در سیستم های قدرت تجدید ساختاریافته باوجود محدودیت های انتقال و تعداد محدود تولیدکنندگان، هر تولیدکننده به جای بازاری رقابتی با بازار فروش چند قطبی مواجه است. در این بازارها، هر ژنراتور با بکارگرفتن استراتژی پیشنهاد قیمت مناسب، سود خود را افزایش می دهد. این پژوهش، مساله پیشنهاد بهینه قیمت ژنراتورها را با در نظرگرفتن ریسک پیشنهاد قیمت و محدودیت های انتقال، بررسی می کند. مساله پیشنهاد قیمت با یک مساله بهینه سازی دوسطحی مدل می شود که در سطح اول، هر ژنراتور سود خود را با توجه به ریسک قیمت پیشنهادی خود، ماکزیمم می کند و در سطح دوم، بهر ه بردار مستقل سیستم با در نظرگرفتن محدودیت های انتقال و تولید توان ژنراتورها، بازار را تسویه می کند. فرض می شود که ژنراتورها اطلاعاتی از تابع هزینه تولید رقبای خود دارند. استراتژی پیشنهاد بهینه قیمت برای ژنراتور موردنظر، با و بدون فرض استراتژی پیشنهاد قیمت رقبا و برای پیشنهاد براساس منحنی درجه دوم و منحنی قیمت-توان تکه ای بهینه می شود. برای آنالیز ریسک قیمت پیشنهادی، یکی از دو روش زیر اتخاذ می شود: در روش اول، با استفاده از قیمت تسویه بازار، ریسک پیشنهاد قیمت برای تولیدکننده موردنظر محاسبه می شود. و در روش دوم، ژنراتور موردنظر، ریسک مرتبط با پیشنهاد قیمت خود را با درنظر گرفتن سود مطلوب، اندازه گیری می-کند. برای یافتن استراتژی پیشنهاد بهینه قیمت، الگوریتم بهینه سازی انبوه ذرات که ساده و دارای سرعت همگرایی بالایی می باشد، بکاربرده می شود. در نهایت، سیستم wscc که دارای 9 باس است، به عنوان سیستم قدرت نمونه، برای پیاده سازی روش پیشنهادی بکاربرده می شود.

این پایان نامه، طراحی کنترل کننده های مقاوم ترکیبی را برای کلاس هایی از سیستم های آشوبگونه نامعین را نشان می دهد. نتایج اصلی و مهم به صورت زیر می باشند: 1. در بخش اول پایان نامه، مسئله حذف آشوب برای سیستم لورنز انتقالی با استفاده از استراتژی کنترل مد لغزشی تطبیقی بررسی شده است. ابتدا، طراحی سطح لغزشی پایدار بر اساس تئوری پایداری لیاپانف انجام شده است. سپس با استفاده از تکنیک کنترل مد لغزشی، یک قانون کنترل تطبیقی مقاوم برای حذف آشوب در سیستم آشوبگونه مشخصی که در معرض عدم قطعیت ها پارامتری و نویز خارجی می باشد، و کران عدم قطعیت و نویز خارجی معلوم نمی باشد، طراحی گردیده است. در واقع، برای اطمینان از پایداری سیستم کنترلی حلقه بسته در مد لغزشی، یک سطح کلیدزنی جدیدی پیشنهاد شده است. 2. در بخش دوم، کنترل آشوب در کلاس شبکه های عصبی هاپفیلد با استفاده از کنترل مقاوم هوشمند تطبیقی ترکیبی پیشنهاد شده است. این سیستم کنترلی شامل کنترل کننده شبکه فازی-عصبی، کنترل کننده بهینه کمکی و کنترل کننده مقاوم می باشد. در این طرح کنترلی، شبکه فازی-عصبی برای تخمین کنترل کننده کامل به کار می رود و پارامترهای شبکه فازی عصبی و کنترل کننده مقاوم بر اساس قوانین تطبیقی استخراج شده حاصل از آنالیز پایداری لیاپانف تنظیم می شوند. کنترل کننده بهینه برای کنترل اولیه سیستم تحت کنترلی طراحی شده است تا اینکه عملکرد ردیابی بهینه حاصل شود، و کنترل کننده مقاوم یک کنترل کننده تطبیقی می باشد که برای دفع عدم قطعیت ها و نویز خارجی که کران آنها نامشخص می باشد به کار می رود. پایداری لیاپانف سیستم حلقه بسته، مقاوم بودن در برابر عدم قطعیت ها، نویز خارجی و خطای تقریب، همگرایی به صفر خطای ردیابی و کراندار بودن همه سیگنال های سیستم کنترلی تضمین شده است. 3. در بخش سوم پایان نامه، طرح کنترل مقاوم هوشمند تطبیقی بر پایه مد لغزشی برای کنترل سیستم های آشوبگونه نامعین در مواردی که، تاخیر در حالت ها و ورودی کنترل ظاهر می شود، اعمال شده است. برای این موارد، طراحی کنترل کننده در سه حالت مورد بررسی قرار گرفته است: (الف) تاخیر در حالت های سیستم ظاهر نمی گردد. (ب) تاخیر در حالت های سیستم ظاهر می گردد و مقدار تاخیر معلوم می باشد. (ج) تاخیر در حالت های سیستم ظاهر می گردد و مقدار تاخیر نا معلوم می باشد. با تجزیه سیستم اصلی به دو زیر سیستم و با تعریف دینامیک سطح لغزشی مناسب، شرط رسیدن به سطح لغزشی مناسب تضمین می شود. در این طرح کنترلی، شبکه fcmac برای تخمین دینامیک نامشخص به کار می رود، کنترل فیدبکی برای کنترل اولیه سیستم توسعه داده شده است و کنترل مقاوم یک کنترل کننده تطبیقی می باشد که برای دفع عدم قطعیت های نامشخص و خطاهای تقریب به کار می رود. قوانین تطبیقی برای بروزرسانی پارامترهای تطبیقی بر اساس تئوری پایداری لیاپانف استخراج شده اند. با استفاده از تابع لیاپانف-کراسوفسکی مناسب در تابع کاندید لیاپانف انتخابی، عدم قطعیت ناشی از تاخیر زمانی نامشخص حذف می شود و پایداری مجانبی سیستم دینامیک خطا در سطح کلیدزنی حاصل می شود.

