کنتورهای القایی یکی از مهمترین و پرکاربردترین وسایل اندازه گیری انرژی در شبکه های توزیع می باشند که تحت شرایط سینوسی اندازه گیری را با دقت بسیار خوبی انجام می دهند. این کنتورها در محیطهای هارمونیکی رفتارهای متفاوتی را از خود نشان می دهند که بعضا قابل پیش بینی نبوده و بر حسب مشخصات و ثابتهای هر کنتور متفاوت می باشند. در این پروژه به تفصیل درباره چگونگی تغییرات خطای کنتورهای فعال القایی در محیطهای هارمونیکی و سایر شرایط اثر گذار در آنها می پردازیم و در این راستا عوامل اصلی بوجود آورنده خطا در محیطهای هارمونیکی شناسایی و اثرات هر کدام بررسی خواهد شد و به منظور محاسبه میزان خطای کنتورهای القائی در شرایط هارمونیکی، مدلهای حوزه زمان و حوزه فرکانسها آنها بررسی و ارائه می شوند. در پایان یک مدل پیشنهادی که ترکیبی از روشهای حوزه زمان و روشهای حوزه فرکانس می باشد ارائه می گردد.

پروژه حاضر طراحی، ساخت و شبیه سازی یک کنترل کننده حلقه باز سرعت موتور القایی می باشد که به روش vvvf انجام پذیرفته است . در این روش ، سیستم بگونه ای عمل می کند که بتوان از حداکثر ظرفیت گشتاور موتور استفاده نمود. بطور کلی سخت افزاری سیستم شامل یک اینورتر ولتاژ و یک مدار فرمان جهت کنترل اینورتر می باشد. قسمت شبیه سازی نیز با استفاده از نرم افزار مطلب انجام پذیرفته که خود شامل شبیه سازی اینورتر و شبیه سازی موتور القایی است . در پایان نیز نتایج شبیه سازی و آزمایشگاهی در کنار هم گذاشته شده و با هم مقایسه شده اند.

مبدلهای الکترونیک قدرت به علت عمل سوئیچینگ به عنوان سیستمهای خطی تکه ای در نظر گرفته شده اند. در این مجموعه، پس از بررسی روشهای مختلف مدلسازی مبدلهای الکترونیک قدرت ، نمایش "فضای حالت و نمونه برداری دیتا" برای بیان معادلات حاکم بر مدار انتخاب شده است و سپس الگوریتمهای آنالیز سیگنال بزرگ و حالت دائمی پایدار مبدل ها تهیه و اجرا شده است . در الگوریتم تحلیل سیگنال بزرگ با استفاده از شرایط اولیه، نخستین مد عملکرد مدار تعیین و پس از حل توام معادلات حالت و شرایط آستانه حاکم، زمان انتقال به مد بعدی تعیین شده است . سپس با توجه به ترکیب جدید سوئیچها، مد بعدی عملکرد به همراه شرایط مرزی مربوطه تحلیل گشته و این فرایند تا پایان زمان شبیه سازی ادامه یافته است . از آنجا که برخی مدلها پاسخ گذرای طولانی دارند، سه الگوریتم مختلف (با استفاده از "ترکیب انحرافات متغیرهای حالت "، مشتق گیری مستقیم" و روش اویلر") جهت بدست آوردن سریع نقطه کار حالت دائمی و اجرا گشته است . مقایسه نتایج با خروجی بسته های نرم افزاری spice و simulink صحت و میزان دقت الگوریتمها را تائید نموده است . الگوریتم های تهیه شده نه تنها از بسته های نرم افزاری موجود بسیار سریعتر میباشند بلکه مشکلات آنها از قبیل مشکل واگرایی را نیز ندارند.

