذیه می شود، در حالت جزیره ای به وسیله dgها بین خودشان توزیع می شود.

هدف بهره بردار مستقل سیستم قدرت، بهره برداری بهینه از واحدهای نیروگاهی در بازار تجدیدساختار شده با در نظر گرفتن قیود شبکه است. تراکم در خط ها، به عنوان یکی از محدودیت های اصلی شبکه، مانع از بهره برداری بهینه ی واحدهای نیروگاهی و در نتیجه افزایش هزینه خواهد شد. از طرف دیگر، ادوات فکتس به عنوان ابزاری کارا، قدرتمند و اقتصادی در کنترل توان عبوری از خطوط انتقال، نقش اساسی در مدیریت تراکم ایفا می کنند. بنابراین، تنظیم این ادوات جهت دستیابی به اهداف مورد نظر حائز اهمیت است. با دانستن این دو موضوع، در این پایان نامه به منظور کاهش هزینه های بهره برداری، تنظیم پارامترهای upfc همزمان با مشخص کردن وضعیت روشن و خاموش بودن نیروگاه ها و مقدار توان تولیدی آن ها در هر ساعت انجام شده است.که بهینه ترین حالت ممکن را نتیجه می دهد. قیود انتقال به صورت ac در نظر گرفته شده اند، تا مقادیر بدست-آمده دقیق تر باشند. همچنین به منظور بهبود قابلیت اطمینان سیستم، از دو شاخص lolp و eens استفاده شده است. قید lolp به عنوان محدودیتی که حتما باید برآورده شود، در نظر گرفته شده است. اما در صورت برآورده نشدن قید eens، یک جریمه برای آن در نظر گرفته شده است. به منظور تشخیص تراکم در این پایان نامه، از شاخص قیمت حاشیه ای محلی(lmp) که یک شاخص کاربردی است، استفاده شده است. شبیه سازی های انجام شده در این پایان نامه، بر روی سیستم شش باسه ieee و توسط نرم افزار tomlab انجام شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهند که مشخص کردن پارامترهای upfc همزمان با مشخص کردن وضعیت روشن و خاموش بودن نیروگاه ها، باعث کاهش هزینه های بهره برداری و کاهش تراکم در خط ها می شود.

تراکم خطوط انتقال یکی از مشکلات اصلی بخش انتقال در محیط تجدیدساختاریافته است. این پدیده منجر به از دست رفتن امنیت سیستم قدرت شده و فعالیت های بازار انرژی را محدود می سازد. امروزه به دلیل محدودیت های اقتصادی و زیست محیطی، عموما از روش های نوین برای رفع تراکم خطوط انتقال استفاده می شود. یکی از اقدامات اصلاحی در این زمینه نصب کنترل کننده های facts است، که علاوه بر افزایش پایداری، کاهش تلفات و میراسازی نوسانات و ... منجر به رفع تراکم و کاهش قیمت برق مورد نیاز مصرف کنندگان می شود. upfc یکی از ادوات facts است که با کنترل فلوی توان موجب افزایش قابلیت بارپذیری در کریدورهای سنگین توان می شود. در این راستا مکان یابی و تنظیم بهینه پارامترهای کنترل کننده ها ی facts از اهمیت خاصی برخوردار است. از این رو در این رساله به مکان یابی و تنطیم بهینه پارامترهای upfc با هدف کاهش تراکم و افزایش رفاه اجتماعی پرداخته خواهد شد. روش بهینه سازی یک آنالیز ریاضی است که با استفاده از نرم افزار gams22.4 و dicopt solver حل می شود. فرآیند حل از یک برنامه غیرخطی nlp و یک برنامه غیرخطی مختلط عدد صحیح minlp به منظور حل پخش بار بهینه ac (acopf) در ترکیب با upfc تشکیل شده است. این روش بر روی سیستم های 14 باسه ieee و 24 باسه rts اجرا شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی تاثیر مکان مناسب upfc را در رفع تراکم شبکه و در محیط تجدیدساختار شده به خوبی نشان می دهند. به طوری که منجر به افزایش رفاه اجتماعی و کاهش هزینه تولید و قیمت های محلی شده است.

افزایش استفاده از بارهای غیرخطی و نامتعادل سبب ایجاد هارمونیک در شبکه های توزیع و کاهش کیفیت توان می گردد. این هارمونیک ها در سیستم توزیع باعث افزایش تلفات، کاهش ضریب توان و مشکلات بسیار دیگری می شوند. برای کاهش هارمونیک های جریان معمولاً از فیلترهای پسیو استفاده می شود. با پیشرفت عناصر الکترونیک قدرت، استفاده از ادوات توان مشتری برای حذف هارمونیک های جریان و ولتاژ همراه با جبران توان راکتیو مقبولیت بیشتری پیدا کرده است. در این پایان نامه یک جبران ساز استاتیکی سنکرون توزیع (dstatcom) در سیستم توزیع سه فاز چهارسیمه با توپولوژی چهارپایه جهت جبران سازی توان راکتیو بار، جبران سازی هارمونیکی جریان های بار، تصحیح ضریب توان بار، جبران سازی جریان اضافی در سیم خنثی بار و متعادل سازی جریان های بار نامتعادل طراحی شده است. dstatcom از سه قسمت اساسی تشکیل یافته است. بخش اول شامل آشکارسازی و دریافت سیگنال های مورد نیاز است. بخش دوم شامل سیستم کنترلی مناسب جهت استخراج جریان های مناسب مرجع است. در این قسمت از استراتژی کنترلی تئوری قاب مرجع سنکرون برای تولید مولفه های جریان مرجع در سیستم توزیع سه فاز چهار سیمه استفاده شده است. قسمت سوم کنترل کننده جریان است که وظیفه تولید پالس های مورد نیاز برای روشن و خاموش کردن کلیدهای اینورتر جهت تزریق جریان های جبران سازی را برعهده دارد و از سیستم کنترلر جریان باند هیسترزیس تطبیقی که پهنای باند هیسترزیس را براساس پارامترهای سیستم تغییر می دهد استفاده شده است. برای بالا بردن کارایی dstatcom و بهبود رفتار آن تحت اغتشاشات مختلف بار از کنترل کننده فازی استفاده شده است. روش های پیشنهاد شده با استفاده از شبیه سازی ها تست شدند و نتایج به دست آمده کارایی مطلوب سیستم کنترلی مورد استفاده را نشان دادند و اهداف ذکر شده در بهبود کیفیت توان را نیز برآورده ساختند.

امروزه فروافتادگی ولتاژ به عنوان یکی از مشکلات معمول کیفیت توان، برای بارهای حساس به حساب می آید. فروافتادگی ولتاژ حتی اگر از دو یا سه سیکل تجاوز کند، ممکن است سبب تولید تلفات سنگین شود، از این رو، با استفاده از یک بازیاب دینامیکی ولتاژ (dvr) می توان اکثر فروافتادگی ها را حذف و خطر لغزش بار در طول فروافتادگی ها را به حداقل رساند. dvr، ولتاژهای متناوب مناسب را، زمانی که فروافتادگی ولتاژ تشخیص داده شد، به صورت سری به سیستم توزیع تزریق می کند. هدف از این تزریق ولتاژ، بهبود کیفیت ولتاژ به وسیله تنظیم دامنه ولتاژ، شکل موج و زاویه فاز می باشد. در این پایان نامه یک طرح کنترل چندحلقه، برای بدست آوردن پاسخ سریع و جبران سازی موثر فروافتادگی ولتاژ مورد بررسی قرار گرفته است. این روش، دامنه و زاویه فاز ولتاژ تزریقی برای هر فاز را به طور جداگانه کنترل می کند. برای تخمین دامنه و فاز ولتاژهای اندازه گیری شده از فیلترهای دیجیتال سریع حداقل مربعات خطا (les) استفاده شده است. مزیت این فیلترها علاوه بر تخمین سریع پارامترهای فازوری، کاهش اثر نویز، هارمونیک و اغتشاش روی پارامترهای تخمینی می باشد. این فیلترها، به طور موثر، به dvr جهت شناسایی و جبران فروافتادگی ولتاژ به طور دقیق تحت شرایط بار خطی و غیرخطی کمک می کند. همچنین، به دلیل استفاده از این فیلترها، طرح کنترل مورد بررسی به حلقه فاز قفل شده (pll) نیازی ندارد و این در سرعت سیستم به ما کمک خواهد کرد. در کنار آن، کنترل جداگانه ولتاژ تزریقی برای هر فاز، به dvr جهت تنظیم مولفه های توالی منفی و صفر ولتاژ بار، به خوبی مولفه توالی مثبت، کمک می کند. نتایج مطالعات شبیه سازی در محیط نرم افزار pscad/emtdc نشان می دهد طرح کنترل مورد بررسی، اولاً فروافتادگی ولتاژ را برای خطاهای متقارن و نامتقارن در یک بازه زمانی بسیار کوتاه، بدون پرش فاز جبران سازی می کند ثانیاً، جبران سازی را تحت شرایط بار خطی و غیرخطی به صورت رضایتبخشی انجام می دهد.

