برنامه ریزی توسعه شبکه انتقال (tep) یکی از بخش‏‏های اساسی برنامه‏ریزی توسعه شبکه قدرت می‏باشد که نوع، مکان و زمان احدث تجهیزات جدید شبکه انتقال را جهت کفایت در تأمین بار تعیین می‏کند. عوامل متعددی در مسئله tep دخیل هستند که بعضاً به علت پیچیدگی خاص خود نتیجه برنامه‏ریزی را غیر واقعی و نادقیق جلوه می‏دهند. بنابراین بایستی تلاش کرد تا به کمک ابزارهای علمی مناسب حتی‏الامکان به صورت مطلوب آنها را وارد tep نمود. یکی از این عوامل که کاملاً در نتیجه tep موثر است عدم قطعیت پارامترهای مختلف برنامه‏ریزی از قبیل ضریب رشد بار, مکان تولید نیروگاهها در سال افق و به ویژه قیمت سوخت می‏باشد که با تغییر دادن تولید بهینه نیروگاهها، بارگذاری خطوط انتقال و بالطبع میزان بهینگی طرح‏های مختلف توسعه شبکه انتقال را به واسطه تغییر تلفات و نیز بار تأمین نشده، به طور غیر مستقیم تغییر می‏دهد. لذا در این پژوهش ضمن لحاظ نمودن عدم قطعیت ‏در قیمت سوخت، طی سناریوهای متعدد به ارزیابی نقش موثر آن در نتیجه tep، با استفاده از الگوریتم ژنتیک پرداخته شده است. جهت مطالعه ایده پیشنهادی شبکه 17 شینه برق منطقه‏ای آذربایجان به عنوان یک شبکه واقعی انتخاب شده است.

برنامه ریزی توسعه، اطلاعاتی در خصوص ساختار شبکه و وضعیت بازار جهت پیدا کردن بهترین وضعیت شبکه از لحاظ فنی و اقتصادی را در قالب الگوئی برای توسعه شبکه ارائه می دهد. برنامه ریزی توسعه به طور معمول تحت ساختارهای مدیریتی عمودی صورت پذیرفته و هدف آن مینیمم کردن هزینه نهائی تحویل انرژی و نیز دستیابی به سطح مشخصی از قابلیت اطمینان می باشد. در فضای رقابتی برنامه ریزی توسعه بسیار حائز اهمیت است چرا که می تواند تاثیر عمده ای بر روی بهره بازار که متاثر از محدودیتهای شبکه است، داشته باشد. بنابراین برنامه ریزی صحیح توسعه سیستم انتقال برای عملکرد مناسب بازار رقابتی بسیار مهم است. در برنامه ریزی توسعه می بایست عوامل جدید متاثر از بازار برق مانند رفاه اجتماعی و هزینه های تراکم نیز مد نظر قرار گیرد. با معرفی بازار رقابتی در جهان برنامه ریزی توسعه با چشم انداز جدیدی در محیط تجدید ساختار یافته روبرو شد.مطالب مهمی در خصوص برنامه ریزی توسعه انتقال در محیط های رقابتی شامل چالش های جدید، مدیریت ، سرمایه گذاری،بازگشت سرمایه و مدل های موجود برای برنامه ریزی ارائه گردیده است. در این رساله از الگوریتم بهینه سازی حدی با عملگر ? ، برای رسیدن به الگوئی برای بهینه سازی توسعه شبکه با افزودن خطوطی از میان خطوط کاندید و استفاده از واحدهای تولیدی پیش بینی شده، استفاده می شود و نتایج حاصل از آن با نتایج حاصل از الگوریتم ژنتیک در حل مساله بهینه سازی مقایسه می شود.

افزایش روز افزون نقش انرژی های الکتریکی در توسعه اقتصادی و ارتقای سطح زندگی جوامع بشری، امری انکار ناپذیر می باشد. امروزه یکی از مهمترین نگرانی های بشر دستیابی و تامین انرژی الکتریکی پاک، ارزان و بی پایان می باشد. چرا که با توجه به محدودیت و رو به اتمام بودن منابع سوخت های فسیلی و آلودگی های زیست محیطی ناشی از سوزاندن این نوع منابع انرژی، با گذشت زمان جایگاه سوخت های فسیلی در تامین انرژی بشر بیش از پیش تنزل می یابد. بنابراین انرژی های نو و تجدیدپذیر نقش مهمی را در آینده در تامین انرژی مورد نیاز بر عهده خواهند داشت. در ایران نیز با توجه به رشد بالای جمعیت و رشد بالای مصرف انرژی الکتریکی از یک سو و همچنین رو به اتمام بودن منابع سوخت های فسیلی به ویژه نفت از سوی دیگر، منابع انرژی تجدید پذیر جایگزینی مناسب برای سوخت های فسیلی به شمار می آیند. در این میان با توجه به شرایط اقلیمی و جغرافیایی ایران، انرژی خورشید به عنوان یکی از گزینه های تامین انرژی می تواند مورد مطالعه قرار گیرد. طبیعتا تامین انرژی تنها از طریق انرژی خورشید محدودیت های خاص خود را داراست. در این رساله کوشش شد تا به نقش انرژی خورشید و پیل های سوختی در تامین انرژی پرداخته شود. در فصل اول مقدمه ای در رابطه با انرژی، تاریخچه آن و ضرورت مطالعه آن ارائه خواهد شد. همچنین لزوم استفاده از انرژی های تجدیدپذیر و انواع انرژی های تجدیدپذیر بیان خواهد شد. سپس در فصل دوم بطور خاص به انرژی های خورشیدی و پیل سوختی پرداخته شده است و مدلسازی آنها مورد بررسی قرار می گیرد. و در نهایت پیاده سازی و شبیه سازی سیستم ها در نرم افزار matlab ارائه خواهد شد. نتیجه گیری و ارائه پاره ای از پیشنهادات نیز در انتها به منظور مطالعات بعدی گنجانده شده است.