تصحیح کننده های فعال وضعیت خطوط قدرت (aplc ها) با تزریق جریانهای هارمونیکی در نقاط لازم از شبکه، کیفیت قدرت تحویلی کل سیستم را بهینه می سازند. موقعیت قرار گرفتن aplcها در توانایی حذف هارمونیکیها بسیار مهم است به طوریکه در صورت عدم جایابی مناسب ، این فیلترها می توانند به عنوان بارهای غیرخطی و مولر هارمونیک اثرات نخربی ایجاد کنند. در حالت کلی، بهترین جایابی به عواملی نظیر میزان و چگونگی توزیع اعوجاج در شبکه، تابع هدف مورد نظر، مقادیر نامی aplcها و امپدانسهای شبکه بستگی دارد. در این پایان نامه روشی برای تعیین محل و اندازه هر یک از این فیلترها به منظور کاهش اعوجاج هارمونیکی ولتاژ شبکه با توجه به استاندارد ieee519 ارائه می شود و با تهیه برنامه مناسب ، نتایج بدست آمده شبیه سازی خواهند شد. در فصل اول پایان نامه روشهای جدید استفاده از فیلترهای فعال را به منظور تصحیح وضعیت خطوط قدرت مورد بررسی قرار می دهیم. سپس در فصل دوم کاهش اعوجاج ولتاژ شبکه را در حد مجاز با استفاده از یک aplc بسط خواهین داد. فصل سوم به ارائه روش جایابی بهینه apkcها اختصاص دارد. در فصل چهارم الگوریتم جایابی بهینه را توسعه خواهیم داد و نهایتا در فصل پنجم با شبیه سازی، نتایج بدست آمده مورد بحث و بررسی قرار خواهند گرفت .

در این پروژه سوئیچینگ ‏‎pwn‎‏ که برای بهبود ضریب توان و کاهش میزان هارمونیکهای جریان یکسوکننده های سه فاز تک سوئیچ مورد استفاده قرار می گیرد، به سوئیچینگ در جریان صفر ‏‎(zcs)‎‏ و ولتاژ صفر ‏‎(zvs)‎‏ توسعه می یابد.برای این منظور ابتدا با معرفی دو خانواده کلی از یکسو کنند ههای سه فاز تک سوئیچ ‏‎pwn‎‏ که از مبدل های ‏‎dc-dc‎‏ بدست آمدند، ایده هدایت ناپیوسته ‏‎(dcm)‎‏ در جریان و ولتاژ سلف و خازن ورودی در این مبدل ها را ارائه نمودیم. سپس با تجزیه و تحلیل و طراحی یک نوع یکسو کننده از این خانواده ها، آنها را شبیه سازی نموده و نشان دادیم که جریان ورودی به این یکسو کننده ها دارای کیفیت بالا (هارمونیک کم / ضریب توان بالا) می باشد.از آنجائیکه در این مبدل ها سوئیچینگ در ولتاژ و جریان غیرصفر انجام می گیرد، تلفات سوئیچینگ افزایش یافته و باعث کاهش راندمان و نیز مانع از بکارگیری این نوع مبدل ها در فرکانسهای بالاتر می شود. با اشاره به این عیب مبدل های شبه رزونانسی ‏‎zvs (qr)‎‏ و ‏‎zcs‎‏ را معرفی نموده و نحوه دستیابی به این نوع یکسو کننده ها را از مبدل اولیه ‏‎pwn‎‏ توضیح دادیم.در ادامه با ارائه یک نوع از یکسو کننده های سه فاز ‏‎qr-zcs‎‏ و ‏‎zvs‎‏ به تجزیه و تحلیل و طراحی این مبدل پرداخته و در آخر با شبیه سازی آنها نشان دادیم که جریان ورودی دارای کیفیت بالا می باشد.

سیستمهای فتوولتائیک منابع قدرت غیرخطی هستند که توان خروجی آنها به شدت تحت تاثیر دو عامل تابش و دمای محیط می باشد. یکی از معایب این سیستمها بازده بسیار پائین آنها می باشد، چرا که سلولهای خورشیدی به ندرت در نقطه حداکثر توان کار می کنند. تاکنون با روشهای مختلفی از جمله معادلات غیرخطی و مدل کردن ریاضی، شبیه سازی این سلولها انجام شده است. اما در همه آنها نیاز به داشتن پارامترهای سلول می باشد که اغلب در دسترس نبوده و یا برای محدوده خاصی از ولتاژ و جریان می باشند.