این پایان نامه به مطالعه یک جبران کننده سنکرون استاتیکی (statcom) می پردازد که برای بهبود پاسخ دینامیکی آن از کنترل کننده فازی بهره می گیرد. یک جبران کننده سنکرون استاتیکی شامل یک اینورتر ?? پالسه به منظور تولید ولتاژ متناوب و یک سیستم کنترلی با یک استراتژی کنترلی مناسب است. این سیستم کنترلی شامل کنترل کننده های تناسبی-انتگرالی خطی (pi) بوده است و بخش نوآورانه این پایان نامه نسبت به مقالات و تحقیقات انجام شده، طراحی کنترل کننده فازی غیرخطی در قسمت تنظیم کننده جریان می باشد. قبل از طراحی کنترل کننده فازی مختصری به بهینه سازی ضرایب pi با استفاده از الگوریتم ژنتیک پرداخته می شود. در این پایان نامه با بهره گیری از جعبه ابزار ژنتیک در نرم افزار متلب بهینه سازی در نقاط کاری مختلف و برای توابع خطای مختلف انجام شد تا مقایسه نتایج حاصل از pi و فازی برای هر دو کنترل کننده در شرایط بهینه باشد. شبیه سازی های مقاله مربوط به یک statcom با ظرفیت mvar ???± در یک شبکه قدرت kv ??? می باشد و در نرم افزار matlab/simulink انجام شده است. نتایج شبیه سازی ها نشان می دهد که جبران کننده فازی، در برابر تغییرات، ولتاژ خط انتقال را با پاسخ دینامیکی خوب کنترل می کند و ضمن مقایسه کنترل کننده pi و فازی و اثبات نتایج بهتر کنترل کننده فازی، خواهیم دید با فاصله گرفتن از نقطه کار تنظیم شده pi، کنترل کننده فازی برتری خود را بیشتر نشان می دهد.

این پایان نامه به بررسی موضوعات کنترلی در سیستم های خورشیدی و در رأس آن ها ردیابی نقطه بیشینه توان می پردازد. سیستم های خورشیدی دارای طبیعتی غیرخطی می باشند و همچنین احداث و استفاده از آن ها برای استخراج انرژی الکتریکی از نور خورشید، هزینه بر است. به همین دلیل این سیستم ها نیازمند فرایندی کنترلی برای استخراج بیش ترین مقدار توان از هر آرایه خورشیدی می باشند. روش های زیادی برای این منظور ارائه شده است. این پایان نامه یک روش جدید مقاومت افزایشی از نوع اندازه گام متغیر برای ردیابی نقطه بیشینه توان را ارائه کرده است. روش مذکور در دو حالت جریان کنترل و کنترل مستقیم بررسی شده است. نتایج شبیه سازی برای شرایط جوی با تغییرات سریع، نشان می دهد که روش فوق مقدار بیشینه توان را از آرایه خورشیدی استخراج کرده و همچنین عملکرد دینامیکی و حالت ماندگار سیستم را نیز بهبود می بخشد. شبیه سازی در نرم افزار matlab-simulink انجام شده است.

ریزشبکه (microgrid) به مجموعه ای از بارها، منابع تولید و ذخیره انرژی گفته می شود که به صورت یک بار قابل کنترل عمل کرده و می توانند توان و حرارت را برای یک ناحیه محلی فراهم نمایند. بهره برداری از ریزشبکه ها بدلیل حضور انواع مختلف بارها، منابع ذخیره ساز و وفور منابع انرژی تجدیدپذیر پیچیدگی های خاصی را به همراه دارد. در این پایان نامه ابتدا یک ریزشبکه نمونه با تعداد نسبتا زیاد dg و منابع انرژی تجدیدپذیر و با در نظر گرفتن انواع قیود متداول بهره برداری مدل سازی شده و مسئله برنامه ریزی کوتاه مدت با هدف کمینه کردن هزینه تامین بار و میزان انتشار آلاینده ها، حل شده است. مسائل مهم دیگری مانند محدودیت انتقال توان در بین نواحی مجاور، عدم قطعیت بار و عدم قطعیت منابع انرژی تجدیدپذیر، توانایی ریزشبکه در حفظ پایداری خود در صورت جزیره ای شدن ناخواسته، در نظر گرفته شده اند و همچنین جهت استفاده از برنامه های "پاسخگویی بار" در ریزشبکه، فرمول بندی وشبیه سازی مناسب آورده شده است. وجه تمایز این پژوهش در مقایسه با پژوهش های پیشین این است که از جامعیت و دقت بیشتری برخوردار میباشد.

ژنراتور سنکرون به عنوان مبدل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی در انواع نیروگاه ها، جایگاه ویژه ای را به خود اختصاص داده است. یکی از انواع نیروگاه های موجود، نیروگاه آبی است که در آن از ژنراتورهای سنکرون دارای قطر استاتور بزرگ با تعداد قطب های بالا و فاصله هوایی بسیار کوچک استفاده می شود. از آن جا که ژنراتور سنکرون به عنوان قلب تولید در شبکه برق به حساب می رود، مدل سازی آن در مرحله طراحی و شبیه سازی آن در مرحله اجرا از موضوعات بسیار حایز اهمیت است. همچنین بررسی انواع خطاهای احتمالی در ژنراتور، مشاهده رفتار آن و پیش گیری از ایجاد خطاها باعث کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری می شود. طراحی یک ژنراتور سنکرون و بهینه سازی آن، شبیه سازی و مطالعه عملکرد و پایداری در سیستم های قدرت و همچنین زیر نظر گرفتن رفتار مغناطیسی و مکانیکی ژنراتور جهت نگهداری، حفاظت و تشخیص خطای به موقع و پیشگویانه، حل معادلات مغناطیسی حاکم بر ژنراتور را ضروری می سازد. همه این موارد بر لزوم ساخت مدلی نرم افزاری از ژنراتورها که تمام ویژگی های رفتاری آنها را به طور مناسب نشان دهد، تاکید می کنند. با استفاده از کامپیوتر، این امکان وجود دارد تا اشکال مختلف هندسی و شرایط مختلف کاری را بدون آن که نیاز به ساخت نمونه فیزیکی اولیه باشد، بتوان تحلیل نمود. نرم افزارهای اجزاء محدود، ابزارهای قدرتمندی در تحقیق و طراحی هستند. همچنین در فرآیند شبیه سازی عددی، صرف نظر از پیچیدگی شکل هندسی و غیرخطی بودن مواد به کار رفته، غالباً اطلاعات دقیق و مطمئنی در مورد رفتار ماشین فراهم می گردد.در پروژه پیش رو، مدلی از ژنراتور نیروگاه سد مسجد سلیمان ارائه شده که در آن ساختار هندسی ژنراتور، ویژگی مواد به کار رفته، نوع سیم پیچی در استاتور و روتور، سیم پیچ های دمپر و ساختار قطب ها و دیگر موارد در نظر گرفته شده است. برای اطمینان از صحت شبیه سازی ابتدا عملکرد بی باری و بار کامل شبیه سازی شده است. پس از آن با قطع شبکه از ژنراتور (مدار باز کردن) در حالی که هنوز توربین توان مکانیکی به ژنراتور می دهد، حادثه رخ داده شبیه سازی شده و تغییرات سرعت ژنراتور مورد بررسی قرار گرفته است، همچنین نیروهای الکترومغناطیسی ایجاد شده روی سیم پیچ روتور مشاهده شده است. برای این کار از نرم افزار magnetکه نرم افزاری مبتنی بر روش المان محدود است، استفاده شده است.

در این پایان نامه، به بررسی اثر هارمونیک ها در شبکه توزیع هوشمند 30 شین استاندارد نمونه پرداخته شده است. ابتدا پخش بار با حضور هارمونیک های ولتاژ در پست برق این شبکه به کمک روش نیوتن-رافسون انجام گردیده است. سپس، با استفاده از الگوریتم بهینه سازی فاخته، خازن های مناسب برای کاهش تلفات توان و در نتیجه هزینه، با در نظر گرفتن حد قابل قبولی برای اعوجاج هارمونیکی کل و ولتاژ موثر انتخاب گردیده است. در گام بعدی، اثر حضور شارژر خودرو برقی به عنوان بار غیرخطی مولد هارمونیک جریان، مورد مطالعه قرار گرفته است. این بررسی ها با استفاده از منحنی بار روزانه به ساعت های مختلف شبانه روز تعمیم داده شده و پس از آن به کمک الگوریتم بهینه سازی فاخته، ساعت های مناسب برای شارژ باتری خودرو در شین های مشخص شده به منظور کاهش هزینه، تعیین گردیده است. در این پایان نامه اطلاعات مخابراتی در نظر گرفته نشده و تعیین زمان مناسب برای شارژ باتری خودروها به عنوان تعبیری از هوشمند بودن شبکه فرض گردیده است. نتایج حاصل از این مطالعه نشان دهنده ی آن است که حضور هارمونیک ولتاژ باعث افزایش تلفات توان می شود. همچنین، با محدودتر کردن بیشینه اعوجاج هارمونیکی، میزان تلفات شبکه افزایش و مجموع ظرفیت خازن های نصب شده کاهش می یابد. نتایج حاصل از بررسی اثر حضور خازن نشان می دهد که خازن باعث کاهش تلفات توان در ساعت های اوج بار می گردد، هرچند تاثیر خازن در ساعات کم باری بر پروفیل ولتاژ مشهودتر است. تاثیر عمده ی خازن گذاری بر کاهش فشار هارمونیک ها بر ادوات شبکه، بهبود پروفیل ولتاژ شبکه و کاهش تلفات می باشد. در بخش دیگری از این پایان نامه، اثر خودرو الکتریکی مورد بررسی قرار گرفته است. با اتصال خودروها به شین های تعیین شده و تزریق هارمونیک های جریان ناشی از شارژر این خودروها، افتی در پروفیل ولتاژ شبکه مشاهده می گردد. با اتصال خودرو، تلفات توان افزایش می یابد، که این افزایش در ساعات اوج بار چشمگیر می باشد. همچنین با اتصال خودرو به شبکه، اعوجاج هارمونیکی کل در شبکه افزایش نسبتا زیادی می یابد. علاوه براین، شارژ شدن باتری خودروهای الکتریکی تاثیر به نسبت بیشتری در افزایش تلفات توان شبکه در مقایسه با اثر هارمونیک های جریان دارد و هارمونیک های جریان تاثیر زیادی در افزایش اعوجاج هارمونیکی کل در طول شبانه روز دارد. با مقایسه ی نتایج به دست آمده برای بازه ی زمانی شارژ خودروها، بیشینه ی هزینه در حالتی اتفاق می افتد که در تمامی بازه های زمانی، خودروها در حال شارژ باشند. این مساله، بر لزوم بهینه سازی زمان شارژ خودروها برای شبکه تاکید می نماید.