حل مسئله به مدار آمدن نیروگاه ها نقش مهمی را در بهره-برداری اقتصادی از سیستم های قدرت ایفا می کند. برنامه زمان بندی به مدار آمدن نیروگاه ها در سیستم قدرت تعیین-کننده زمان ورود و خروج و توان تولیدی همه واحدها از حالت اولیه برای برآورده کردن بار مورد تقاضای مصرف-کنندگان در افق مورد مطالعه می باشد. در این مسئله هدف، یافتن برنامه بهینه به مدار آمدن نیروگاه ها به طوری که منجر به کمینه کردن هزینه تولید در حالی که بار مورد تقاضا، ذخیره چرخان مورد نیاز سیستم و سایر قیود عملکرد سیستم برآورده شود، می باشد. در حالت کلی، برنامه زمان بندی سیستم قدرت اساساً شامل مسئله برنامه-ریزی به مدار آمدن نیروگاه ها و مسئله پخش بار اقتصادی می باشد به صورتی که به مدار آمدن نیروگاه ها یک مسئله برنامه ریزی با اعداد صحیح و پخش بار اقتصادی یک مسئله برنامه ریزی خطی می باشد. هر دو مسئله مذکور معمولاً در مسئله به مدار آمدن نیروگاه ها گنجانده می شود. لذا این مسئله غالباً به صورت مسئله ای با ابعاد بزرگ و قیود پیچیده مدلسازی می شود. تا کنون تلاش های محاسباتی گسترده ای با توجه به افزایش ابعاد سیستم های قدرت، در جهت حل مسئله به مدار آمدن نیروگاه ها صورت گرفته است. یافتن برنامه زمان بندی بهینه در مسئله به مدار آمدن نیروگاه ها می تواند منجر به میلیون ها دلار کاهش هزینه برای شرکت های برق گردد. لذا تلاش های گسترده ای برای یافتن راه حل های کارآمدتر و بهینه تر و قابل اجرا در سیستم های با ابعاد بزرگ در سه دهه گذشته به این مسئله اختصاص یافته است. روش های بسیاری برای حل مسئله به مدار آمدن نیروگاه ها وجوده دارد که می توان به روش لیست حق تقدم، روش برنامه ریزی دینامیکی، برنامه ریزی خطی، ساده سازی لاگرانژ و الگوریتم های تکاملی مختلف طبقه بندی کرد. در این مطالعه الگوریتم ژنتیک، بهینه-سازی اجتماع ذرات و الگوریتم پرش قورباغه جهت حل مسئله در مدار قرار گرفتن واحد های حرارتی مورد استفاده قرار گرفته و مقایسه ای بین روش های مذکور صورت گرفته است.

یکی از مسائل مهم در سیستم های قدرت بحث پایداری می باشد و تنظیم توان انتقالی از خطوط می تواند بر بهبود پایداری تأثیرگذار باشد. یکی از راهکارهای افزایش ظرفیت انتقال شبکه استفاده از ادوات facts است. این ادوات مفهوم و ایده جدیدی هستند که با بکارگیری و استفاده از کنترل کننده ها و ادوات الکترونیک قدرت باعث تقویت کنترل پذیری و توسعه ظرفیت انتقال شبکه ها می شوند. هدف از این پایان نامه بررسی بهبود پایداری سیستم های قدرت با کنترل کننده فازی برای این ادوات است. برای تضمین مقاومت روش پیشنهادی، فرایند طراحی برای دو نوع از این ادوات صورت گرفته است. در این پایان نامه بجای استفاده از مدل های خطی شده، از مدل واقعی به همراه کلیدهای قدرت و سوئیچینگ مبدل ها استفاده شده است. سیستم قدرت دو ماشینه به همراه ادوات svc و upfc در نرم افزار pscad/emtdc شبیه سازی شده است در حالی که کنترل کننده های فازی در نرم افزار matlab به طور هم زمان اجرا می شود. کارایی کنترل کننده های پیشنهادی از طریق شبیه سازی سیستم تحت اغتشاشات مختلف ارزیابی شده است. تحلیل نتایج نشان می دهد که کنترل کننده های فازی در مقایسه با کنترل کننده های کلاسیک در میرا کردن نوسانات عملکرد بهتری داشته و پایداری دینامیکی سیستم را افزایش می دهند.