سیستم های کنترلی بسیاری توسط کنترل کننده های pid کنترل می شوند. این کنترل کننده ها معمولاً منجر به پایداری سیستم حلقه بسته به ازای پارامترهای طراحی شده برای کنترل کننده، می شوند. با توجه به کاربرد گسترده کنترل کننده های pid مرتبه صحیح و نیز با توجه به اینکه وجود مشتق و انتگرال مرتبه کسری میتواند موجب بهبود عملکرد و انعطاف پذیری بیشتر کنترل کننده های مرتبه صحیح شود در این پایان نامه طراحی کنترل کننده های مرتبه کسری pid در حوزه فرکانس مورد توجه قرار گرفته است. در اینجا کنترل کننده های مرتبه کسری pid به دو روش طراحی شده اند. روش اول طراحی کنترل کننده مرتبه کسری برای سیستمهای مرتبه کسری بر مبنای سه شرط از شروط معیارهای پایداری مقاوم در برابر تغییرات بهره سیستم بوده و روش دوم برای سیستم های یکپارچه دارای تأخیر زمانی براساس معیارهای مکان هندسی مرز پایداری ارائه شده است. به منظور دستیابی به حدبهره و حدفاز مطلوب یک جبران ساز پیشفاز براساس معیارهای مکان هندسی مرز پایداری طراحی شده است. از سوی دیگر از الگوریتمهای ژنتیک و بهینه سازی انبوه ذرات، برای بهینه سازی پارامترهای کنترل کننده مرتبه کسری طراحی شده در حوزه فرکانس به روش مکان هندسی مرز پایداری استفاده شده است. کنترل کننده های مرتبه کسری طراحی شده در این پایان نامه دارای سه پارامتر قابل تنظیم هستند بنابراین میتوان به سادگی عملکرد آنها را با کنترل کننده های مرتبه کسری pd مقایسه نمود. نتایج شبیه سازیها عملکرد مناسب کنترل کننده های طراحی شده را نشان می دهند.

