در این پایان نامه مقایسه ای بین شاخصهای مختلف پایداری ولتاژ انجام شده است. این شاخصها را می توان بر اساس ساختار و کاربردشان به چند دسته تقسیم نمود: دسته اول شاخص هایی هستند که بر اساس عناصر ماتریس ژاکوبین پخش بار پایه گذاری شده اند، دسته دوم شاخص هایی می باشند که بر اساس عناصر ماتریس و تعدادی از متغیرهای سیستم مانند اندازه و زاویه ولتاژ ها هستند. محاسبات این دو دسته بر روی شین های سیستم قدرت انجام می شود. اما در دسته سوم که به شاخص های خط معروف می باشند محاسبات بر اساس توان عبوری از خطوط سیستم است. شاخص هایی که بر اساس عناصر ماتریس ژاکوبین پخش بار هستند به منظور پیش بینی فاصله نقطه کار کنونی تا نقطه سقوط ولتاژ سیستم به کار می روند. کاربرد این شاخص ها در مواقعی می باشد که بهره بردار می خواهد حاشیه پایداری ولتاژ سیستم را به ازای وقوع اغتشاش های مختلف تعیین کند. شاخص های دسته دوم دارای قابلیت پیش بینی نقطه سقوط ولتاژ نیستند، اما از آنجا که محاسبه ساده ای دارند می توانند جهت رتبه بندی اغتشاش های محتمل مورد استفاده قرار گیرند ضمن اینکه شین های بحرانی را نیز مشخص می کنند. شاخصهای دسته سوم پایداری خطوط را بررسی می کنند یعنی خطوط بحرانی سیستم قدرت را تعیین می نمایند تا اقدامات مقتضی به منظور افزایش ایمنی سیستم انجام شود. در این پایان نامه به منظور شبیه سازی شاخص ها و مقایسه چند نمونه آنها از سیستم 14شینه ieee استفاده گردیده است.

چکیده در سیستم های قدرت امروزی مساله کیفیت ولتاژ اهمیت ویژه ای پیدا کرده است. از این رو حفظ پروفایل ولتاژ در محدوده مجاز، تامین کیفیت ولتاژ و حفظ امنیت ولتاژ، از اهداف مهم طراحی و بهره برداری سیستمهای قدرت به حساب می آید. وظیفه اصلی تنظیم ولتاژ در شبکه توزیع، حفظ ولتاژ حالت ماندگار در رنج قابل قبول در تمام زمانها برای سیستم می باشد. در این پایان نامه مساله کنترل ولتاژ و توان راکتیو در سیستم توزیع در حضور منابع تولید پراکنده دارای واسط اینورتری مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور حصول پروفایل ولتاژ مناسب، لازم است هماهنگی لازم بین تجهیزات کنترل ولتاژ موجود، که در اینجا عبارتند از خازنهای شنت، ultcها و dg دارای واسط اینورتری، انجام گیرد. در این نوشتار دو روش به منظور دستیابی به کنترل ولتاژ هماهنگ و استخراج برنامه زمانی وضعیت سوئیچینگ تجهیزات کنترل ولتاژ، ارائه شده است. روش اول که به روش کنترل ولتاژoff-line معروف است، بر مبنای پیش بینی بار برای ساعات آتی یا روزهای آتی انجام می گیرد. روش دوم بر مبنای اندازه گیری های زمان واقعی پایه ریزی شده و با استفاده از ابزار شبکه های عصبی ترکیبی می تواند به صورت on-line برنامه سوئیچینگ تجهیزات کنترل ولتاژ موجود را ارائه نماید. هر دو روش ارائه شده با دو تابع حداقل سازی تلفات و بهینه سازی پروفایل ولتاژ شبکه، تست شده اند. نتایج حاصل بیانگر کاربرد عملی روشهای ارائه شده در بهره برداری اقتصادی و بهبود پروفایل ولتاژ سیستم، کاهش تلفات و افزایش ظرفیت توان انتقالی سیستم توزیع می باشد.