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.

پایداری سیگنال کوچک یک سیستم، یکی از بزرگ ترین چالش ها در زمینه پایداری و قابلیت اطمینان شبکه قدرت می باشد. مدهای نوسانی الکترومکانیکی ناپایدار سیستم می توانند سبب ایجاد نوساناتی با دامنه های بسیار شدید شوند که این نیز می تواند سبب ایجاد یک سری ناپایداری های زنجیره ای در سطح شبکه بشود. مقادیر میرایی و فرکانس این نوسانات ، پارامتر هایی هستند که حاشیه امنیت مربوط به ظرفیت انتقال توان خطوط شبکه را تعیین می کنند و همچنین در طراحی پایدار ساز نوسانات (pss) از آنها استفاده می شود. روش های که قبلا برای بررسی پایداری سیستم قدرت وجود داشت بر پایه یک سری شبیه سازی های گسترده در سطح شبکه بود. ولی برای این کار به مدلی از شبکه نیاز هست که رفتار واقعی سیستم را با دقت بالا شبیه سازی کند. ولی در عمل فاکتور های زیادی وجود دارد که سبب می شود رفتار شبیهسازی شده ی سیستم با حالت واقعی آن متفاوت باشد ، برای مثال نبود اطلاعات کامل بارهای دینامیکی، تغییرات وسیع در بار و ساختار شبکه، و خطا در وارد کردن پارامترهای شبکه در شبیه سازی، نمونه هایی از این موارد است. موضوع دیگر این که به دلیل آنکه سیستم های قدرت امروزی بسیار وسیع و پیچیده بوده و مرتبه بالا بودن آنها سبب رفتار غیرخطی شدید آنها شده، این امر سبب پیچیده شدن تحلیل برای بدست آوردن مدل مناسب سیستم و در نتیجه تعیین مدهای نوسانی می شود. در روشهای جدید بررسی پایداری سیستم که بر پایه روش های پردازش سیگنال بنا شده اند نیاز به مدل و پارامترهای شبکه نیست و با استفاده از سیگنالهای اندازه گیری شده از سیستم، مدهای سیستم استخراج می شود. این مساله نیازمند استفاده از اندازهگیرهای فازوری (pmu) است که بتواند دادههای سنکرون و به هنگام را از نقاط مختلف شبکه در اختیار ما قرار دهد تا بتوان آنها را به صورت همزمان تحلیل کرد. دادههای دقیق و آنلاین دربارهی نوسانات که در این روش تخمین مد به دست میآید میتواند کمک کند تا این تنظیمات حاشیه امنیت را به صورت بهینه و آنلاین انجام دهیم و این کمک می کند تا بتوان از ماکزیمم ظرفیت خطوط در زمانی که سیستم در حالت کار پایدار است استفاده کنیم و نیز بتوانیم پایدار سازهای نوسان (pss) را به صورت به هنگام برای میرایی بیشتر نوسانات تنظیم کنیم. بر همین اساس هدف کلی در این پایان نامه معرفی و ارائه یک سیستم پایش نوسانات برای اطلاع لحظه به لحظه از وضعیت پایداری سیگنال کوچک سیستم و همچنین بررسی اقدامات و راهکارهای کنترلی لازم برای میرایی نوسانات می باشد. در این پایان نامه ابتدا به معرفی واحدهای اندازه گیری فازور و کاربرد های آن در سیستم های قدرت پرداخته می شود، سپس مفاهیم مربوط به آنالیز مدال با استفاده از استفاده از تحلیل خطی سیگنال کوچک بیان می شود و تحلیل های نابهنگام به منظور شناسایی مدهایی نوسانی سیستم ها مورد بررسی قرار میگیرد. این داده ها در فصل های بعد اساس مقایسه و نتیجه گیری ما محسوب می شود. در ادامه به معرفی روش های ایستا و خطی برای شناسایی پارامترهای مدال سیستم های قدرت به طور مفصل پرداخته می شود. با توجه به ماهیت غیر خطی رفتار سیستم قدرت واقعی و محدودیت های روش های ایستا برای آنالیز این گونه رفتارها و همچنین اهمیت مدهای بین ناحیه ای، تبدیل موجک مورلت مختلط برای تحلیل داده های ناایستا مبنای کار قرار گرفته و تحلیل تغییرات این مدها در حوزه زمان-فرکانس ارائه شده است. و در انتها در جهت کنترل بهنگام میرایی مدها به مفاهیم شکل مد پرداخته و روش های تخمین آن با استفاده از اندازه گیری ها موضوع بحث قرار می گیرد. و با این معیار، الگوریتمی برای بهبود میرایی مدها با استفاده از پایدار سازهای سیستم قدرت ارائه می شود.