نارسایی های قلبی جزء شایعترین بیماری های مادرزادی می باشند. این نارسایی ها انواع مختلفی داشته و همه انواع آن در بدو تولّد و یا تا سالها پس از تولد بروز ظاهری از خود نشان نمی دهند و ممکن است تنها بر رشد کودک تأثیر بگذارند. از این رو ثبت سیگنال قلب جنین در تشخیص زود هنگام نارسایی های قلبی بسیار موثّر است. در حال حاضر متداولترین روش های موجود برای ثبت کردن سیگنال قلب جنین سیستم های اولتراسوند می باشند که تنها ضربان قلب جنین و دسته معدودی از نارسایی های قلبی جنین را می توان بوسیله آنها تشخیص داد .این در حالیست که منشأ بسیاری از نارسایی های قلبی، در سیستم عصبی قلب و آریتمی های موجود در نحوه انقباض عضله قلبی می باشند. به همین علت مانیتور کردن سیگنال الکتروکاردیوگرام (ecg) که حاوی نحوه فعالیت الکتریکی قلب است، بسیار مفید بوده و به لحاظ کلینیکی می تواند جایگزین و یا مکمّلی برای سیستم های اولتراسوند فعلی باشد. از سوی دیگر بعلّت ضعیف بودن سیگنالecg جنین، در مقابل سایر تداخل های محیطی و بویژه سیگنال ecg مادر، مانیتور کردن دقیق شکل موج ecg جنین تاکنون با روش های تهاجمی و از روی جمجمه جنین امکان پذیر بوده است که این روش ها هم منحصر به زمان زایمان می باشند. در این پایان نامه انتخاب و تنظیم ضرایب فیلتر تطبیقی مناسب برای جداسازی سیگنال ecg جنین از سیگنال قلب مادر به کمک روش های هوشمند مورد توجّه قرار گرفته است. بدین منظور از ترکیب روش های هوشمندی چون الگوریتم ژنتیک، الگوریتم بهینه سازی انبوه ذرّات و همچنین الگوریتم رقابت استعماری بهره گرفته شده است. همچنین برای کاهش تأثیر سایر نویزهای موثّر به سیگنال ecg ثبت شده جنین از فیلترهای بالاگذر، فیلترهای hp و نیز فیلتر پنجره استفاده شده و الگوریتم کاملی برای حذف انواع نویز و جداسازی سیگنال ecg جنین به روش دو کاناله ارائه گردیده است. روش های پیشنهادی بر روی داده های شبیه سازی شده و واقعی اعمال شده است. برای مقایسه روش های مختلف از معیار snr استفاده شده است. امید است که نتایج این پایان نامه بتواند برای مقاصد عملی مورد استفاده محقّقان قرار گیرد.

پس از اجرا شدن تجدید ساختار در شبکه های قدرت، مدیریت و کنترل شبکه ها به سمتی متمایل گردیده است که نیازها و نظرات مصرف کنندگان بیشتر مورد توجه بوده و به همین دلیل در دو دهه اخیر روش های مختلفی جهت اعمال نظر مصرف کنندگان در مورد این انرژی ارائه شده است. از آن جا که انرژی الکتریکی در مقادیر زیاد قابل ذخیره سازی نمی باشد، لذا برای جلوگیری از خاموشی در مواقع رخدادهای ناگهانی باید ظرفیت آماده به تولیدی در نظر گرفته شود که به آن رزرو می گویند. هرچه رزرو بیشتری برای شبکه در نظر بگیریم شبکه ای امن تر و به اصطلاح قابلیت اطمینان بیشتری خواهیم داشت. از طرفی در نظر گرفتن رزرو هزینه هایی در بر خواهد داشت که باید با منافع حاصل از در نظر گرفتن آن مقایسه شود. لذا تعیین مقدار بهینه رزرو مورد نیاز مسئله مهمی در کنترل و برنامه ریزی شبکه است. در این تحقیق روشی جدید جهت تعیین میزان بهینه رزرو با در نظر گرفتن درخواست مصرف کنندگان ارائه می گردد. در این زمینه همچنین بحث های زیادی در راستای تخصیص این هزینه صورت گرفته است. پرداخت رزرو توسط تولیدکنندگان و یا مصرف کنندگان، هر یک به تنهایی معایب بزرگی دارد. در این تحقیق روشی جدید برای تخصیص هزینه رزرو در بین اجزا قدرت ارائه شده است به گونه ای که هم مصرف کنندگان انگیزه کافی برای ارائه مقدار واقعی قابلیت اطمینان مورد نیاز خود و هم تولیدکنندگان انگیزه کافی برای افزایش قابلیت اطمینان خود را داشته باشند.

در این پایان نامه، ابتدا مروری بر مدل های دینامیکی ارائه شده برای توصیف رفتار بیماری های ایدز و هپاتیت، انجام پذیرفته است. سپس مسأله ی کنترل بهینه ی بیماری های ایدز و هپاتیت، به طور جداگانه، مورد بررسی قرار گرفته اند. مسائل کنترل بهینه برای (الف) افزایش کیفیت درمان و (ب) کاهش میزان مصرف دارو، تعریف شده اند و در ادامه با استفاده از الگوریتم ژنتیک باینری و الگوریتم شبیه سازی تبرید حل شده اند. در اغلب اوقات، به علت ضعف سیستم ایمنی بدن بیماران مبتلا به ایدز، در مقابله با عوامل بیماری زای عفونی، تعدادی از عفونت های موسوم به عفونت های فرصت طلب، بدن بیمار را آلوده می کنند. بیماری هپاتیت از جمله عفونت های فرصت طلب است که غالبا در بدن بیماران مبتلا به ایدز، یافت می شود. بررسی ریاضی و سیستمی ابتلای همزمان به بیماری های ایدز و هپاتیت تا کنون در کتب و مراجع علمی انجام نپذیرفته است. در این پایان نامه با توجه به اهمیت ویژه ای که این موضوع دارد، با استفاده از مدل های موجود برای توصیف رفتار دینامیکی بیماری های ایدز و هپاتیت، مدلی ترکیبی برای توصیف تعامل سیستم ایمنی بدن انسان با بیماری های ایدز و هپاتیت بطور همزمان هم زما، ارائه شده است. سپس مسأله ی کنترل بهینه ای بر روی مدل ترکیبی به دست آمده تعریف شده است و این مسأله نیز با استفاده از الگوریتم ژنتیک باینری و الگوریتم شبیه سازی تبرید حل گردیده است. نتایج به دست آمده حاکی از کارایی الگوریتم های مورد استفاده برای حل مسائل کنترل بهینه ی مورد بررسی است. نتایج نشان می دهند که، با استفاده از الگوی درمانی پیشنهاد شده توسط الگوریتم ژنتیک باینری و الگوریتم شبیه سازی تبرید، ضمن صرفه جویی قابل توجهی در میزان مصرف داروها، کیفیت درمان در حد بسیار مناسبی خواهد بود.