در سال‏های اخیر مساله کیفیت توان بویژه از سوی صنایع با تکنولوژی مدرن و دارای تجهیزات حساس و پیچیده بسیار مورد توجه قرار گرفته است. نتایج تحقیقات نشان می‏دهد که 85% مشکلات کیفیت توان در واحدهای صنعتی در ارتباط با فرورفتگی ولتاژ می‏باشد. یکی از روش‏های موثر و مقرون به صرفه برای حفاظت در برابر فرورفتگی ولتاژ، جبرانسازی سری فرورفتگی ولتاژ می‏باشد. هنگامی که فرورفتگی ولتاژ اتفاق می‏افتد، ترانسفورماتورهایی که اغلب برای جداسازی الکتریکی بارهای حساس بکار می‏روند، دچار تغییر شکل موج ولتاژ می‏شوند و یک مولفه dc در شار پیوندی آنها بوجود می‏آید. زمانی که جبرانساز، ولتاژ بار را به حالت عادی برمی‏گرداند، ممکن است شار پیوندی ترانسفورماتور به سطح اشباع مغناطیسی رانده شود و جریان هجومی شدیدی ایجاد گردد. دراین حالت حفاظت اضافه جریان جبرانساز به آسانی می‏تواند، این اضافه جریان را تشخیص داده و منجر به قطع جبرانساز شود. در نتیجه جبرانسازی با شکست مواجه می‏گردد. روش‏های مختلفی جهت کاهش جریان هجومی ترانسفورماتورها وجود دارد. اغلب تکنیک‏های کاهش جریان هجومی ترانسفورماتور می‏توانند، به آسانی شکل موج ولتاژ خروجی جبرانساز فرورفتگی ولتاژ را تغییر دهند. لذا این روش‏ها برای همراه شدن با جبرانسازهای فرورفتگی ولتاژ، مناسب نیستند. در این پژوهش مساله جریان هجومی در ترانسفورماتورهای بار تحت عملکرد بازیاب دینامیکی ولتاژ بررسی می‏شود و یک روش کاهش جریان هجومی مبتنی بر کنترل شار پیوندی ترانسفورماتور بار در دستگاه مرجع سنکرون پیشنهاد می‏گردد. تخمین‏گر شار ترانسفورماتور در تکنیک کاهش جریان هجومی که شامل کنترل‏های پیش خور و پس خور می‏باشد، بکار می‏رود. انحراف شار ترانسفورماتور توسط یک کنترل کننده تناسبی-انتگرالی تنظیم می‏شود. جهت بهبود پاسخ دینامیکی جبرانساز شار پیوندی، کنترل پیش خور شار برای جبرانسازی مولفه dc شار ترانسفورماتور طراحی شده است. روش پیشنهادی می‏تواند با جبرانساز فرورفتگی ولتاژ همراه شده و جریان هجومی ترانسفورماتور بار را با موفقیت کاهش دهد.

سیستم¬های توزیع سنتی به طور معمول شعاعی هستند که از طریق یک منبع، فیدرهای پایین دست تغذیه می¬شوند. سیستم حفاظتی نیز در گذشته بر مبنای شعاعی بودن شبکه توزیع طراحی می¬شد. در سال¬های اخیر استفاده از نیروگاه¬های تولید پراکنده استفاده روزافزونی یافته است. چنان چه این نیروگاه¬ها به شبکه سراسری متصل گردند بر عملکرد سیتم حفاظت شبکه توزیع تاثیر منفی خواهند داشت. سیستم¬های حفاظت شبکه¬های توزیع بسیار ساده بوده و معمولا به وسیله فیوز، بازبست (ریکلوزر) و رله¬های اضافه جریان پیاده¬سازی می¬شوند. در روش¬های متداول حفاظت، هنگامی ¬که خطا در شبکه رخ می¬دهد، تولیدات پراکنده از شبکه جدا می¬شوند. بدین ترتیب حتی برای خطاهای گذرا تولیدات پراکنده باید از شبکه جدا گردند. با تغییر استانداردهای شبکه توزیع در راستای بهبود کیفیت توان و ولتاژ ارائه شده دیگر جداسازی منبع تولید پراکنده در هنگام خطا از شبکه میسر امکان پذیر نمی¬باشد. این منابع در هنگام خطا کماکان به شبکه متصل بوده ولی جریان تولیدی این منابع در هنگام خطا کنترل گردد. در روش¬های کنترل متداول در این راستا جریان خروجی منابع تولیدات پراکنده در خلال وقوع خطا حداکثر به دو برابر جریان نامی محدود می¬شود. در این پایان نامه روشی جهت تشخیص خطا و محدود کردن جریان خطا با توجه به شدت خطا دیده شده توسط هر کدام از منابع تولید پراکنده ارائه می¬شود. این روش براساس اندازه¬گیری ولتاژ ترمینال¬های هر کدام از نیروگاه¬های تولید پراکنده جریان تولیدی هر واحد را مشخص می¬سازد. در انتها نیز الگوریتم ارائه شده بر روی یکی از شبکه¬های توزیع رایج و معتبر اجرا و پیاده¬سازی شده و نتایج حاصله ارائه گردیده است.

از آنجایی¬که سیستم های تجدید ساختار یافته¬ی برق باعث بوجود آمدن یک بازار رقابتی شده است، احتیاج به بهره¬برداری بهینه از واحدهای تولیدی بیش از پیش احساس می¬شود. با نفوذ روز افزون نیروگاه¬های فتوولتائیک) در شبکه قدرت، استفاده¬ی بهینه از قابلیت¬های این نیروگاه¬ها با برنامه¬ریزی مناسب مشارکت واحد¬ها می¬تواند باعث افزایش سود مالکان شود. ازین¬رو هدف این پایان¬نامه «بهره¬برداری بهینه از شرکت توزیع دارای واحد¬های تولید پراکنده با هدف دست¬یابی به بیشترین سود با تعیین سهم بهینه¬ی توان اکتیو/راکتیو خروجی نیروگاه¬های فتوولتائیک» تعریف شده و در آن با توجه به قابلیت تولید توان راکتیو نیروگاه بادی دارای dfig ، برنامه¬ریزی مشارکت واحد¬ها در تولید توان اکتیو و راکتیو با هدف ماکزیمم شدن سود شرکت توزیع (pbuc) انجام می-شود. یک مدل ریاضی برای حل این مسئله ارائه شده و با استفاده از نرم¬افزار gams فرآیند بهینه¬سازی انجام می¬شود.

نگرانی محیط زیستی نسبت به آلودگی نیروگاه‎ها و نوسانات قیمت انرژی زمینه‎‎ساز ظهور منابع تولید کننده کوچک توان مانند میکروتوربین‎ها، سلول‎های خورشیدی، پیل‎سوختی و غیره در صنعت برق شده‎است.گسترش حضور منابع تولید پراکنده در شبکه های ولتاژ پایین و متوسط مفهوم جدیدی به نام ریزشبکه را مطرح می سازد. ریزشبکه قابلیت عملکرد در هر دو حالت متصل به شبکه و یا جدا از شبکه را دارا می باشد. تمرکز اصلی این پایان‎نامه بر روی مسائل کنترل فرکانس و ولتاژ ریز شبکه است و هدف اصلی آن ارائه راهکار کنترلی مناسب جهت کنترل فرکانس و ولتاژ ریزشبکه در حین جزیره شدن است. به طوری که در شرایط وقوع جزیره با از دست نرفتن بارها، ریزشبکه بتواند به کار خود ادامه دهد. برای نیل به این هدف ابتدا سیستم کنترلی برای هر واحد تولیدی ارائه شده است و جهت بررسی عملکرد پایدار منابع تولید و تست طرح کنترلی، از ریزشبکه فشار ضعیف تست استفاده شده است. در ریزشبکه تحت مطالعه در این پایان‎نامه از منابع تولید پراکنده شامل میکروتوربین، دیزل- ژنراتور، پیل‎سوختی، سلول‎های خورشیدی و نیز سیستم ذخیره‎ساز انرژی- باتری استفاده شده است.کنترل اولیه فرکانس در شرایط جزیره‎ای به عهده باتری است. لازم است که بعد از عملکرد سریع باتری سایر منابع توان وارد عمل‎شده تا باتری بتواند با یک ظرفیت باقیمانده از فرآیند کنترل خارج شود. به این ترتیب می‎توان اطمینان حاصل کرد که همواره بیشترین ظرفیت رزرو چرخان در ریزشبکه وجود دارد. به منظور بررسی صحت عمکلرد منابع تولیدی و نیز سیستم های کنترلی آن‎ها شبکه مورد مطالعه در نرم افزار pscad/emtdcپیاده سازی شده‎است. نتایج شبیه سازی کارآیی سیستم کنترلی را نشان می‎دهد و همچنین نشان می‎دهد که عملکرد پایدار چنین شبکه‎ای وابسته به حضور باتری است.