سیستم های قدرت امروزی بزرگ و پیچیده هستند و کنترل آنها بسیار مشکل است. از این رو، تحلیل سیلان توان و کنترل آن از مهمترین مسائل برنامه ریزی و طراحی سیستم های قدرت می باشد. درآینده نزدیک پیش بینی شده است که سیستم های تولید پراکنده (dg ها) به صورت گسترده نقش مهمی را در سیستم های قدرت الکتریکی ایفا کنند. این پایان نامه، مدل های دینامیکی منابع تولید پراکنده و رفتار دینامیکی آنها را به همراه یک سیستم میکروشبکه برای کنترل سیلان توان نشان می دهد. واحدهای dg شامل میکروتوربین، پیل سوختی اکسید جامد و منابع رابط الکترونیکی می باشد. اینورتر منبع ولتاژ به عنوان یک واسط الکترونیکی می باشدکه خروجیdc میکروتوربین و پیل سوختی را برای تغذیه در شبکه، به ac تبدیل می کند. این پایان نامه هم چنین یک استراتژی مدیریت توان را نیز معرفی می کند. نتایج عملکرد میکروتوربین و پیل سوختی اکسید جامد در یک سیستم میکروشبکه در مدهای متصل به شبکه و جزیره ای با استفاده از نرم افزار pscad/emtdc نشان داده می شود.

از زمان پیدایش و رشد سیستم های قدرت مسئله پایداری همواره یکی از مسائل مهم و مورد توجه طراحان و بهره برداران این سیستم ها بوده است . در گذشته قبل از رشد و گسترش سیستم های پیشرفته قدرت امروزی ، پایداری گذرا، معیار مهمی در پایداری یک سیستم بود . اما در سال های اخیر با پیدایش واحدهای بزرگ با ظرفیت تولید بالا و خطوط طویل با راکتانس نسبتا زیاد و همچنین سیستم های تحریک با پاسخ سریع علیرغم عملکرد خوب آن برای بهبود پایداری گذرا نوع دیگری از پایداری به نام پایداری دینامیکی( پایداری سیگنال کوچک) در سیستم های قدرت مطرح و مورد توجه قرار گرفته است . این نوع پایداری عامل و معیار مهمی در بهره برداری و حد پایداری ماندگار سیستم می باشد . تلاش های وسیعی جهت افزایش میرائی و پایداری دینامیکی سیستم های قدرت صورت گرفته و می گیرد که نتیجه آنها منجر به پیدایش و طراحی انواع مختلف پایدارکننده های سیستم قدرت گردیده است. به منظور افزایش پایداری دینامیکی سیستم قدرت ، استفاده از پایدارساز سیستم قدرت (pss1 ) روشی اقتصادی ، مطمئن و ساده است. کارخانه های برق قدرت مهم در بسیاری از کشورها مجهز به pss هستند. با ورود سیستم های انعطاف پذیر جریان متناوب (facts2 ) عامل میراکنندگی ادوات facts به صورت پایدارساز در جلوگیری از نوسانات سیستم قدرت ، علاقه ی پژوهشگران و صاحبان صنعت را به خود جذب کرده است – گرچه کار اصلی یک کنترل کننده ی facts فقط میراکنندگی نیست- . کنترل کننده ی یکپارچه ی توان(upfc3)که یکی از ادوات facts است نیز می تواند به عنوان میرا کننده ی نوسانات سیستم مورد استفاده قرار گیرد. upfc از ترانسفورماتورهای تحریک و تزریق و دو مبدل منبع ولتاژ با یک خازن dc تشکیل شده است و قابلیت های بی نظیری برای کنترل پارامترهای بهره برداری سیستم های انتقال در حالت ماندگار را دارا بوده و می تواند به عنوان ابزار کنترلی برای بهبود مشخصه های حالت گذرا و افزایش میرایی نوسانات مختلف سیستم قدرت مورد استفاده قرار گیرد و نیز می تواند هردو توان اکتیو و راکتیو عبوری از خط انتقال را کنترل نماید. در این پایان نامه تأثیر upfc بر حذف نوسانات سیستم قدرت ( نوسانات فرکانس کوچک و نوسانات زیرسنکرون سیستم قدرت) بررسی شده است و چگونگی بهبود پایداری دینامیکی سیستم قدرت با حذف این نوسانات نیز مورد تحقیق قرار گرفته است.