شبکه های توزیع بخش حیاتی سیستم تامین انرژی الکتریکی می باشد.آرایش شبکه های توزیع معمولا بصورت شعاعی می باشد و با همین آرایش نیز بهره برداری می شود. شبکه های توزیع دارای چندین خطوط مانور بوده که منجر به آرایش های مختلفی در بازآرایی آن خواهد شد. فرآیند بازآرایی می تواند شامل قطع برخی از خطوط اصلی و بستن برخی از خطوط مانور به منظور دستیابی به یک آرایش جدید باشد. در سال های اخیر به منظور بهبود قابلیت اطمینان سیستم توزیع و خدمات برق رسانی بهتر به مشترکین استفاده از منابع تولید پراکنده در سیستم توزیع افزایش یافته است و حضور منابع تولید پراکنده اثرات مهمی روی فرآیند بازآرایی و قابلیت اطمینان شبکه توزیع دارد. در این پایان نامه ابتدا روشی مبتنی بر الگوریتم pso برای ایجاد آرایش بهینه و در عین حال شعاعی در شبکه توزیع ارائه می شود. سپس مدلی برای شبیه سازی dg ها با توان اکتیو و راکتیو متغیر پیشنهاد می کنیم. در ادامه به بهینه سازی تابع هدف دو منظوره که شامل تلفات و شاخص ens می باشد می پرازیم. در ضمن الگوریتم pso در خود نرم افزار digsilent به زبان dpl نوشته شده است. در نهایت به بررسی و مقایسه نتایج حاصل از شبیه سازی در سه حالت با توابع هدف تلفات، ens و دو منظوره تلفات + ens پرداخته و ضمن نتیجه گیری از پاسخ های حاصل از شبیه سازی، پیشنهاداتی جهت بهبود پروژه های آتی ارائه می شود.

صنایع دارای دستگاه های حساس زیادی هستند و حفظ ولتاژ در شرایط مناسب و ایده ال برای تغذیه دستگاهها حائز اهمیت بوده و نوع خطا درشبکه های توزیع اجتناب ناپذیر و موجب کاهش مقدار موثر ولتاژ مصرف کنندگان می گردد از این رو نیاز به تجهیزاتی میباشد که بتوان دامنه ی ولتاژ و کیفیت ولتاژ را حتی المکان در حد استاندار نگه دارد. می توان دلایل عمده توجه روزافزون به مسأله کیفیت توان را بصورت زیر برشمرد: ? بروز اشکال در صورت معیوب شدن یک عنصربخاطر اتصال شبکه ها به یکدیگر و تشکیل شبکه های بزرگتر. ? افزایش روزافزون هارمونیک در سیستمهای قدرت. ? توجه بیشتر شرکتهای برق به موضوع کیفیت توان بخاطر آگاهی روزافزون مشتریان از مسائل کیفیت برق. ? افزایش حساسیت تجهیزات الکتریکی مانند کامپیوترها ?plcها ? درایوهای تغییر سرعت(asd) و ... در مقابل انواع اغتشاشات موجود در شبکه های توزیع. از این رو برای بهبود کیفیت توان راهکارهای متعددی وجود دارد که یکی از آنها بکارگیری تکنولوژی الکترونیک قدرت در قالب ادوات custom powerمی باشد .در حال حاضر پهنه گسترده ای ازادوات custom power وجود دارند که از جمله آنها می توان به : - بازیاب دینامیکی ولتاژ (dvr ) - جبرانسازی استاتیکی سنکرون توزیع (d-statcom ) - بهبود دهنده یکپارچه کیفیت توان (upqc ) اشاره کرد. همچنین قابل ذکر است که به طور معمول در سیستم های قدرت بین قدرت های الکتریکی تولیدی و مصرفی تعادل لحظه ای برقرار است و هیچ گونه ذخیره انرژی در آن صورت نمی گیرد. از طرف دیگر هنگام وقوع اغتشاشات مختلف از قبیل صاعقه و اتصال کوتاه و ... برای جبران اثر این اغتشاشات و بهبود کیفیت توان نیاز به ذخیره ی انرژی و تزریق آن به شبکه داریم تا سطح ولتاژ به طور مطلوبی در اختیار مصرف کننده ها قرار گیرد. برای ذخیره انرژی می توان از فن آوری های مختلفی نظیر : - باتری - چرخ طیار - ابر خازن ها - ابرسانای ذخیره کننده انرژی مغناطیسی (smes ) در این پروژه قصد داریم dvr را به همراه منبع ذخیره سازی smes برای بهبود کیفیت توان مورد بررسی قرار دهیم . برای جبران ولتاژ بارحساس، از dvr استفاده می شود که بین منبع تغذیه و بار حساس قرار می گیرد و در حین کمبود ولتاژ توان اکتیو را از منبع ذخیره کننده انرژی به شبکه تزریق می کند dvr. با داشتن منبع ذخیره کننده انرژی می تواند برای جبران کمبود و بیشبود مورد استفاده قرار بگیرد. ظرفیت جبران سازی dvr به قابلیت تزریق ماکزیمم ولتاژ و توان اکتیو بستگی دارد. وقتیکه dvr افت ولتاژ بار را جبران میکند، توان اکتیو از سوی dvr به شبکه جاری می شود. برای بهبود ولتاژ وجبران سازی آندر شرایط وقفه dvr به تنهایی نمیتواند جبران سازی ولتاژ بار حساس را انجام دهد در نتیجه نیاز به یک منبع ذخیره ساز انرژی در باس dc dvr, جهت بهبود ولتاژ خواهد بود. با یک بررسی اجمالی می توان دید که عدم وجود یک سیستم ذخیره کننده انرژی هنگام ناپایداری شبکه قدرت و در نتیجه قطعی برق آن تا چه حد می تواند هزینه بردار و مخرب باشد. ذخیره کننده های مغناطیسی انرژی با استفاده از ابررسانا (smes) دارای مزایایی چون: تعدیل منحنی پیک بار، حفاظت از ژنراتورها و نگهداری و پایداری شبکه در هنگام وقوع خطا در نقاط مختلف شبکه، استفاده به عنوان سیستم برق اضطراری با توان بالا، تثبیت ولتاژ و فرکانس در شبکه و غیره است که باعث شده تا کار تحقیقات بر روی سیستم های smes با شدت و سرعت بیشتری توسط کشورهای پیشرفته و شرکتهای بزرگ تولید و انتقال برق در دنیا دنبال شود. در طی یک کمبود ولتاژ dvr قادر است توان حقیقی و راکتیو را با سیستم قدرت تبادل نماید. توان راکتیو مبادله شده بین dvr و سیستم توزیع توسط اینورتر تولید میشود. برای تصحیح خطاهای بزرگترdvr ممکن است نیاز به افزایش توان اکتیو داشته باشد . برای افزایش توان اکتیوباید از یک وسیله ذخیره کننده انرژی مانند باتری سرب اسید، چرخ طیار, ,smes یا ابر خازن استفاده کنیم که در اینجا ما از smes برای ذخیرهسازی انرژی استفاده کردیم.