در سال های اخیر تلاش های بسیاری در جهت تجدید ساختار صنعت برق در کشورهای مختلف انجام گرفته است. هدف اصلی تجدید ساختار،فراهم آوردن شرایطی است که بازار از طریق افزایش رقابت، بهای فروش برق را تعیین کند و هزینه خالص را کاهش دهد. عناصر در بازار شامل اپراتور بازار و شرکت کتتدگان بازار شامل genco ها وtransco ها وdisco ها و غیره تقسیم بندی می شوند. یک شرکت توزیع (disco) انرژی را در یک سطح ولتاژ بالا از یک بازار عمده فروشی خریداری می کند و سپس این انرژی را به مشتریان نهایی منتقل می کند. در برنامه ریزی شرکت توزیع، مدیریت ریسک به معنای همه اندازه گیری های تنظیمی (در سیاست های کلی و تلاش های سازمانی) برای شکل دادن به پاسخ ها به ریسک های مختلف است. درگذشته،برنامه ریزی شرکت های توزیع فقط عملکرد و هزینه را موازنه می کردند ولی درروش های جدید علاوه بر هزینه و عملکرد،ریسک را نیز موازنه می کنند. با افزایش سطح نفوذ انرژی باد در تولید انرژی الکتریکی، باید اثرات مختلف آن بر روی جنبه های گوناگون سیستم قدرت از جمله پایداری، ریسک و قابلیت اطمینان را بررسی کنیم. .بنابراین هدف این پایان نامه "مدیریت ریسک در برنامه ریزی کوتاه مدت شرکت توزیع (disco) در حضور مزرعه بادی" است. یک مدل ریاضی برای حل این مسئله ارائه شده و با استفاده از نرم افزار gams فرآیند بهینه سازی انجام می شود.

در این رساله پس از یک مقدمه پیرامون موضوع تحت مطالعه و نیز بررسی برخی از مطالعات پیشین مرتبط با بحث، در نهایت اینورتر چند سطحی متوالی به دلیل مجزا بودن ولتاژ سطوح مختلف و قابلیت کنترل هر چه بهتر ولتاژ dc سطوح اینورتر، وقتی مدار تحت بار قرار می گیرد، به عنوان مناسب ترین ساختار برای موضوع این رساله انتخاب شده و ادامه محتوای رساله بطور کامل بر اساس این انتخاب پیش رفته است. همچنین با مروری به ساختارها و عملکرد اینورترها می توان دریافت، اینورترهای بدون ترانس که تنها بواسطه یک امپدانس به شبکه متصل می شوند، وقتی هدف جبرانسازی بار غیرخطی باشد، گزینه بهتری هستند. زیرا ترانس جلوی عبور برخی هارمونیک ها را می گیرد یا بر دامنه آنها تاثیر می گذارد. روند طراحی بخش های مختلف مدار اینورتر چند سطحی متوالی، به نحوی که برای انجام وظایف تعریف شده در این رساله مناسب باشد در ادامه شرح داده شده است. سپس یک نمونه از چنین محاسباتی برای طراحی یک نمونه ولتاژ پایین و کم توان از این مدار شرح داده شده و مقادیر مناسب برای اجزای اصلی مدار مورد نظر محاسبه شده اند. در ادامه یک طرح اصلاح شده برای اینورتر چند سطحی بدون ترانس پیشنهاد شده که برخی امپدانس های به کار رفته در آن بطور دائم در مسیر جریان اینورتر نیستند. به این ترتیب از امپدانس کوچکی در مسیر اتصال به شبکه بهره برده می شود که به جبرانسازی بارهای غیر خطی کمک می کند، در عین حال امپدانس های اضافی در مقاطعی به مسیر جریان آمده و تغییرات جریان مدار را محدود می کنند. نحوه طراحی اجزای این مدار و حالات مختلف عملکردی آن نیز شرح داده شده است. نتایج شبیه سازی ها و آزمایشات عملی روی این مدار نشان می دهد نسبت به اینورتر چند سطحی بدون ترانس رایج، برای کاربرد در موضوع این رساله عملکرد بهتری دارد. در فصل چهارم همچنین الگوریتم کلیدزنی مناسب برای اینورتر تحت مطالعه مورد بحث قرار گرفته است. در جایی که هدف تزریق توان اکتیو و جبرانسازی بار غیرخطی بطور همزمان باشد، همانند آنچه بعنوان موضوع این رساله تعریف شده است، به نظر می رسد الگوریتم کلیدزنی اینورتر نیز باید ترکیبی از روش های منبع ولتاژی و منبع جریانی باشد. یک روش مناسب برای چنین هدفی، تحت عنوان روش جدول جستجو، در این رساله پیشنهاد شده و کلیات آن شرح داده شده است. اساس این روش ساخت مرجع ولتاژ اینورتر بر اساس مرجع جریان آن است، که می تواند ترکیبی از جریان مولفه اصلی و نیز هارمونیک های جریان بار باشد. در نهایت کلیدزنی اینورتر بر اساس ولتاژ مرجع صورت می گیرد که نسبت به روش های منبع جریانی، تعداد کلیدزنی در مدار را بسیار پایین می آورد.

هدف اصلی در این پایان نامه بررسی و تحلیل رفتار ژنراتور القایی دو سو تغذیه در خلال حالت گذرا ناشی از افت ولتاژ در گره اتصال می باشد و راهکاری جهت بهبود شرایط گذرا ماشین القایی روتور سیم بندی شده با پل کانورتری سه فاز دو تکه با لینک dc که مابین روتور و شبکه متصل شده است ارائه می کند و کنترل برداری یک ژنراتور القایی با تغذیه دوگانه (dfig)، که برای تولید برق در نیروگاه های بادی سرعت متغیر بکار می رود، مد نظر می باشد. پس از بیان روابط و اثبات معادلات مورد نیاز، یک مدل که نشان دهنده ی کنترل مجزای توان اکتیو و راکتیو، در ژنراتور القایی dfig می باشد، در محیط matlab-simulink شبیه سازی و نتایج آن بررسی شده است. سپس از روش کنترلی جهت کنترل کامل شار گردان مغناطیسی استاتور، برای کنترل پل کانورتری در سمت روتور و شبکه وکانورتر جبران گر استفاده می شود. در نهایت روشی پیشنهاد می شود و آن را با دیگر روش ها مقایسه خواهیم کرد و نقاط ضعف و قوت در مدل پیشنهادی نسبت به سایر روش ها استخراج خواهد شد. در تمامی بررسی ها موضوع پایداری ژنراتوردراتصال به شبکه و همچنین با توجه به اهمیت ویژه توان راکتیو در این نوع نیروگاه ها تبادل قدرت راکتیو لحاظ خواهد شد.

بازآرایی شبکه های توزیع فرآیند تغییر آرایش شبکه با تغییر وضعیت کلیدهای حالت عادی باز و حالت عادی بسته در شبکه می باشد که با بهینه سازی یک تابع هدف در کنار تأمین تعدادی قید صورت می گیرد. عمومی ترین تابع هدف مورد توجه در مسأله بازآرایی در صنعت برق نظارتی، کاهش تلفات توان است و از جمله قیود آن می توان به قیود پخش بار، محدودیت توان های انتقالی خطوط، محدودیت ولتاژ شین ها، حفظ ساختار شعاعی شبکه و تأمین تمام بارها اشاره کرد. بازآرایی شبکه می تواند به صورت فصلی، روزانه و حتی زمان حقیقی صورت گیرد. این پایان نامه بازآرایی فصلی شبکه های توزیع را با درنظر گرفتن واقعیت های شبکه های عملی و ویژگی های محیط های تجدید ساختار یافته مورد مطالعه قرار می دهد. فرض می شود شبکه توزیع در چندین نقطه مختلف به شبکه انتقال متصل است و قیمت خرید برق از بازار عمده فروشی در نقاط اتصال مختلف، برابر با قیمت نهایی محلی (lmp) مربوطه است. مساله به صورت تک هدفه و با دو تابع هدف مجزا حل و بررسی شده و از منظر اقتصادی با هم مقایسه شده اند. تابع هدف اول کمینه سازی هزینه تلفات انرژی و تابع هدف دوم، کمینه سازی هزینه خرید برق از بازار عمده فروشی است که با درنظر گرفتن تغییرات ساعتی قیمت های نهایی محلی (lmp) محاسبه می شوند. الگوهای بار گروه های مختلف مصرف شامل مشترکین خانگی، تجاری، اداری و مراکز آموزشی به عنوان داده های شبکه مورد توجه قرار می گیرند. تنظیم تپ ترانسفورماتورهای فوق توزیع به همراه مساله بازآرایی و با ملاحظه رفتار بار 24 ساعته شبکه صورت می گیرد. منابع تولید پراکنده در شبکه حضور دارند و قیود مربوط به اثر این واحدها بر شبکه در مساله بازآرایی در نظر گرفته می شود. مساله بهینه سازی توسط الگوریتم ژنتیک در محیط نرم افزار matlab حل می شود و از یک زیرالگوریتم ساده که قابل کاربرد در شبکه های عملی است برای تشخیص وجود حلقه یا عدم تأمین بارها در شبکه استفاده می شود. الگوریتم حل با پیاده سازی بر شبکه تست 16- شینه و 32- و شینه مقایسه با نتایج ارائه شده در مقالات معتبر صحه گذاری می شود. همچنین این شبکه، برای انجام مطالعات عددی مورد استفاده قرار می گیرند. در همه موارد نتایج حاصله موثر بودن مدل پیشنهادی و کارآیی آن را تأئید می نماید.ازآرایی شبکه های توزیع فرآیند تغییر آرایش شبکه با تغییر وضعیت کلیدهای حالت عادی باز و حالت عادی بسته در شبکه می باشد که با بهینه سازی یک تابع هدف در کنار تأمین تعدادی قید صورت می گیرد. در این پایان نامه مساله به صورت تک هدفه و با دو تابع هدف مجزا حل و بررسی شده و از منظر اقتصادی با هم مقایسه شده اند. تابع هدف اول کمینه سازی هزینه تلفات انرژی و تابع هدف دوم، کمینه سازی هزینه خرید برق از بازار عمده فروشی است که با درنظر گرفتن تغییرات ساعتی قیمت های نهایی محلی (lmp) محاسبه می شوند. و تنظیم تپ ترانسفورماتورهای فوق توزیع به همراه مساله بازآرایی و با ملاحظه رفتار بار 24 ساعته شبکه صورت می گیرد. منابع تولید پراکنده در شبکه حضور دارند و قیود مربوط به اثر این واحدها بر شبکه در مساله بازآرایی در نظر گرفته می شود.