امروزه ساخت مزارع بادی به علت جاذبه اقتصادی آنها اجتناب ناپذیراست. با توجه به رشد روز افزون منابع تولید پراکنده بخصوص مزارع بادی در شبکه های قدرت بررسی تاثیرات آنها بر سیستم های قدرت اهمیت زیادی دارد. تقاضای توان راکتیو بالا یکی از مشخصه های بارز مزارع بادی است که باعث مشکلاتی برای ولتاژ و سایر پارامترهای شبکه های قدرت می گردد. کمبود توان راکتیو به علت عملکرد مزارع بادی ممکن است منجر به افزایش تلفات کل شبکه شود و تاثیرات منفی بر روی پایداری ولتاژ ایجاد نماید. همچنین توربینهای بادی متصل شده به شبکه های قدرت منابع توان نوسانی هستند که ممکن است در طول عملکرد پیوسته خود باعث کاهش کیفیت توان الکتریکی شبکه های قدرت شوند. نیروگاه بادی بینالود با ظرفیت نامی 4/28 مگاوات در دشت دیزباد خراسان در سالهای اخیر به طور کامل مورد بهره برداری قرار گرفته است. این نیروگاه ضمن اتصال مستقیم به مصرف کننده، از طریق پست های فوق توزیع 63 کیلو ولت دیزباد و طرق به شبکه فوق توزیع خراسان متصل است. این مطالعه با شبیه سازی مزرعه بادی بینالود و شبکه توزیع متصل به آن، به بررسی تاثیرات این مزرعه بر ولتاژ و سایر پارامترهای شبکه متصل شده به آن در شرایط مختلف بار و تولید مزرعه بادی در حالت های دائمی و گذرا پرداخته و در همین راستا، مطالعات اتصال کوتاه نیز به انجام رسیده است. شبیه سازی مزرعه بادی بینالود در نرم افزار کاربردی digsilent انجام پذیرفته است. نتایج حاصل از شبیه سازی تاثیرات عمده این مزرعه بر دامنه ولتاژ شبکه متصل به آن در شرایط مختلف تولید مزرعه و بار شبکه را نشان می دهد و حضور این مزرعه در شبکه منجر به افزایش تلفات توان اکتیو و قدرت اتصال کوتاه شبکه شده است. همچنین عملکرد این مزرعه تاثیر عمده ای در کاهش کیفیت توان الکتریکی شبکه متصل شده به آن را ندارد. یکی راه حل موثر احداث پست در این مزرعه است.

یکی از مهمترین موضوعات مورد علاقه طراحان و بهره برداران سیستم قدرت، انتقال توان با حداقل تلفات و بالاترین کیفیت است. ضمن اینکه تا حد امکان باید بتوان توان بیشتری را به مصرف کننده ها منتقل کرد، که این مفهوم با کمیت قابلیت انتقال در دسترس(atc) بیان می گردد.یکی از روش هایی که به منظور برآورده کردن موارد فوق به کار می رود، به کارگیری سیستم های انعطاف پذیر انتقال جریان متناوب (facts) می باشد. در این پایان نامه، از این ادوات برای کاهش تلفات، مدیریت تراکم خطوط، افزایش atc، بهبود پروفیل ولتاژ و همچنین افزایش سطح حداکثر بارگذاری سیستم استفاده شده است. هنگام جایابی ادواتfacts برای افزایش atc، علاوه بر در نظر گرفتن شرایط مطلوب سیستم در نقطه بهره برداری atc، وضعیت کنونی سیستم نیز مد نظر قرار می گیرد. این کار باعث می شود که سیستم قدرت آمادگی بیشتری برای مواجهه شدن با ناپایداری های مختلف مانند سقوط ولتاژ کوتاه مدت، داشته باشد. در این پایان نامه از الگوریتم ترکیبی هوشمند hgapso، به عنوان روش حل مساله بهینه-سازی به کار می رود. از سیستم30 شینهieee برای انجام شبیه سازی ها استفاده شده است.