نوسانات الکترومکانیکی فرکانس پایین از مشخصه های اجتناب ناپذیر سیستم های قدرت هستند و به طور عمده ای روی ظرفیت توان انتقالی و پایداری دینامیکی سیستم تأثیر می گذارند. هدف از این پایان نامه بررسی بهبود پایداری سیستم های قدرت با کنترل کننده های pod ادوات facts است. ادوات facts به علت داشتن واکنش کنترلی سریع برای میرا سازی نوسانات فرکانس پایین در سیستم قدرت کاربرد بسیار زیادی دارند. مسئله طراحی کنترل کننده های میرایی در ناحیه وسیعی از شرایط عملکرد به صورت یک مسئله بهینه سازی با تابع هدفی بر اساس مینیمم سازی بهره پایدار ساز تبدیل شده و با استفاده از الگوریتم برنامه ریزی درجه دوم (qpp) حل شده است. با استفاده از نسبت میرایی تعریف شده برای مقادیر ویژه، ناحیه ای مخروطی شکل برای مقید ساختن انتقال مودهای با میرایی ضعیف به درون آن ناحیه تشکیل شده است. برای تضمین مقاومت روش پیشنهادی، فرایند طراحی در ناحیه وسیعی از شرایط عملکرد صورت گرفته است. کارآیی کنترل کننده ی پیشنهادی از طریق شبیه سازی زمانی غیرخطی تحت اغتشاشات مختلف ارزیابی شده است. تحلیل نتایج نشان می دهد که طراحی بهینه کنترل کننده های میرایی در مقایسه با کارکرد تنظیم نشده این کنترل کننده ها در میرا کردن نوسانات فرکانس پایین عملکرد بهتری داشته و پایداری دینامیکی سیستم را افزایش می دهند.

امروزه با گسترش سریع سیستم های قدرت، ارزیابی به هنگام پایداری ولتا‍‍ژ جهت انجام عملیات پیشگیرانه و نیز کنترل دقیق سیستم های قدرت به منظور مقابله با ناپایداری ولتاژ امری لازم و ضروری است. با توجه به رشد روز افزون استفاده از واحدهای اندازه گیر فازوری(pmu) با کاربردهای فراوان در سیستم های قدرت، در این پروژه روش جدیدی جهت ارزیابی به هنگام پایداری ولتاژ در سیستم های قدرت با استفاده از داده های بدست آمده از از این واحدهای اندازه گیری و آموزش شبکه عصبی مناسب ارائه شده است. پس از تحقیقات فراوان و بررسی شاخص های ارزیابی پایداری ولتاژ مختلف در این پروژه، تحلیل نمودار v-p و یافتن مقدار شاخص vsm انتخاب گردید. جهت رسم نمودار v-p از پخش بار متوالی با روش نیوتن رافسون در محیط نرم افزار digsilent14 استفاده شد. برای ایجاد نمونه های مختلف جهت آموزش و تست شبکه عصبی سناریوهای مختلفی از طریق خروج خط، حذف بار، حذف تولید، افزایش بار و کاهش تولید طرح گردید و بانک داده مورد نیاز حاصل شد. با استفاده از نمونه های ایجاد شده شبکه عصبی موجود در جعبه ابزار نرم افزار matlab در حالت های مختلف آموزش داده شده و مورد تست قرار گرفتند. طرح ارائه شده در این پروژه بر روی شبکه 400 کیلو ولت استان زنجان(شامل تمامی خطوط و شین های 400 کیلو ولت استان های دیگر که به صورت مستقیم متصل به شبکه استان زنجان هستند) مورد مطالعه قرار گرفت. در یکی از شین های 400 کیلو ولت استان زنجان یک واحد اندازه گیر فازوری نصب شده است، سعی بر آن شد که ارزیابی پایداری ولتاژ کل سیستم تنها با استفاده از این pmu انجام شود. درادامه جهت افزایش دقت، پوشش کامل شبکه و افزایش تعداد مشاهده پذیری شبکه به جایابی pmu در شین های دیگر پرداخته شد. در نهایت بهترین شبکه عصبی جهت ارزیابی به هنگام سیستم قدرت انتخاب شد که از دقت و سرعت زیادی برخوردار بوده توانایی استفاده در سیستم واقعی را دارا می باشد.