در این پایان نامه به بررسی حالت های گذرای ناشی از رزونانس و فرورزونانس ترانسفورماتور زمین با شبکه فشار متوسط پرداخته شده است. در ابتدا داده های یک شبکه واقعی مربوط به پست برق شماره 10 شرکت فولاد خوزستان گردآوری شده است. در ادامه با استفاده از نرم افزار تحلیل حالت های گذرا pscad/emtdc، شبیه سازی های زیادی به منظور تحلیل حالت های گذرا، شامل اضافه ولتاژها و اضافه جریان های به وجود آمده در شبکه فشار متوسط مورد مطالعه انجام شده است. سپس حالت هایی از پیکر بندی شبکه که مستعد ایجاد رزونانس و فرورزونانس می باشند، شناسایی شده اند. نتایج شبیه سازی نشان می دهندکه جریان نقطه صفر ترانسفورماتور زمین می تواند به عنوان یکی از نشانه های رزونانس ترانسفورماتور زمین مورد استفاده قرار گیرد. برای مقابله با رزونانس ترانسفورماتور زمین، استفاده از مقاومت در نقطه صفر این تجهیز برای میرا کردن نوسان های جریان پیشنهاد شده است. در مدار قرار دادن بار به صورت پیوسته برای ایجاد تلفات به منظور میرا کردن اعوجاج های ولتاژ ناشی از فرو رزونانس نیز از نتایج شبیه سازی بوده است. در بررسی های به عمل آمده بر روی نتایج شبیه سازی مشخص گردیده است که تغییر در امپدانس معادل شبکه با استفاده از خازن های جبران ساز می تواند با برهم زدن تعادل راکتانس سلفی و خازنی شبکه در حالت رزونانس، از وقوع این پدیده جلوگیری نماید. همچنین نتایج شبیه سازی نشان می دهند که در حالت وقوع پدیده رزونانس در شبکه مورد مطالعه، دامنه هارمونیک پنجم به شدت افزایش می یابد و می توان از این پارامتر برای شناسایی وقوع این پدیده استفاده نمود. از دیگر نتایج به دست آمده در این پایان نامه، لزوم تغییر در منطق سیستم حفاظتی و کنترلی پست برق ، جهت جلوگیری از در مدار ماندن ترانسفورماتور زمین پس از قطع برق شین اصلی پست به عنوان راهکار پیشنهادی برای پیشگیری و محدود کردن دامنه نوسان های رزونانس می باشد. علاوه بر این نتایج شبیه سازی نشان می دهند اعوجاج های مربوط به این حالت های گذرا بر روی شبکه بالادست تاثیری ندارند ولی به صورت مستقیم به شبکه پایین دست منتقل می شوند. شبیه سازی های انجام شده نشان می دهند که دامنه شکل موج ولتاژ قبل از بروز اغتشاش یا به عبارت دیگر لحظه کلیدزنی نقش مهمی در دامنه اعوجاج های رزونانس دارد و با افزایش دامنه ولتاژ در لحظه کلید زنی اعوجاج ها تشدید می شوند. این مساله بر لزوم کنترل لحظه کلید زنی در شبکه تاکید می نماید. در قسمتی دیگر از این تحقیق، نتایج شبیه سازی نشان می دهند که اتصال مثلث و یا اتصال ستاره زمین نشده تجهیزات بر خلاف اتصال ستاره زمین شده، تأثیر مثبتی در میرا کردن نوسان های رزونانس ندارد. همچنین نتایج نشان می دهند که مقاومت خطا تأثیر مشابه ای با مقاومت نقطه صفر ترانسفورماتور زمین در میرا کردن اعوجاج ها رزونانس دارد.

شناسایی به موقع عیوب ترانسفورماتور می تواند شبکه و تجهیزات را از خطرهای احتمالی نجات دهد. بررسی ها نشان می دهد که بخش عمد? عیوب ترانسفورماتور مربوط به عیوب سیم پیچ هاست. نیروهای مغناطیسی که یک ترانسفورماتور در طول خطاها، سوئیچینگ های گذرا و دیگر رخ دادهای سیستم تجربه می کند، باعث وارد شدن نیروهای مکانیکی بر روی سیم پیچ ها می گردد که اگر از حد توان و استقامت ترانسفورماتور تجاوز کند، نتیجه اش تغییر شکلِ سیم پیچ ترانسفورماتور خواهد بود. تابه حال روش های مختلفی برای شناسایی انواع عیوب مکانیکی ترانسفورماتور ارائه شده که عمدتاً به صورت غیر برخط خطا را شناسایی می کنند. در این پایان نامه روشی ارائه می گردد که در حین فعالیت ترانسفورماتور (به صورت برخط) شرایط مکانیکی سیم پیچ ها پایش می شود و در صورت رخ دادن خطای مکانیکی در سیم پیچ ترانسفورماتور قدرت، خطا قابل شناسایی است. روش ارائه شده از طریق ولتاژ و جریان ترانسفورماتور به تشکیل مکان هندسی می پردازد. مکان هندسی به دست آمده برای ترانسفورماتور، یک مکان هندسی منحصربه فرد است که برای ترانسفورماتور سالم به عنوان دیاگرام مرجع در نظر گرفته می شود. درصورتی که خطایی در سیم پیچ ترانسفورماتور رخ دهد این دیاگرام نسبت به حالت مرجع تغییر شکل می دهد. مقایسه میان مکان هندسیِ ترانسفورماتور سالم ( دیاگرام مرجع یا اثرانگشت) با دیاگرام ترانسفورماتور دارای خطای سیم پیچ و عدم تطابق میان آن ها، نمایانگر خطای مکانیکی در سیم پیچ خواهد بود. شبیه سازی در نرم افزار matlab صورت گرفته است. تحلیل دقیق تصاویر شبیه سازی از طریق کد پردازش دیجیتالی تصویر در نرم افزار matlab انجام شده است. نتایج شبیه سازی نشان داد که مکان هندسی مرجع در اثر خطاهای مختلفِ سیم پیچ به نوع خاصی تغییر می کند. تغییرات مکان هندسی متناسب و وابسته به نوع خطا وتغییر شکل سیم پیچ است، به گونه ای که استفاده از روش ارائه شده و تحلیل نتایج آن، در مورد خطاهای اتصال کوتاه حلقه ها، جابجایی محوری، غرشدگی و نشتی، خطای سیم پیچ به همراه نوع آن را مشخص نمود.

بازارهای برق عمده فروشی تجدید ساختار یافته، توسط اپراتورهای مستقل سیستم اداره می شوند. اپراتورهای مستقل سیستم، اغلب برای انتخاب پیشنهادهای بهره برداری و سطوح انرژی، مدل " کمینه سازی هزینه ها بر اساس پیشنهادهای تولید" را به کار می گیرند؛ سپس، برای محاسبه وجوه پرداختی مصرف کنندگان، از یک مکانیزم تنظیم، بر اساس قیمت تسویه بازار استفاده می نمایند. بنابرین، این مدل، هزینه های پرداختی را به طور غیر مستقیم کمینه می نماید. در این میان، برای انجام پخش بار تولید، مدل دیگری به نام "کمینه سازی هزینه های پرداختی" وجود دارد که وجوه پرداختی مصرف کنندگان را به طور مستقیم، کمینه می نماید. در پژوهش هایی که تاکنون در این زمینه انجام گرفته، منابع محدودی به بررسی تاثیر انرژی باد پرداخته اند. بدین منظور، در این پایان نامه، روشی برای بررسی این دو مدل با در نظر گرفتن اثرات انرژی باد، از نقطه نظر احتمالاتی، ارائه شده است. این روش بر اساس الگوریتم ژنتیک و شبیه سازی مونت کارلو طراحی شده و با شبیه سازی که به کمک نرم افزار متلب، روی یک سیستم نمونه انجام شده، مورد تائید قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد، مدل "کمینه سازی هزینه های پرداختی" به میزان بیشتری موجب کاهش وجوه پرداختی مصرف کنندگان می شود و با وجود تولید بادی متغیر با نفوذ بالا، به لحاظ اقتصادی، مکانیزم کارامدتری برای مصرف کنندگان فراهم می آورد.