نوسانات فرکانس پایین یکی از بحث های مهم در سیستم قدرت می باشد. اگر این نوسانات میرا نشوند، ممکن است پایداری سیستم را به خطر بیندازند. ادوات facts از جمله وسایلی هستند که میتوانند در میرا کردن نوسانات نقش داشته باشند. کنترل کننده یکپارچه پخش توان (upfc) از مهمترین این ادوات است که میتواند با جایابی مناسب در سیستم قدرت، میرایی نوسانات سیستم را افزایش دهد. دراین تحقیق ابتدا روشهای مختلف جایابی upfc با معیار استاتیکی (کاهش هزینه، افزایش ظرفیت بار، کاهش تلفات، پیش آمدهای احتمالی و ... ) و دینامیکی ذکر شده و سپس با استفاده از الگوریتمpso و روش حداقل مقادیر استثنایی(svd) پارامترهای بهینه و سیگنال کنترلی مناسب کنترل کننده تکمیلی upfc در سیستم تک ماشینه متصل به شین بی نهایت مشخص شده اند. همچنین روشی جدید بر اساس کنترل پذیری و رویت پذیری برای انتخاب مکان مناسب upfc در سیستم چند ماشینه به منظور افزایش سرعت میرایی نوسانات سیستم قدرت بکار رفته است.

یکی از مهمترین موضوعات مورد علاقه طراحان و بهره برداران سیستم قدرت، انتقال توان با حداقل تلفات و بالاترین کیفیت است. ضمن اینکه تا حد امکان باید بتوان توان بیشتری را به مصرف کننده ها منتقل کرد، که این مفهوم با کمیت قابلیت انتقال در دسترس(atc) بیان می-گردد.یکی از روش هایی که به منظور برآورده کردن موارد فوق به کار می رود، به کارگیری سیستم-های انعطاف پذیر انتقال جریان متناوب (facts) می باشد. در این پایان نامه، از این ادوات برای کاهش تلفات، مدیریت تراکم خطوط، افزایش atc، بهبود پروفیل ولتاژ و همچنین افزایش سطح حداکثر بارگذاری سیستم استفاده شده است. هنگام جایابی ادواتfacts برای افزایش atc، علاوه بر در نظر گرفتن شرایط مطلوب سیستم در نقطه بهره برداری atc، وضعیت کنونی سیستم نیز مد نظر قرار می گیرد. این کار باعث می شود که سیستم قدرت آمادگی بیشتری برای مواجهه شدن با ناپایداری های مختلف مانند سقوط ولتاژ کوتاه مدت، داشته باشد. در این پایان نامه از الگوریتم ترکیبی هوشمند hgapso، به عنوان روش حل مساله بهینه سازی به کار می رود. از سیستم30 شینهieee برای انجام شبیه سازی ها استفاده شده است.