سیستم تهویه هوای مد نظر سیستمی چند متغیره، غیر خطی که دارای مدهای عملیاتی مختلف است می باشد. این سیستم در دانشگاه سویا اسپانیا پیاده سازی شده است و از 11 مد کاری بهره می گیرد که توسط شیرهای الکتریکی درون پروسه تعیین می شود. بواسطه تعداد مدهای کاری زیاد وخروجی های متعدد، کنترل این سیستم با پیچیدگی هایی همراه است. با هدف تهویه هوا، کنترل نظارتی مد نظر قرارگرفته است که با استفاده از سوئیچینگ بین مدها سعی در کنترل دمای تبخیر کننده و استفاده بیشتر از صفحات خورشیدی را دارد. در این پایان نامه کنترل کننده پیاده شده ارزیابی می گردد و معایب آن مطرح می شودو کنترل کننده بهینه هیبریدی پیشنهاد خواهد شد. در کنترلر پیشنهادی با توجه به این که هر مد دارای رفتار خاصی می باشد، تابع هزینه خاصی با ضرایب قابل تغییر مد نظر قرار می گیرد. که با استفاده از این ضرایب می توان اهمیت کنترل را برای متغیر تابع هزینه تغییر داد.

تعیین مکان و اندازه بهینه منابع تولید پراکنده (dgs) در سیستم های توزیع برای کسب ماکزیمم منافع بالقوه با اهمیت می باشد. در این پایان نامه یک طراحی چند هدفه برای تعیین مکان و اندازه منابع dg در شبکه های توزیع موجود مبتنی بر روش ipso-monte carlo ارائه شده است. اهداف شامل مینیمم کردن تلفات اکتیو و راکتیو، بهبود پروفایل ولتاژ و بهبود قابلیت اطمینان سیستم های توزیع می باشد. تکنیک بکار رفته مبتنی بر الگوریتم بهینه یابی اجتماع ذرات بهبود یافته(ipso) و روش شبیه سازی مونت کارلو(monte carlo) می باشد. همچنین در این پایان نامه اثر مدل های بار در مسئله مکان یابی dg بررسی شده است. الگوریتم ارائه شده بر روی یک شبکه توزیع قدرت 33 باسه تست شده است.

سیستم های کنترلی بسیاری توسط کنترل کننده های پیش بین کنترل می شوند. این کنترل کننده ها معمولا منجر به پایداری سیستم حلقه بسته در مقابل اغتشاش و عدم قطعیت می شوند. کنترل کننده های پیش بین دستهای از کنترل کننده های نوین هستند که به دلیل عملکرد مناسب و ویژگی های مثبت خود، در سال های اخیر، کاربردی گسترده در صنایع گوناگون یافته اند. در این میان، آنچه منجر به افزایش کارآیی و بهره وری سیستم های تولیدی می گردد، پایش و ارزیابی سیستم های کنترلی بکار گرفته در تعامل با سیستم های صنعتی می باشد. لذا، در این پایان نامه ارزیابی عملکرد حلقه بسته کنترل کننده های پیش بین مورد توجه قرار گرفته است. کنترل کنندههای پیشبین به سه روش طراحی شده اند. این سه روش عبارتند از gpc، dmc و pfc. و به منظور بررسی مقاومت کنترل کنندهها اثر اغتشاش قابل اندازه گیری و اثر عدم قطعیت در نظر گرفته شده است. دو شاخص عملکرد مورد استفاده در این پایان نامه معیار harris و معیار براساس کنترل پیش بین تعمیم یافته (gpc) می باشد. بدین منظور، معیار gpc برای سیستم های mimo تعمیم یافته است. برای مقایسه عملکرد معیارهای مذکور، از ویژگی های پاسخ پله مانند خطای حالت ماندگار، ورودی کنترلی، نیز معیارهای پاسخ ماندگار مانند زمان مرده، فراجهش و زمان نشست برای بررسی حالت گذرای سیستم استفاده شده است.