تراکم و اضافه بار در خطوط همواره یکی از مشکلات اساسی بهره برداری شبکه قدرت می باشد. از پیآمدهای این مسئله در سیستم های تجدید ساختار یافته می توان به جهش های ناگهانی قیمت در برخی نواحی، افزایش قدرت بازار و کاهش رقابت در بازار اشاره کرد. ادوات facts به عنوان ابزاری کارا، قدرتمند و اقتصادی در کنترل توان عبوری از خطوط انتقال، نقشی اساسی در مدیریت تراکم ایفا می کنند. جایابی و تنظیم پارامترهای ادوات facts جهت دستیابی به اهداف مورد نظر حائز اهمیت است. در این رساله به منظور کاربرد ادوات facts در مدیریت تراکم، قابلیت های tcsc بررسی شده است. برای تنظیم بهینه tcsc و تعیین مکان مناسب آن برای مدیریت و کاهش تراکم انتقال در محیط تجدید ساختاریافته، یک روش بر مبنای قیمت حاشیه-ای محلی(lmp) و استفاده از پخش بار بهینه (opf) در ترکیب با tcsc استفاده شده است. این روش بر روی سیستم های 14 باسه و 30 باسه ieee پیاده شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی تأثیر مکان مناسب tcsc را در کاهش هزینه کل در محیط های تجدید ساختار یافته به خوبی نشان می دهد.

خطوط انتقال اغلب در معرض خطاهای الکتریکی قرار می گیرند. از آنجا که آن ها ارتباط دهنده های بسیار حیاتی می باشند، بهبود قابلیت اطمینان حفاظت خطوط انتقال ضروری است. رله گذاری دیستانس- چه از نوع فاز یا زمین- غالباً به عنوان حفاظت اصلی در خطوط انتقال به کار گرفته می شوند. عملکرد روش رله گذاری دیستانس زمین متداول، در برابر خطاهای زمین و همچنین یک خطای نوعی به نام خطای همزمان قطع فاز و زمین شدن هادی، به شدت تحت تأثیر نامطلوب قرار می گیرد. به دلیل مقدار مقاومت مسیر خطای قابل ملاحظه و اندازه و جهت شارش توان این تأثیر بارزتر جلوه می کند. این پایان نامه در نظر دارد به منظور جبران سازی مقاومت خطا در خطوط انتقال، یک روش جامع جدید برای رله دیستانس دیجیتالی زمین ارائه دهد. الگوریتم پیشنهادی تعیین تک ترمیناله محل خطا، تنها با حل یک معادله درجه دوم با ضرایب مختلط به تعیین فاصله میان دستگاه الکترونیکی هوشمند (ied) و محل خطای اتصال کوتاه می پردازد. به منظور این کار، طرح مورد نظر از حداقل مفروضات و داده های ورودی موردنیاز از باس محلی بهره می گیرد. آشکارساز خطای به کار گرفته شده برای واحد تشخیص خطا، بر اساس روش جمع انباشته می باشد که ساختار آن انطباقی با تغییرات جریان خط مربوطه است. این روش جبران سازی، از عملکردی رضایت بخش در مطالعات شبیه سازی گسترده انجام شده در شرایط کارکرد مختلف برخوردار می باشد. روش پیشنهادی که بر روی سیستم 14 شینه ieee پیاده سازی شده، در نرم افزارهای pscad/emtdc و matlab اجرا شده است و نتایج حاصل، عملکرد دقیق طرح ذکر شده را نشان می دهد.

تاکنون روش های متعددی در ارتباط با مکان یابی خطا در شبکه توزیع ارائه شده که استفاده مستقیم از این روش ها در شبکه توزیع با مشکلاتی همچون وجود انشعاب های متفاوت و غیریکنواختی فیدرها (خطوط کابلی،خطوط هوایی،سطح مقطع متفاوت) همراه است. این روش ها همچون تبدیل موجک و امپدانسی با مشکلاتی از قبیل نیاز به فرکانس نمونه برداری بالا و چند پاسخی همراه هستند. به علاوه مکان یابی خطا را به دو قسمت فاصله از فیدر اصلی و ناحیه خطا تقسیم می کنند. در پی این مشکلات روش های هوشمند مثل شبکه عصبی و الگوریتم ژنتیک به عنوان راه کار مورداستفاده قرارگرفته است.در این پایان نامه، مکان یابی دقیق خطا در شبکه توزیع نمونه با استفاده از شبکه عصبی انجام گرفته است. در این حالت به شبکه آموزش داده شده به عنوان جعبه سیاهی نگاه شده است، که بدون توجه به هیچ گونه رابطه ای برای سیگنال های ورودی مکان دقیق خطا را مشخص کند. الگوریتم مورد استفاده، ابتدا سیگنال ها را از حوزه زمان خارج کرده و سپس آن ها را پردازش می-کند. در گام بعد سیگنال های پردازش شده به کمک علم آمار برازش می گردند تا ویژگی های نهفته درون آن ها خارج شده و به صورت تفکیک شده به شبکه عصبی آموزش داده شوند. ازآنجا که ورودی های خطا جهت آموزش شبکه در فاصله کمی باهم قرارگرفته اند تفکیک آن ها کاری سخت است. لذا انتخاب تابع پردازش سیگنال و در پی آن پارامترهای آماری و ترکیب آن ها بسیار مهم است. در این پایان نامه دو معیار پیشنهادی جهت برازش پارامترهای آماری معرفی و بررسی گردیده اند. در پایان بعد از آموزش شبکه با ورودی های پردازش شده نوبت به آزمودن شبکه خواهد رسید. جهت آزمودن از سیگنال های خطای ضبط شده در مکان های دیگر شبکه که در نرم افزار ضبط شده اند و بر روی آن ها پردازش انجام شده، استفاده گردیده است. نتایج حاصله به خوبی دقت شبکه را برای خطاهای متفاوت با زوایا و مقاومت مختلف نشان داده اند. نکته حائز اهمیت این است که به تجربه ثابت گردیده برای خطای سه فاز به هم تبدیل هیلبرت عملکرد بهتر و برای خطای دو فاز به زمین تبدیل فوریه عملکرد بهتری را نشان داده اند.

مسائل حفاظت محیطی، فاکتورهای اقتصادی، منابع ذخیره انرژی و سرعت افزایش تقاضای بار، باعث ظهور ریزشبکه به عنوان شبکه ای برای تولید توان شده است. مهم ترین چالش در استفاده از ریزشبکه، کنترل آن است. برای کنترل و عملکرد بهتر، dgها معمولاً با استفاده از ادوات الکترونیک قدرت مانند vsi به شبکه وصل می شوند. لذا هدف اصلی، کنترل اینورترهاست. ریزشبکه می تواند به صورت مستقل یا متصل به شبکه اصلی کار کند. در حالت متصل به شبکه، کنترل اینورتر برای تنظیم توان اکتیو، اطمینان از کیفیت مناسب توان و دستیابی به پایدار ماندن سیستم در برابر اغتشاشات شبکه لازم است. در هنگام تغییرات بار و زمانی که dgها به شبکه متصل هستند باید توان اکتیو و راکتیو بین بار و شبکه کنترل شود و تقسیم بار بهینۀ توان بین dgها بوجود آید. در حالت مستقل، علاوه بر کنترل توان، کنترل اینورتر برای تغذیۀ بار با ولتاژ و فرکانس مشخص مورد نیاز است. در اینجا روش کنترل توان اکتیو و راکتیو و تنظیم ولتاژ و فرکانس ارائه شده است. هدف از این کار بهبود کیفیت توان تأمین شده و اشتراک گذاری توان به صورت بهینه (در هر دو حالت متصل به شبکه و جزیره ای) و همچنین تنظیم ولتاژ و فرکانس (در حالت جزیره ای) است. این کنترلر شامل یک حلقه کنترل جریان داخلی و یک حلقه کنترل توان خارجی مبتنی بر قاب مرجع سنکرون و تنظیم کننده های pi رایج است. حلقه کنترل توان می تواند در دو حالت عمل کند: حالت کنترل توان ولتاژ-فرکانس و حالت کنترل توان اکتیو-راکتیو. الگوریتم بهینه سازی اجتماع ذرات که یک الگوریتم جستجوکننده هوشمند است در اینجا برای بدست آوردن پارامترهای کنترل توان بکار رفته است. نتایج سیستم، ولتاژ و فرکانس رضایت بخش، پاسخ دینامیکی مناسب و تأمین بهینۀ توان بین dg و شبکه را متناسب با تغییر بار نشان می دهد. نتایج نشان می دهد که سیستم برای نقطه عملکردی داده شده و تحت کنترل توان پیشنهادی ماندگار است و ریزشبکه می تواند به عنوان یک واحد تولید کننده توان قابل کنترل برای پشتیبانی شبکه با موفقیت عمل کند، بنابراین وابستگی به سیستم قدرت را کاهش و نفوذ بازار منابع کوچک را افزایش می دهد.