امروزه واحدهای تولیدی توان الکتریکی هرچه بیشتری را از خطوط انتقال عبور میدهند و انتظار می رود شاهد فروپاشی گسترده تر ولتاژ در سیستم های قدرت باشیم. برای مثال عبور توان بیش از حد از یک خط انتقال باعث افت ولتاژ بیش از حد و کاهش ظرفیت انتقال توان الکتریکی در بخش مشخصی از سیستم قدرت می گردد . سیستم های انتقال ac انعطاف پذیر که به facts معروف می باشند مفهوم و ایده جدیدی است که برای تقویت کنترل پذیری و توسعه ظرفیت انتقال شبکه ها، به کارگیری و استفاده از کنترل کننده ها و ادوات الکترونیک قدرت را توصیه و تشویق می نمایند. در واقع سیستم های facts قادر هستند که پارامترها و مشخصه های خطوط انتقال مانند امپدانس سری، امپدانس شنت، زاویه فاز که بعنوان محدودیت اصلی بر سر راه افزایش ظرفیت شبکه عمل می نمایند، کنترل کنند. ایده اساسی که پشت مفهوم facts وجود دارد توانا نمودن سیستم انتقال از طریق فعال نمودن عناصر و اجزاء آن می باشد. در واقع facts دارای نقش اساسی در افزایش انعطاف پذیری انتقال توان و امنیت پایداری دینامیک سیستم های قدرت می باشد . تولید توان الکتریکی به طور عمده با دو مساله ی جدی روبروست: تغییرات بار و رشد در پراکندگی جغرافیایی مصرف کننده ها. از طرفی سیاست های اقتصادی و محیطی رشد سیستم های قدرت سنتی را محدود می کند. برای غلبه بر این مسائل استفاده از تولید انرژی تجدیدپذیر و نفوذ آن ها در غالب سیستم های میکروشبکه ها می تواند مفید باشد. منابع انرژی تجدیدپذیر (res)، از قبیل انرژی بادی سودمند است. زیرا هم باصرفه است و هم اینکه آلودگی محیطی از قبیل co2 ، so2 و nox را کاهش می دهد. برای اتصال توربین های بادی به شبکه ی قدرت، ولتاژ محل اتصال ژنراتور به شبکه، یک شاخص بسیار مهم و حیاتی است. از این رو کنترل این ولتاژ در شرایط مختلف عملکرد شبکه باید مورد توجه قرار گیرد. تجهیزات جبران سازی سریع توان راکتیو مثل ادوات facts به عنوان یک راه حل شناخته شده می تواند علاوه بر ارتقائ پایداری ولتاژ کوتاه مدت ، حد بار پذیری سیستم را نیز افزایش دهد این افزاره ها .بر حسب نوع به صورت سری یا موازی و یا ترکیبی از این دو می تواند در مدار مورد استفاده قرار گیرند. که به طور خلاصه باعث افزایش ظرفیت توان انتقالی، بهبود پایداری دینامیکی و دائمی، بهبود میرایی نوسانات و بهبود پایداری ولتاژ و.. می شود. در این پروژه، با استفاده از دو نمونه از ادوات facts از جمله: dvr و d-statcom که توانایی جذب و تولید توان راکتیو را دارند، به کنترل و بهبود ولتاژ در سیستم قدرت و همچنین یک سیستم مزرعه ی بادی پرداخته و نتایج شبیه سازی های آن بااستفاده از نرم افزار pscad/emtdc در حالت کارکرد نرمال و نیز تحت خطا انجام شده است.