هدف استفاده از الگوریتمهای کنترل هوشمن جهت استفاده در نیروگا های ترکیبی (فتو ولتاییک- باتری- دیزل ونراتور) به منظور عملکرد بهینه نیروگاه جهت تامین توان مورد نیاز است. بدین منظور از الگوریتمهای تپه نوردی و تجمیع ذرات استفاده شده است که نتایج حاصل برای بررسی مساله به دو صورت مساله 24 ساعته و 24 مساله 1 ساعته حل شده نتایج مقایسه گردیدند. در این پایان نامه مساله انتخاب سایز قطعات نیروگاهی مد نظر نیست و سایزی فرضی در نظر گرفته شده است.

در این پایان نامه، مسئله کنترل و همزمان‏سازی آشوب در سیستم‏های مرتبه کسری بررسی و خانواده جدیدی از سیستم‏های آشوبناک و فوق آشوبناک نیز معرفی می‏گردند. روش‏های کنترلی مورد استفاده، ?pi?^q-ژنتیک، خطی‏سازی فیدبک-ژنتیک، ?pi?^q-خطی‏سازی فیدبک-ژنتیک و سطح لغزشی-ژنتیک می‏باشند که در کنترل سیستم‏های غیر خطی به عنوان یک روش کنترلی مطلوب بسیار مور‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏د استفاده قرار گرفته‏اند. سیستم‏های آشوبناک به دلیل پیچیدگی بیشتری نسبت به سیستم‏های معمولی، نسبت به پارامترهای کنترلی حساس‏تر می‏باشند. الگوریتم بهینه‏سازی ژنتیک نیز به عنوان یک الگوریتم تکاملی به علت سادگی، مقاومت و سریع بودن، روشی است که می تواند برای چنین مسائل بهینه سازی به کار رفته و نتایج مطلوبی به دست دهد. اثبات پایداری هر یک از روش‏های کنترلی به منظور کنترل و همزمان‏سازی در قسمت مربوطه انجام گرفته و نتایج شبیه‏سازی نیز برای هر کنترل کننده آورده می‏شود. مقاوم بودن کنترل کننده‏های طراحی شده نسبت به نویز و عدم قطعیت، نیز بررسی می‏شود.

در این پایان نامه یک شبکه کوچک با منبع تولید انرژی سلول خورشیدی همراه با باتری جهت ذخیره انرژی که قابلیت اتصال به شبکه برق سراسری را داراست، در نظر گرفته شده است. کمبود انرژی مورد نظر این شبکه توسط شبکه برق سراسری تامین و مازاد انرژی تولیدی در شبکه کوچک به شبکه برق سراسری فروخته می شود. یک الگوی توان مصرفی مسکونی برای این شبکه کوچک در نظر گرفته شده است. برای بهینه سازی هزینه های مصرف کننده در این شبکه از 3 سناریو استفاده شده است. در سناریو اول، اولویت اصلی شارژ باتری توسط سلول خورشیدی و سپس مازاد انرژی تولیدی در شبکه مصرف می شود. در سناریو دوم، یک الگوریتم کنترلی که از پیش بینی میزان توان مورد نیاز ساعتی و توان تولیدی جهت بهینه کردن هزینه ها استفاده می کند، ارائه شده است. این الگوریتم با کاهش تعداد سیکل های شارژ و دشارژ غیرضروری باتری و شارژ باتری با مازاد توان تولیدی، هزینه های شبکه کوچک را بهینه کرده است. برای پیش بینی میزان توان تولیدی سلول خورشیدی از داده های واقعی دما و تابش ساعتی شهر قزوین و برای پیش بینی میزان توان مورد نیاز ساعتی از یک الگوی توان مصرفی مسکونی استفاده شده است. در سناریو سوم تعداد بهینه باتری برای ذخیره انرژی جهت استفاده در ساعات اوج مصرف و همچنین میزان توان تولیدی توسط سلول خورشیدی که در هر ساعت باید در باتری ذخیره یا به مصرف کننده داده شود تعیین می شوند. این عمل با توجه به پیش بینی میزان توان مورد نیاز ساعتی و توان تولیدی، توسط الگوریتم ژنتیک به گونه ای انجام می شود که هزینه های مصرف کننده بهینه باشد. نتایج حاصل نشان می دهد که سناریو سوم با %42/22 کاهش در هزینه های مصرف کننده در ماه مرداد و %37/7 کاهش در هزینه های مصرف کننده در ماه بهمن بهترین عملکرد را داشته است.