در سیستم های توزیع امکان ثبت اطلاعات بار در تمام نقاط شبکه وجود ندارد و معمولا اطلاعات بار تنها در فیدرهای اصلی فشار متوسط که مجموعی از بارها با الگوی مصرف مختلف است در دسترس می باشد. این اطلاعات بسیار پراکنده و پرحجم هستند و بطور مستقیم قابل استفاده در مطالعات شبکه های توزیع نمی باشند، از آنجا که برای انجام مطالعات گوناگون در شبکه توزیع از جمله برنامه ریزی، طراحی شبکه، پیش بینی بار و ... اطلاعات مولفه های تشکیل دهنده بار(خانگی ، تجاری ، صنعتی و ...) مورد نیاز است، همواره مجموعه ای از تقریب زنی ها و فرضیات مبتنی بر تجربه مهندسی و نه بر پایه الگوریتمی دقیق مورد استفاده قرار می گیرد. دقت بالاتر و کاهش عدم قطعیت در مدلسازی بار و مولفه های تشکیل دهنده بار، به معنی بالارفتن دقت کل مطالعات انجام شده است. به همین دلیل تعیین مولفه های بار و سهم آن ها از بار کل فیدر حائز اهمیت می باشد. برای تعیین سهم مولفه های تشکیل دهنده بارفیدرهای فشار متوسط شبکه های توزیع که هدف اصلی این تحقیق است، ابتدا الگوی مصرف مشترکین در تعرفه های مختلف در شبکه استخراج می گردد، سپس اطلاعات بدست آمده توسط یکی از روشهای خوشه بندی(clusteing) تحلیل می شود و منحنی بار نوعی(typical load profile) و نرمال شده بر اساس شرایط و بازه زمانی مورد مطالعه، برای هر کدام از تعرفه ها تعیین خواهد شد. مرحله بعد تعیین سهم بار کل یک فیدر فشار متوسط از منحنی های نوعی بدست آمده برای تعرفه های مختلف است. به این منظور اطلاعات بار فیدر فشار متوسط، نوع مشترکین فیدر، عوامل موثر بر منحنی بار(از جمله تغییر فصول،شرایط محیطی، روزهای کاری و تعطیل)، توسط آنالیز مولفه اصلی و الگوریتم درخت تصمیم گیری تحلیل می شود و سهم هر مولفه از بار کل فیدر تعیین خواهد شد.

ضریب توان پایین و افت ولتاژ در ترمینال های بار به همراه دیگر مسائل مربوط به کیفیت توان همچون هارمونیک ها، بارهای نامتقارن، تاثیر جالب توجهی بر روی دیگر بارهای متصل در شبکه دارند. جریان های هارمونیک موجب اعوجاج ولتاژ در pcc ( نقطه ی کوپلینگ مشترک) ، تشدید با امپدانس منبع و افزایش افت توان در خطوط تغذیه می شوند. در این پایان نامه یک الگوریتم اصلاح شده ی آشکارسازی سنکرون مبتنی بر روش جریان های یکسان بر روی یک تجهیز قدرت که بصورت شنت به شبکه متصل است و به نام dstatcom شناخته می شودپیاده سازی شده تا جریان های رفرنس تغذیه را تحت شرایط شبکه غیر ایده آل استخراج کند. dstatcom ابزاری است که می تواند برای pfc ( اصلاح ضریب توان) و zvr (تنظیم ولتاژ صفر) در سیستم های توزیع کار کند. تاثیر این الگوریتم پیشنهاد شده برای هر دوی این روش ها برای خنثی سازی جریان هارمونیک ها و متقارن ساختن بار با باس dc خود نگهدار vsc که در dstatcom استفاده می شود، تایید شده است. یک مزیت این الگوریتم کنترلی حوزه ی زمان این است که در مقایسه با دیگر الگوریتم های کنترلی که در مراجع نام برده استفاده شده است، نیازی به انتقال فریم کمیت های دریافت شده ندارد. پاسخ سریع و دینامیکی دارد. تغییر پارامترهای الگوریتم کنترلی نیز آسان است چرا که مبتنی بر فرمول بندی ریاضی است.

ریزشبکه های صنعتی متداول شامل کارخانه ها با منابع تولید پراکنده و بارهای الکتریکی می باشند که بر سیستم های تولید همزمان توان و حرارت تکیه دارند. این در حالی است که انتظار می رود ریزشبکه های صنعتی توسعه یافته شامل منابع تولید پراکنده تجدیدپذیر و خودروهای الکتریکی قابل اتصال به شبکه باشند. این پایان نامه یک روش برنامه ریزی تولید الکتریسیته و حرارت با در نظر گرفتن تولیدکننده های همزمان برق و حرارت، سیستم های تولید فتوولتائیک کوپل شده با ذخیره سازها و وسایل نقلیه الکتریکی را ارائه می کند. روش مدل سازی شده مبتنی بر پخش بار بهینه در طول دوره ی 24 ساعته و شامل قیدهای امنیت پخش بار بهینه، قیدهای کارخانه ها، قید تولید حرارت، قیدهای ذخیره ساز سیستـم های فتوولتائیک و قیـدهای وسایل نقلیه ی الکتریکی می باشد. برای نشـان دادن کارایی روش مدل سازی شده، نتایج شبیه سازی برای یک ریزشبکه صنعتی شامل 18 باس، 12 کارخانه، سیستم های تولید فتوولتائیک کوپل شده با ذخیره سازها و شش دسته از وسایل نقلیه الکتریکی، در دوازده حالت مختلف آنالیز شده اند. سیستم در دو حالت اتصال شبکه و مستقل از آن در نظر گرفته می شود. در این پایان نامه برای حل مسئله بهینه سازی از الگوریتم هیبرید تکامل تفاضلی- بهینه سازی ازدحام ذرات در نرم افزار متلب استفاده شده است. نتایج حاصل از این مطالعه نشان دهنده ی آن است که استفاده از توان حرارتی تولیدی توسط سیستم های تولید همزمان برق و حرارت می تواند هزینه ی تولید حرارت توسط بویلرها را کاهش دهد که به تبع آن هزینه کلی سیستم نیز کاهش می یابد. همچنین همکاری بین کارخانه ها در تأمین نیازهای الکتریکی و حرارتی یکدیگر باعث کاهش هزینه کلی ریزشبکه می شود. نتایج نشان می دهند که تبادل توان الکتریکی با شبکه بالادست این امکان را به ریزشبکه می دهد تا در ساعاتی که قیمت برق کم است از شبکه بالادست برق خریداری کند و در زمانی های اوج مصرف اقدام به فروش برق و کسب درآمد کند. همچنین دیده می شود که استفاده از ذخیره سازها اثر مثبتی بر برنامه ریزی تولید توان الکتریکی و حرارتی دارد. به این صورت که توان الکتریکی را در ساعاتی که قیمت برق پایین است یا بار کمتری در ریزشبکه وجود دارد در خود ذخیره می کنند و در ساعات اوج مصرف به ریزشبکه تزریق می کنند. زمان تولید بهینه سیستم های فتوولتائیک در طول روز می باشد و اوج مصرف ریزشبکه های صنعتی نیز همین ساعات است. به همین خاطر در نتایج دیده می شود که وجود سیستم های تولید فتوولتائیک کوپل شده با ذخیره سازها به کاهش هزینه ریزشبکه کمک زیادی می کند. حضور خودروهای الکتریکی قابل اتصال به شبکه باعث افزایش بار سیستم و هزینه می شود و ممکن است در برخی ساعات ریزشبکه به تنهایی توان تأمین این بار را نداشته باشد. در نتیجه تبادل الکتریکی با شبکه بالادست، ذخیره سازها، سیستم های تولید فتوولتائیک کوپل شده با ذخیره سازها و یا ترکیبی از آن ها می توانند کمک شایانی به کاهش هزینه کنند.

این پایان نامه به بررسی رفتار ژنراتور القایی از دو سو تغذیه درهنگام رخداد یک خطا در شبکه می پردازد. در هنگام وقوع خطای اتصال کوتاه در شبکه یک افت ولتاژ شدید رخ می دهد که باعث بوجود آمدن نوساناتی در جریان های روتور و استاتور و همچنین ولتاژ لینک dc می شود. و همچنین از انتقال توان تولیدی به شبکه جلوگیری می کند. در این طرح روش پیشنهادی این است که با تبدیل توان نامتعادل به انرژی جنبشی به وسیله افزایش سرعت روتور، باعث کاهش نوسانات بوجود آمده می شود و بدین وسیله از خطا گذار می کند. تفاوت عمده این روش با سایر روش های گذشته در این است که در طرح کنترل پیشنهادی امکان جذب انرژی جنبشی مازاد در حین وقوع خطا بوجود می آید که موجب کاهش محسوس نوسانات جریان روتور، استاتور و ولتاژ باس dc می شود. در طرح پیشنهادی نه تنها قابلیت گذار از خطای ژنراتور از دو سو تغذیه متصل به توربین بادی بهبود می یابد بلکه قابلیت کنترل پیوسته توان اکتیو و راکتیو ژنراتور القایی از دو سو تغذیه را در حین خطا را دارا می باشد و در آخر به وسیله مقایسه با روش حفاظت مرسوم کروبار در نرم افزار متلب موثر بودن روش پیشنهادی را اثبات می کند.

