امروزه استفاده از انرژی خورشیدی به عنوان یکی از منابع انرژی تجدید پذیر رواج یافته است. یکی از مهمترین کاربردهای این انرژی استفاده از آن جهت تأمین بار مصرفی منازل می¬باشد. جهت بهبود عملکرد تغذیه بار با انرژی خورشیدی به ذخیره ساز نیاز است اما یکی از بزرگترین مشکلات ذخیره ساز هزینه بالای آن بوده و لذا باید در انتخاب ظرفیت آن دقت نمود. این پایان نامه به موضوع تعیین ظرفیت بهینه آرایه فتوولتائیک به همراه ذخیره ساز به صورت همزمان برای یک ساختمان مسکونی می پردازد. همان¬طور که در ادامه اشاره خواهد شد تعیین ظرفیت سیستم فتوولتائیک متشکل از آرایه خورشیدی و باطری (ذخیره¬ساز) بستگی به پروفیل بار و هدف عملکرد ساختمان در مصرف انرژی و تبادل توان با شبکه قدرت دارد. چنانچه از سیستم اندازه¬گیری هوشمند در شبکه توزیع استفاده شود بدست آوردن پروفیل بار منازل مسکونی آسان خواهد بود. همچنین پنج هدف عملکرد برای ساختمان مجهز به سیستم فتوولتائیک و ذخیره ساز درنظرگرفته شده و هزینه و درآمد سالیانه هر یک از آنها محاسبه شده است. در نهایت برای یک ساختمان متصل به شبکه برق سراسری مقدار بهینه ظرفیت آرایه فوتوولتائیک و ذخیره ساز با مینیمم سازی تابع هدف با استفاده از روش جستجوی مستقیم بدست می¬آیند. در تشکیل تابع هدف هزینه¬ها و درآمدهای مربوط به هرحالت در نظر گرفته شده است. همچنین حساسیت پارامترهای مختلف از جمله نرخ های تشویقی و تأثیر مدیریت مصرف کننده در استفاده از انرژی در هزینه کلی سیستم بررسی می شوند.

این پایان نامه یک طرح کنترل سلسله مراتبی جدید برای ریز شبکه های دارای منابع پراکنده ی بر پایه ی vsi و بار های غیر خطی، ارائه می کند. مزیت طرح کنترلی ارائه شده در این پایان نامه این است که پایداری فرکانس و ولتاژ، و توزیع توان در ریز شبکه را در مقابل اغتشاشات سیگنال بزرگ حفظ می نماید. کنترل غیر متمرکز، و کنترل سلسله مراتبی متشکل از سه سطح کنترلی تشریح می شود، و یک حلقه ی کنترلی جدید بر پایه ی کنترلر های pi ارائه می گردد. این حلقه ی کنترلی جدید تاثیر بسیار زیادی در افزایش حاشیه ی پایداری، با جابجا کردن قطب ها دارد. سپس سطوح ثانویه و ثالثیه طرح کنترل سلسله مراتبی توضیح داده می شود. در گام بعد، معادله ی افتی ولتاژ با ارائه ی یک کنترلر فازی اصلاح می شود. این کنترلر با استفاده از منطق فازی، یک مقدار مرجع توان راکتیو شناور تولید می کند. مزیت مقدار مرجع توان راکتیو تولید شده به صورت شناور این است که، تغییرات شدید در دامنه ی ولتاژ ریز شبکه را جبران می نماید. تغییرات به وجود آمده در مقادیر مرجع کنترل ریز شبکه، ناشی از کنترلر فازی، بعد از جبران سازی به صورت بحرانی شده و دائما افزایشی-کاهشی می شوند. این تغییرات سریع موجب ایجاد اعوجاج در دامنه ی ولتاژ می شود. جهت مقاوم سازی کنترل ریز شبکه در مقابل تغییرات مقادیر مرجع، یک کنترلر مقاوم h∞ بر پایه ی معادلات حالت حاکم بر سیستم، طراحی شده است. با وجود این کنترلر مقاوم، ولتاژ ریز شبکه درمقابل تغییرات مقادیر مرجع مقاوم شده و هیچ گونه اعوجاجی ندارد. جهت مشاهده ی صحت عملکرد طرح کنترل سلسله مراتبی جدید ارائه شده، دو ریز شبکه ی نمونه در مدهای بهره برداری جزیره ای و متصل به شبکه در نرم افزار matlab/simulink شبیه سازی شده است. همچنین جهت صحت عملکرد شبیه سازی ها، ریز شبکه در یک سیمولاتور بلادرنگ به روش sil به صورت بلادرنگ شبیه سازی شده است. شبیه سازی ها نشان می دهد که طرح کنترلی ارائه شده، در مقابل تمامی اغتشاشات، پایداری فرکانس و ولتاژ را حفظ کرده و توزیع توان در ریز شبکه را بصورت مطمئن و مطلوب اجرا می نماید.