در بازار برق تجدید ساختار یافته نهادی جدید به نام خرده فروش پا به عرصه ظهور گذاشته است که انرژی را از طریق بازار عمده فروشی، انعقاد قراردادهای مستقیم با تولیدکنندگان و یا اجاره نیروگاه تأمین می کند و آن را با قیمتی معقول به مشترکان می فروشد. این نهاد نوپا با ایفای نقشی فعال در بازار، زمینه غلبه بر مشکلات ناشی از عدم فعالیت سمت خریدار در بازار برق را فراهم کرده است. خرده فروشان در هنگام تعیین استراتژی میان مدت باید در باره دو مسئله مهم تصمیم گیری کنند. آن ها نخست باید تعیین کنند که انرژی مورد نیاز مشترکین خود را از چه طریقی تأمین کنند و همچنین باید تعیین کنند که انرژی را با چه قیمتی و به چه روش قیمت گذاری به مشترکین ارائه کنند. تصمیم گیری در باره این دو مسئله تابع متغیرهای زیادی می باشد که شرکت خرده فروش در زمان تعیین استراتژی از میزان دقیق اغلب آن ها مانند قیمت بازار و میزان مصرف مشترکین اطلاعی ندارد. در این پایان نامه یک چارچوب برنامه ریزی تصادفی برای تعیین استراتژی بهینه خرده فرش ارائه شده است که در آن شرکت با تعیین نحوه تأمین توان و نحوه قیمت گذاری سود خود را حداکثر و خطرپذیری را حداقل می کند. از نکات منحصربه فرد این پایان نامه می توان به مدل سازی بارهای قطع پذیر، مدل سازی نیروگاه بادی به عنوان یکی از منابع تأمین انرژی، مدل سازی اثر قیمت بر رفتار مشتریان و همچنین در نظر گرفتن عدم قطعیت در تقاضای مصرف کنندگان، قیمت و سرعت باد و استفاده از روش های قیمت گذاری متفاوت اشاره کرد. حاصل نهایی مدل های ارائه شده یک مسئله برنامه ریزی مرکب صحیح با ابعاد گسترده است که توسط برنامه gams مدل سازی و توسط برنامه gurobi حل شده است. به منظور ارزیابی مدل های ارائه شده چندین مطالعه موردی با استفاده از داده های واقعی ارائه شده است. نمونه های عملی بررسی شده موید توانایی بالای مدل های پیشنهادی در تعیین استراتژی بهینه خرده فروش در بازار برق می باشد.

تجدید ساختار در سیستم های قدرت، افزایش رقابت و بهبود استفاده از شبکه برق را به دنبال داشته است. مصرف کنندگان در مرکز استراتژی تجاری بازار در شبکه های تجدید ساختار یافته قرار داشته و پرداخت-کننده هزینه های شبکه مانند هزینه ی تامین قابلیت اطمینان هستند. از این رو، مصرف کنندگان ترجیح می دهند که دارای حقوقی در جهت انتخاب سطح ریسک با قابلیت اطمینان مورد نیازشان باشند. در این پژوهش، روشی جدید برای تعیین رزرو بهره برداری بهینه و تخصیص هزینه های بهره برداری ارائه گردید. رزرو بهره برداری بهینه با در نظر گرفتن عدم قطعیت های مربوط به بار الکتریکی و قدرت تولیدی باد و همچنین لحاظ کردن حق انتخاب به مشتریان انرژی الکتریکی طبق برنامه ریزی تصادفی دو مرحله ای تعیین می شود. در این روش، پرداخت هزینه های رزرو تخصیص داده شده در وهله ی اول بر عهده ی نیروگاه ها خواهد بود. به گونه ای که هر مصرف کننده سطح قابلیت اطمینان درخواستی خود را به بازار ارائه می کند. آن دسته از مصرف کنندگان که سطح قابلیت اطمینان درخواستیِ کمتر از سطح قابلیت اطمینان استاندارد سیستم ارائه داده باشند، تکلفی در پرداخت هزینه های رزرو نخواهند داشت و پرداخت هزینه های رزرو بر عهده ی تولیدکنندگان خواهد بود. همچنین دسته ی دیگری از مصرف کنندگان که سطح قابلیت اطمینان درخواستی بیش از سطح قابلیت اطمینان استاندارد سیستم ارائه داده باشند، مکلف به پرداخت هزینه های رزرو خواهند بود. همچنین در شرایطی که مصرف کننده ای سطح قابلیت اطمینان درخواستی پائین تر از سطح قابلیت اطمینان استاندارد سیستم به بازار ارائه داده و هیچ یک از تولیدکنندگان نیز سهمی در انرژی مورد انتظار تامین نشده سیستم نداشته باشند، پرداخت هزینه های رزرو بر عهده ی شرکت انتقال خواهد بود. قیمت بار تامین نشده بر حسب یک تابع انعطاف پذیر که وابسته به ضریب تقاضای درخواستی مشتریان است، تعیین شده است.