این پایان نامه یک پیکربندی جدید گذار از خطا، جهت کنترل ژنراتورهای دوسو تغذیه توربینهای بادی را پیشنهاد میکند. در نیروگاههای بادی دارای ژنراتورهای dfig، سیم¬پیچ¬های روتور از طریق مبدل های الکترونیکی پشت به پشت به شبکه متصل می¬شوند، که جریان روتور و جریان تزریقی به شبکه را کنترل می کنند. نحوه اتصال مبدل سمت شبکه ، جهت انتقال ماکزیمم توان تولیدی، به صورت شنت می باشد. در شرایطی که ولتاژ شبکه نامتعادل می شود، بهطور مثال براثر بروز خطای اتصال کوتاه گذرا در شبکه ی متصل به توربین بادی، چنان که رله-های سیستم حفاظت توربین بادی، خطا را تشخیص دهند، بلافاصله ژنراتور را از مدار خارج می¬کنند؛ این امر سبب می¬گردد که آستانه پایداری شبکه تا حد زیادی تهدید شود. از این رو واضح است که قابلیت گذار از خطا برای ژنراتور بادی dfig متصل به شبکه بسیار ضروری خواهد بود، زیرا که اجازه می¬دهد به واسطه اغتشاشات ایجاد شده بر روی شبکه، انتقال توان به شبکه تداوم یابد و در شرایط رخداد خطاهای گذرا همچنان ژنراتور به شبکه متصل بماند و بتواند به بازگردانی پایداری شبکه کمک نماید. بنابراین در این پایان نامه با استناد به شبیه سازی های انجام گرفته به وسیله نرم افزار متلب سیمولینک، با جایگزین شدن جبران ساز سری جهت اتصال مبدل سمت شبکه، در زمان بروز خطای گذرا، از افت ولتاژ شدید روی سیم پیچ استاتور جلوگیری می شود و این امر سبب میشود جریان روتور بیش از حد نامی افزایش نیابد و ولتاژ لینک dc و سرعت روتور نیز از حد مجاز فراتر نرفته و نیروگاه بادی در حین خطاهای گذرا، به شبکه متصل باقی بماند.

نگهداری شبکه های وسیع روسازی راهها، با توجه به محدودیت بودجه ها، تعریف یک سیستم مدیریت روسازی را الزامی نموده است. اولویت بندی قطعات روسازی در هر سیستم مدیریت روسازی ، موضوعی اساسی می باشد. روش های مختلفی، از یک درجه بندی ذهنی ساده بر اساس قضاوت مهندسی تا روش های مبتنی بر برنامه ریزی دینامیکی و الگوریتم ژنتیک برای اولویت بندی ابداع گردیده اند. این روش ها، اگرچه تا حد قابل قبولی در رسیدن به هدف اولویت بندی موثر بوده اند، لکن همگی دارای درجه ای از عدم اطمینان می باشند. بنابراین روش تصمیم گیری چندمعیاره فازی در این پایان نامه پیشنهاد گردیده است که میزان تاثیر خرابی های با شدت مختلف در عملکرد روسازی به صورت متغیرهای زبانی برگرفته از نظرات افراد خبره ، به اعداد فازی تبدیل گردیده است. محاسبات مربوط به رتبه بندی قطعات روسازی بر اساس روش های ahp و فازی انجام گرفته و بالاخره نتایج حاصل از این روش ها و نیز روش paver (محاسبه pci) در یک مطالعه موردی با هم مقایسه گردیده اند.

بهینه سازی مخازن سد نقش مهمی در انتخاب حجم مخزن سد در زمان طراحی فاز اول طراحی سد دارد.

به منظور تأمین انرژی بدون وقفه و با کیفیت مطلوب ، حفاظت های مناسبی را در شبکه باید در نظر گرفت . تشخیص هر چه سریع تر خطا ، به جهت رفع خطا و خاموشی کمتر، در خطوط انتقال فشار قوی از اهمیت خاصی برخوردار است . روش های مختلفی برای این منظور ارائه شده است که از آن جمله می توان به استفاده از امواج سیار ناشی از خطا برای حفاظت فوق سریع خطوط فشار قوی اشاره کرد. امواج سیار ناشی از خطا دارای پهنای باندی در حدود چند صد کیلو هرتز می باشند. خطا در خط مورد نظر را می توان با مقایسه پلاریته امواج سیار جریان و ولتاژ در دو انتهای خط ، تشخیص داد . برای استخراج این امواج از شکل موج های جریان و ولتاژ تحت خطا روش های گوناگونی از جمله principal component analysis (pca) ، شبکه های عصبی ،mathematical morphology، dsp و همچنین استفاده از تئوری wavelet موجود است . نشان داده شده است که با تبدیل موجک گرفتن از مولفه های تبدیل کلارک برای بدست آوردن امواج سیار ناشی از خطا ، یکی از بهترین روش ها برای تشخیص خطا در خط را می باشد. تبدیل موجک می تواند سیگنال های ناپایدار(مانند سیگنال های جریان و ولتاژ در یک سیستم قدرت) را در حوزه زمان به خوبی تحلیل کند . در این پایان نامه روش های تشخیص خطا بر مبنای امواج سیار بوسیله تحلیل سیگنال های جریان و ولتاژ هر دوی خط و همچنین تحلیل سیگنال های جریان تنها یک انتهای بررسی شده است. یکی از محدودیت های اصلی روش های حفاظت فوق سریع در مورد خطاهایی است که نزدیک شین رخ می دهند، در این گونه خطاها به خاطر سرعت بالای امواج و تابش و بازتابش شدن این امواج بین نقطه خطا و شین، تشخیص اولین دسته از امواج سیاری که از نقطه خطا به سمت شین تابش شده اند بسیار مشکل می باشد. استفاده از تبدیل موجک به منظور فیلتر کردن امواج سیار از روی شکل موج های ولتاژ و جریان این مورد را به کلی بر طرف می کند. با توجه به ارتباط بین امواج سیار پیشرو و پسرو و تغییرات پلاریته این امواج می توان ناحیه خطا را معیین نمود . در این پایان نامه، ابتدا مفهوم تبدیل موجک و تئوری امواج سیار معرفی خواهد شد و در ادامه به تشریح آلگوریتم های پیشنهادی پرداخته می شود . همچنین از نرم افزارهای atpو matlabبرای شبیه سازی استفاده شده است.

وجود بارهای غیرخطی سبب ایجاد هارمونیک در شبکه های قدرت و کاهش کیفیت توان می گردد.بعلاوه این بارها غیرخطی ثابت نبوده و بطور تصادفی تغییر می کنند.از آنجا که امروزه کیفیت توان الکتریکی تولید شده در هر کشور ،معیاری از پیشرفت صنعتی آن کشور محسوب می شود،بنابراین نیازمند استفاده از روش هایی برای کاهش هارمونیک های شبکه قدرت هستیم.برای کاهش هارمونیک های جریان در زمان اتصال بارهای غیرخطی به شبکه قدرت معمولا از فیلترهای پسیو استفاده می شود.اما این فیلترها مشکلاتی از قبیل؛اندازه ی بزرگ ،پیر شدن، رزونانس و جبران ثابت اند.پیشرفت عناصر الکترونیک قدرت و کاهش هزینه ساخت و تولید این عناصر ،استفاده از فیلترهای اکیتو را گزینه ای مناسب برای کاهش هارمونیک ها و جبرانساز ی توان راکتیو ،بمنظور بهبود کیفیت توان،نموده است. در این پایان نامه ابتدا فیلتر اکتیو شنت کلاسیک با کنترلر pi طراحی شده و با نتایج شبیه سازی نشان داده می شود که عملکرد دینامیکی و ماندگار مطلوبی در برابر تغییرات بار از خود نشان نمی دهد.جهت رفع این مشکلات و بهبود رفتار فیلتر اکتیو شنت و تطبیق آن با تغییرات سریع بار ،فیلتر اکتیو شنت تطبیقی را با کنترلر شبکه عصبی ارائه می نماییم.این روش کنترلی پیشنهادی به نحو کاملی شبیه سازی شده و نتایج حاکی از رفتار ایده ال فیلتر در حالت دینامیکی و ماندگار هستند.

امروزه به دلیل رشد روز افزون میزان مصرف و محدودیت در احداث نیروگاهها ، پستها و خطوط ، سیستم های قدرت در نزدیکی حاشیه پایداری ولتاژ خود بهره برداری می گردند . در این شرایط تشخیص میزان فاصله سیستم تا مرز ناپایداری و فروپاشی ولتاژ ، در شرایط بهره برداری به منظور انجام اقدامات اصلاحی و پیشگیرانه ، امری ضروری به نظر می رسد. با توجه به این نکته که پایداری ولتاژ یک پدیده دینامیکی است و تحلیل آن نیازمند شبیه سازیهای دینامیکی زمانبر و پیچیده است و عملا استفاده از آن در کاربردهای سریع بهره برداری وجود ندارد ، در این پایان نامه استفاده از شبکه های عصبی به منظور تشخیص فاصله تا ناپایداری و فروپاشی ولتاژ پیشنهاد می گردد. آموزش و تست شبکه عصبی rbf و mlp به کار برده شده در این پایان نامه نشان داد ، شبکه های عصبی علاوه بر اینکه زمان محاسبات را به شدت کاهش می دهند ، نتایج محاسبات را نیز با خطای قابل قبولی ارائه می نمایند.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.