چکیده کنترل و پایداری از مهم ترین مسائلی است که امروزه در شبکه های قدرت مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است. بر اساس نتایج حاصل از آنها، توسعه آینده شبکه ها مورد طراحی قرار می گیرد. قابلیت اطمینان، افزایش کیفیت قدرت انتقالی،استفاده بهینه از ظرفیت توان انتقالی، میرایی نوسانات ژنراتورهای تولیدکننده انرژی الکتریکی و حفظ پایداری فاکتورهای بسیار مهمّی هستند و مورد توجه، که برای دست یابی به آنها جبران کننده های انعطاف پذیر خطوط انتقال یا ادوات facts گسترش یافته اند و از اهمیت بیشتری برخوردار شده و ضرورت انتخاب عنصر مناسب در حفظ پایداری شبکه ها و ژنراتورهای قدرت اهمیّت زیادی پیدا کرده است. در این پایان نامه، ضمن معرفی و شبیه سازی عناصر پایدارساز سیستم های قدرتpss ، جبران سازهای استاتیکی توان راکتیوsvc و جبران سازهای استاتیکی هم زمان توان راکتیوstatcom که دو نوع از ادوات facts هستند، به مقایسه میزان توانایی و عملکرد آنها در میرایی نوسانات گذرای شبکه قدرت استاندارد نه شینه سه ماشینه پرداخته است. شبیه سازی شبکه مورد مطالعه توسط نرم افزار قدرتمند و کاربردی digsilent انجام شده است. نتایج حاصل، توانایی بیشتر کنترل کننده statcom نسبت به svcرا در نوسانات بین ناحیه ای نشان می دهد. در میرایی نوسانات محلی یا ناحیه ای pss از قدرت میرایی بیشتری نسبت به دو کنترل کننده دیگر برخوردار است. کلید واژه ها: پایدارساز سیستم قدرت(pss)، جبران ساز استاتیکی توان راکتیو(svc)، جبران ساز استاتیکی هم زمان توان راکتیو(statcom)، ادوات facts، میرایی نوسانات، سیستم های قدرت

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

یکی از ویژگیهای عمده سیستم های قدرت پایداری آن است که به سیستم توانایی می دهد وضعیت خود را در حالت عادی حفظ و در تعادل باقی بماند و چنانچه تحت تاثیر اغتشاشی قرار بگیرد وضعیت قبلی خود را باز یابد. اساسا ناپایداری در یک سیستم قدرت با توجه به پیکربندی آن به اشکال مختلفی وجود دارد. عمده ترین پارامتر پایداری حفظ عملکرد سنکروژن ژنراتورهای قدرت است و این البته شرط لازم برای هماهنگی کلیه ادوات و تجهیزات سیستم است . این قسمت از پایداری عمدتا تحت تاثیر روابط رتور و توان حقیقی - زاویه ژنراتور قرار دارد. گاهی بدون آنکه سیستم حالت سنکرون خود را از دست بدهد ناپایداری اتفاق می افتد. مثلا سیستمی که شامل یک خط انتقال و یک موتور القایی در انتهای آن است بدون آنکه حالت سنکرون مطرح باشد، ناپایداری ولتاژ بیفتد. همین مسئله در مورد بارهایی که در محدوده وسیع قرار دارند و از یک سیستم بزرگ تغذیه می شوند نیز ممکن است اتفاق بیفتد. در تجزیه و تحلیل پایداری عمده ترین مسئله رفتار سیستم در حین رویداد اغتشاش است . اغلب سیستم های قدرت در برابر اغتشاش های کوچک مثلا تغییرات بار که بطور دائم در شبکه وجود دارد مقاومند لیکن معیار اصلی اعتشاشهای بزرگ از قبیل اتصال کوتاه یک خط انتقال، از دست دادن یک ژنراتور یا بار بزرگ و یا از دست دادن خط ارتباطی بین دو زیر سیستم است . عملکرد سیستم در مقابل اینها عمدتا ناشی از نحوه عملکرد تجهیزات تشکیل دهنده آن است مثلا هر اتصال کوتاه منجر به عملکرد رله مربوطه و در نتیجه جداسازی قسمت خراب از بقیه سیستم می گردد که این خود تغییرات عمده ای در توانها انتقالی خطوط ارتباطی، سرعتهای روتور ژنراتورها و ولتاژ شینه ها بوجود می آورد. تغییرات ولتاژ باعث عملکرد تنظیم کننده های ولتاژ ژنراتورها و سیستم انتقال می شود و تغییرات سرعت روتور ژنراتورها گاورنر توربینها را به عکس العمل وا می دارد. در اثر تغییر ولتاژ و فرکانس ، بارهای سیستم به درجات متفاوتی تغییر می نماید. گاهی در اثر عکس العمل تعداد محدودی از تجهیزات تاثیر زیادی در سیستم به وجود می آید. پایداری در سیستم های قدرت ، جهت تسهیل در بررسی انواع آنها به طبقات مختلفی اعم از پایداری حالت گذرا، پایداری حالت ماندگار، پایداری دینامیکی، پایداری ولتاژ و ... تقسیم می گردد.