امروزه به دلایل زیست محیطی و اقتصادی، سهم تولیدات پراکنده در تولید توان در حال افزایش می باشد. نیروگاه های تولید پراکنده دارای ظرفیت تولیدی از چند کیلو وات تا 10 مگاوات هستند که جهت تولید انرژی الکتریکی در سمت مصرف کنندگان سیستم به کار می روند. آنها دارای انواع مختلفی از قبیل سلول های خورشیدی، پیل های سوختی، میکرو توربین ها، نیروگاه های بادی و... می باشند. امروزه به دلایل زیست محیطی و اقتصادی، سهم تولیدات پراکنده در تولید توان در حال افزایش می باشد. نیروگاه های تولید پراکنده دارای ظرفیت تولیدی از چند کیلو وات تا 10 مگاوات هستند که جهت تولید انرژی الکتریکی در سمت مصرف کنندگان سیستم به کار می روند. آنها دارای انواع مختلفی از قبیل سلول های خورشیدی، پیل های سوختی، میکرو توربین ها، نیروگاه های بادی و... می باشند. در این پایان نامه یک بهینه سازی چند هدفه برای تعیین مکان و اندازه بهینه منابع تولید پراکنده در شبکه های توزیع شعاعی ارائه گردیده است. اهداف در نظر گرفته شامل کاهش تلفات اکتیو، بهبود پروفیل ولتاژ شبکه و بهبود قابلیت اطمینان سیستم توزیع با در نظر گرفتن مدل های مختلف بار می باشد. روش حل بکار رفته برای حل مسئله در این پایان نامه مبتنی بر الگوریتم رقابت استعماری می باشد. الگوریتم ارائه شده بر روی یک شبکه توزیع قدرت 33 باسه تست شده و نتایج حاصله بهبود قابل توجه شاخص های در نظر گرفته شده را نشان می دهد.

کنترل پیش بین نوعی کنترل پیشرفته فرآیند است که از دهه ???? در صنایع فرایند، صنایع شیمیایی و پالایشگاههای نفت به کار می رود. از مزایای این کنترل کننده می توان به برخورد هوشمند با قیود و در نظرگرفتن آن ها در حین طراحی کنترل-کننده، قابل فهم بودن روش، قابلیت تغییر به حالت چند متغیره بدون تغییر زیاد، قابل اعمال به دسته وسیعی از فرایندها و تنظیم ساده پارامترها اشاره کرد. کنترل کننده پیش بین تابعی که توسط ریچالت و کانتز معرفی شد، به خانواده کنترل کننده پیش بین مدل تعلق دارد. این روش دارای مزایای زیادی مانند الگوریتم ساده، حجم محاسبات کم و دقت کنترلی بالا می-باشد. علاوه براین، کنترل پیش بین تابعی در برابر خطاهای مدل سازی مقاوم می باشد. مبحث حسابان کسری (fractional calculus) از جمله مباحث با قدمت طولانی در علم ریاضیات است. سیستم های واقعی برپایه این مفاهیم و هم چنین بکارگیری پتانسیل های نهفته حسابان کسری در بهبود کارایی کنترل کننده های کلاسیک، نمونه هایی از کاربردهای مورد توجه قرارگرفته این مبحث ریاضیاتی است. با توجه به گسترش روزافزون مدل-سازی های انجام شده به کمک دینامیک های با بعد کسری و هم چنین استفاده از این دینامیک ها در طراحی سیستم های کنترلی، لزوم تحلیل رفتاری سیستم های با بعد کسری بیش از پیش احساس می شود. در این پایان نامه سه نوع کنترل کننده طراحی می شود. در بخش اول به طراحی کنترل کننده پیش بین تابعی برای سیستم مرتبه کسری پرداخته خواهد شد و آنالیز حساسیت، تنظیم، اثرتاخیرهای مختلف، اثر تقریب های مختلف و اثر نویز ورودی بررسی خواهد شد. در بخش دوم طراحی کنترل کننده پیش بین تابعی مرتبه کسری برای سیستم مرتبه کسری بیان خواهد شد. در بخش سوم کنترل کننده پیش بین مدل مرتبه کسری برای سیستم مرتبه کسری طراحی خواهد شد و اثر آن روی سیستم های تاخیردار بررسی خواهد شد. نتایج نشان می دهند که کنترل کننده های پیشنهادی عملکرد مطلوبی بر روی سیستم های مرتبه کسری دارد.