ترانسفورماتورها یکی از مهم ترین اجزاء سیستم های قدرت محسوب می شوند که نقش کلیدی در مراحل تولید، انتقال و توزیع انرژی الکتریکی دارند. به همین دلیل وقوع عیب در آن ها باعث کاهش قابلیت اطمینان شبکه می شود. تشخیص به هنگام و دقیق عیب باعث اتخاذ تصمیمات صحیح مدیریتی برای انجام تعمیرات و یا جایگزینی ترانسفورماتور معیوب با ترانسفورماتور سالم می شود. تشخیص عیب هم شامل ترانسفورماتوری که خطایی در آن رخ داده و ازمدار خارج شده است، می شود و هم شامل ترانسفورماتوری که در مدار بوده ولی خطاهای پنهانی در آن در حال وقوع است. برای تشخیص خطا و مدیریت عمر ترانسفورماتورها تاکنون الگوریتم مناسبی تدوین نشده است و اکثر شرکت های تعمیراتی که اقدام به عیب یابی می کنند، بر اساس تجربه کارهای قبلی این کار را انجام می دهند، که چندان قابل استناد نیست. برای تشخیص خطا در ترانسفورماتورها استانداردieee c57.125 وجود دارد که در برخی مواقع از الگوریتم معرفی شده در آن برای عیب یابی استفاده می شود. در این پایان نامه الگوریتمی برای تشخیص خطا و مدیریت عمر ترانسفورماتورهای قدرت ارائه شده است که در کمترین زمان ممکن و با حداقل هزینه عیب حادث شده را به صورت دقیق تشخیص می دهد. الگوریتم طراحی شده روی چند نمونه اجراء شده و نتایج حاصل از آن با نتایجی که از استانداردieee c57.125 بدست می آید مقایسه خواهد شد.

استداد از انرژی باد ه سیستمشای بادی با عنهان یکی از ارزانارین مناب انرژی اجدیدپذیر رهز با رهز در حال اترایش میباشد. سیستمشای اهربین بادیا با دلی ماشیت متغیر سرعت بادا در حالت متمرکز ه مزرعا بادی متص با شبکا ه یا در حالت مستت از شبکاا نیازمند رهششایی برای استخراج حداکثر اهان میباشند. را ح مناسب برای استخراج حداکثر اهان از سیستمشای اهبین بادی سرعت متغیرا استداد از مبدلشای الکترهنیک قدرج با صهرج هاس بین ژنرااهر اهربین بادی ه شبکا میباشد. در این پایانناماا یک سیستم ابدی انرژی بادی شام مبدل مااریسی در سا حالت ساتاز- ساتازا ساتاز-دهتاز ه ساتاز-اکداز پی نهاد شد است. مبدل مااریسیا بعنهان یک مبدل الکترهنیک قدرجا باصهرج یک هاس بین ژنرااهر سنکرهن مغناطیس دانم با شبکا میباشدا کا هظیدا کنترل سرعت شدت را خهاشد داشت. در یک سرعت باد م خصا اهان مکانیکی قاب دسترس از بادا اابعی از سرعت شدت میباشد. با کنترل کلیدزنی مبدل مااریسیا سرعت شدت انظیم ه م ابر آن اهان اکتیه قاب استحال از سیستم اهربین بادی برای اما سرعتشای باد حداکثر خهاشد بهد. شمچنین با کنترل کلیدزنی مبدل مااریسی امکان کنترل اهان راکتیه احهیلی با شبکا نیز میسر می باشد. در این احتیر سیستم ابدی انرژی بادی با حضهر مبدل مااریسی در حالتشای پی نهادی ساتاز-ساتازا ساتاز-دهتاز ه ساتاز-اکدازا وهت استخراج حداکثر اهانا با استداد از الگهریتم اغت اش ه م اشد ه رهش کنترلی پی نهادی ارانا گردید است. شمچنین سیستم ابدی انرژی بادی با حضهر مبدل مااریسی در حالت ساتاز-ساتاز باصهرج مستت از شبکا نیز بررسی شد است. کلیا شبیا سازیشا در محی simulink نر اتزار matlab پیاد سازی ه نتایج آن ارانا گردید است.

مسئله پخش بار بهینه (opf) که حدود 60 سال قبل توسط carpentier مطرح شد یکی از چالش های مهم در سیستم های قدرت می باشد. این مسئله به دو زیر مسئله اساسی تقسیم بندی می شود: توزیع بهینه توان راکتیو (orpd) و توزیع بهینه توان اکتیو. توزیع بهینه توان راکتیو در سیستم های قدرت به دلیل وجود توابع غیرخطی و ناپیوسته، متغیرهای پیوسته و گسسته و قیود ناپیوسته یک مسئله پیچیده است. این مسئله در سال های اخیر بدلیل اثر گذاری فراوان آن بر امنیت و اقتصاد سیستم های قدرت بسیار مورد توجه بوده است. در این پایان نامه، هدف حل مسئله توزیع بهینه توان راکتیو (orpd) با در نظر گرفتن محدودیت ولتاژ شین ها، حد عبور توان از هر شاخه، مقدار ولتاژ ژنراتورها و مقدار جبران سازی جهت کمینه کردن توابع هدف می باشد. بطورکلی در این پایان نامه برای مساله orpd اهدافی نظیر حداقل کردن تلفات، حداقل کردن انحراف ولتاژ در باس های بار و حداقل کردن شاخص l پایداری ولتاژ (برای حداکثر کردن حاشیه پایداری ولتاژ) درنظر گرفته شده اند. این اهداف با استفاده از روش چند هدفه کردن وزنی دو به دو در نظرگرفته شده و تعارض یا عدم تعارض این اهداف با یکدیگر مورد بررسی قرار گرفته است. شبکه مورد مطالعه در این پایان نامه شبکه استاندارد 30 باسه شش ژنراتوری ieee می باشد. غیر قطعی بودن بار در شبکه معمولا بر اساس اطلاعات گذشته و آینده و شرایط اقلیمی است. بعلت طبیعت تصادفی بار، رابطه غیر خطی بین بار و شرایط اقلیمی و همچنین فقدان دقت کافی در پیش بینی شرایط اقلیمی همیشه مقداری تفاوت بین بار حقیقی و بار پیش بینی شده وجود دارد. این امر ضرورت در نظر گرفتن عدم قطعیت بار در محاسبات را بیشتر نشان می دهد. در این پایان نامه توزیع بار به صورت نرمال در نظر گرفته شده و عدم قطعیت بار توسط روش مونت کارلو و تخمین دو نقطه ای بررسی شده و جواب های این دو روش مقایسه شده است. در مرحله بعد بعنوان روش دوم، توزیع بار در پنج سناریو تقسیم بندی شده و توابع هدف پیاده سازی شده اند. برای شبیه سازی ها از نرم افزار بهینه سازی gams استفاده شده است. در ابتدا و قبل از درنظرگرفتن فرض عدم قطعیت بار (به عنوان ابتکاری جدید) در مسئله، نتایج حاصل از حل قطعی مساله با الگوریتم های هوشمند مقایسه شده اند. نتایج بدست آمده از نرم افزار gams در هر دو حالت قطعی و غیر قطعی بهتر از الگوریتم های هوشمند دیگر است.