در این پایان نامه به بحث راجع به استفاده از ‏‎upfc‎‏به منظور کنترل شارش توان در شبکه قدرت می پردازیم. به این صورت که ابتدا مدلهای موجود برای مدلسازی کار حالت ماندگار‏‎upfc‎‏ را بررسی کرده و مناسبترین مدل را انتخاب می کنیم. سپس روش مناسبی برای شبیه سازی ‏‎upfc‎‏در سیستم قدرت ، بر پایه مدل انتخابی ارائه می کنیم. در فصل بعد به کمک نتایج شبیه سازی قابلیت ‏‎upfc‎‏ در کنترل شارش توان را بررسی کرده و سپس اثر آن را بر بهبود ولتاژ باس و همچنین کاهش تلفات مطرح می کنیم. در ادامه به منظور یافتن مکان مناسب برای ‏‎upfc‎‏ ، آن را در خطوط مختلف شبکه قرار داده و میزان کاهش تلفات کل سیستم را بررسی می کنیم و بهترین مکان برای قرار گرفتن ‏‎upfc‎‏را از دیدگاه کاهش تلفات به دست می آوریم . برای ادامه کار، ‏‎upfc‎‏را در آن محل در نظر می گیریم و به بررسی اثر ‏‎upfc‎‏در هنگام قطع یک خط در شبک می پردازیم و تاثیر آن را بر کنترل شارش توان و کاهش تلفات کل سیستم بررسی می کنیم.

در این پایان نامه ضمن معرفی ‏‎svc‎‏ پیشرفته، آن را با هدف جبران توان راکتیو و نامتعادلی مدلسازی خواهیم نمود. پس از آن با استفاده از ترکیبی از تبدیل فضای حقیقی به مثبت، منفی و ‏‎dq‎‏ فضای جدیدی را بمنظور نوشتن معادلات حالت انتخاب خواهیم نمود. با جداسازی مولفه های اکتیو، راکتیو و منفی با استفاده از مدار جداساز امکان کنترل هر یک از این مولفه ها به صورت مستقل توسط مدار کنترل را ایجاد خواهیم نمود. پس از مدلسازی ‏‎svc‎‏ پیشرفته، بار مورد نظر که سیستم خط برقی می باشد را مدلسازی می نمائیم برای این منظور یک نمونه از لکوموتیوهای برقی موجود در ایران را مورد بررسی قرار داده و مدلسازی و شبیه سازی خواهیم نمود. با استفاده از مدل بدست آمده برای بار، ‏‎svc‎‏ پیشرفته را بمنظور جبران توان راکتیو و نامتعادلی در حالات مختلف خط برقی مورد استفاده قرار می دهیم. به منظور رسیدن به نتایج دقیق تر، ‏‎svc‎‏ پیشرفته را در حوزه زمان شبیه سازی خواهیم نمود و رفتار آنرا در طی جبران نامتعادلی و توان راکتیو ناشی از لکوموتیو برقی مورد بررسی و تحلیل قرار می دهیم. نتایج بدست آمده نشان دهنده توانایی ‏‎svc‎‏ پیشرفته در جبران همزمان توان راکتیو و نامتعادلی می باشد.