به عنوان یک حقیقت غیر قابل انکار، سیستم های قدرت همواره با عدم قطعیت های فراوانی روبرو بوده اند. این عدم قطعیت ها پارامترهای سیستم را با تغییرات ناخواسته ای روبرو می کنند که در بسیاری از موارد ممکن است به امنیت و پایداری سیستم صدمه بزنند. یک خط انتقال که برای عبور توان مشخصی طراحی شده است در صورت افزایش توان عبوری از آن به دلیل افزایش شدید بار می تواند دچار اختلال در عملکرد خود شود و نتواند سرویس مطلوب خود را ارائه کند. این موضوع به نوبه خود می تواند در کار دیگر المان های سیستم نیز اختلال ایجاد کند. در سال های اخیر به منظور ملاحظات زیست محیطی و پس از شوک نفتی دهه هفتاد میلادی که منجر به افزایش بی سابقه قیمت انرژی در دنیا شد، توجه بشر به سمت استفاده از انرژی های تجدیدپذیر منعطف شده است. انرژی های فوق طبیعتی نوسانی داشته و نمی توان انتظار داشت در زمانی مشخص میزان انرژی معینی تولید کنند. بنابراین انرژی های فوق نیز به نوبه خود دارای عدم قطعیت هایی هستند که به عدم قطعیت های موجود در سیستم قدرت اضافه می شوند. با توجه به آنچه عنوان شد، بررسی احتمالاتی رفتار سیستم قدرت از اهمیت بالایی برخوردار است که می تواند به وسیله روش های احتمالاتی صورت پذیرد. روش های احتمالاتی خود به دو دسته روش های شبیه سازی و روش های تحلیلی دسته بندی می شوند. در این پایان نامه تمرکز روی روش های احتمالاتی تحلیلی و شبیه سازی مونت کارلو خواهد بود و سعی شده است تا روش های فوق هم از نظر دقت و هم از نظر زمان اجرای برنامه برای منظور فوق معرفی و با یکدیگر مقایسه شوند.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

کنترل بار- فرکانس در سیستم های تجدید ساختار یافته با استفاده از qft

نوسانات الکترومکانیکی فرکانس پایین از مشخصه های اجتناب ناپذیر سیستم های قدرت هستند و به طور عمده ای روی ظرفیت توان انتقالی و پایداری دینامیکی سیستم تأثیر می-گذارند. هدف از این پایان نامه بررسی بهبود پایداری سیستم های قدرت با کنترل کننده های pod ادوات facts و پایدارساز سیستم قدرت(pss ) است. مسئله طراحی هماهنگ کنترل کننده های میرایی در ناحیه وسیعی از شرایط عملکرد به صورت یک مسئله بهینه سازی با تابع معیار زمانی تبدیل شده و با استفاده از الگوریتم بهینه سازی اجتماع ذرات (pso ) حل می شود. برای تضمین مقاومت روش پیشنهادی، فرایند طراحی در ناحیه وسیعی از شرایط عملکرد صورت گرفته است. کارآیی کنترل کننده های پیشنهادی از طریق شبیه سازی زمانی غیرخطی و تعدادی شاخص عملکرد سیستم تحت اغتشاشات مختلف ارزیابی شده است. تحلیل نتایج نشان می دهد که طراحی هماهنگ کنترل کننده های میرایی در مقایسه با طراحی ناهماهنگ این کنترل کننده ها در میرا کردن نوسانات فرکانس پایین عملکرد بهتری داشته و پایداری دینامیکی سیستم را افزایش می دهند.