با توجه به افزایش استفاده از حسابان کسری برای مدل سازی دقیق تر سیستم ها، نیاز به طراحی کنترل کننده برای این سیستم ها نیز اهمیت پیدا می کند؛ کنترل کننده ای که در مقابل عدم قطعیت ها و اغتشاشات ناخواسته مقاوم باشد. یکی از انواع کنترل کننده های معروف مقاوم، کنترل کننده ی مد لغزشی می باشد. در این نوع کنترل کننده، تمامی متغیرهای حالت سیستم روی یک مسیر از قبل تعیین شده به سمت نقطه ی پایدار هدایت می شوند و به همین دلیل در مقابل عدم قطعیت و اغتشاشات مقاوم بوده و همچنین دارای مشخصات پاسخ گذرای مطلوبی می باشند. تاکنون کنترل کننده های مد لغزشی بسیاری برای سیستم های مرتبه ی صحیح و کسری طراحی شده است اما در این پایان نامه، هدف طراحی کنترل کننده ی مد لغزشی چندسطحی برای سیستم های مرتبه ی کسری هم مرتبه و غیر هم مرتبه می باشد. سطوح لغزش جدیدی با قابلیت کراندار بودن و قابل تنظیم بودن ارائه شده و قانون کنترل مربوطه با محاسبات ریاضی بدست آمده است. پایداری حلقه بسته ی سیستم با استفاده از قضیه ی پایداری لیاپانوف مرتبه ی کسری بررسی و اثبات شده و شرط پایداری حلقه بسته در حضور اغتشاشات و عدم قطعیت استخراج شده است. به منظور عملکرد بهتر کنترل کننده، طراحی های صورت گرفته به حالت کسری نیز تعمیم داده شده است. یکی از معایب کنترل مد لغزشی، بوجود آمدن پدیده ی چترینگ می باشد. در این پایان نامه، به منظور حذف پدیده ی چترینگ، یک قانون کنترل کلیدزنی مبتنی بر منطق فازی ارائه شده است. با توجه به اینکه بهینه بودن کنترل کننده همواره مطرح می باشد، بنابراین، یک تابع هزینه برای طراحی بهینه ی پارامترهای کنترل کننده ی مذکور معرفی و از سه روش بهینه سازی ژنتیک، ازدحام ذرات و رقابت استعماری، بهره گرفته شده است. جهت استفاده از این کنترل کننده در کاربردهای سنکرون سازی و ردیابی، قانون های کنترلی سنکرون ساز و ردیاب نیز استخراج و پایداری حلقه بسته ی آنها بررسی شده است. به منظور بررسی عملکرد کنترل کننده های طراحی شده، از سیستم های آشوبناک مرتبه ی کسری به عنوان نمونه استفاده شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی ها ی صورت گرفته بیانگر عملکرد مقاوم کنترل کننده در حضور عدم قطعیت و اغتشاشات، پایداری حلقه بسته، سیگنال کنترلی کراندار، زمان نشست کوتاه بوده و در مقایسه با کنترل کننده ی مد لغزشی تک سطحی متداول، از مشخصه های بهتری برخوردار می باشد.

در سیستم های قدرت تجدید ساختار شده، اپراتور مستقل سیستم (iso) از برنامه ریزی مشارکت واحدها با در نظر گرفتن قیود امنیت سیستم (scuc) برای تسویه بازار روز بعد بهره می گیرد. همچنین ذخیره گردان واحدهای تولیدی و بارهای قابل قطع به عنوان ذخیره بهره برداری سیستم مورد استفاده قرارگرفته اند. برخی محدودیت های استفاده از بارهای قابل قطع از جمله حداکثر توان قطع شده، حداکثر ساعات قطع بار در یک روز، حداکثر طول هر قطعی و غیره در مدل سازی لحاظ شده اند. از جمله یکی از این محدودیت ها فاصله زمانی میان درخواست اپراتور و پاسخ بار قابل قطع می باشد. همچنین امید ریاضی انرژی تغذیه نشده (eens) به عنوان معیاری برای قطع بار ناخواسته سیستم بکار رفته و روشی برای محاسبه آن در حضور بار قابل قطع در مدل تصادفی پیشنهادی ارائه شده است. در مدل پیشنهادی، برای در نظر گرفتن عدم قطعیت های سیستم قدرت از برنامه ریزی تصادفی به صورت یک مدل اعداد صحیح مرکب دو مرحله ای (smip) استفاده شده است. مرحله اول این برنامه شامل برنامه ریزی مشارکت واحدها با در نظر گرفتن قیود خطوط انتقال در شرایط ماندگار سیستم و مرحله دوم آن مربوط به تأمین امنیت سیستم از طریق ذخیره تخصیصی به واحدها و بارهای قابل قطع در سناریوهای مختلف می باشد. در واقع هدف این برنامه تعیین مشارکت واحدهای تولیدی، انرژی تولیدی آن ها و همچنین ذخیره گردان تخصیصی به هر یک از واحدهای تولیدی و بارهای قابل قطع برای روز بعد می باشد. روش مونت کارلو برای شبیه سازی خروج های تصادفی واحدهای تولید و خطوط انتقال، عدم قطعیت در پیش بینی بار و عدم پاسخ بار قابل قطع به اپراتور سیستم استفاده شده است. در نهایت از روش پس رونده برای کاهش سناریوهای تولیدشده استفاده شده، بطوریکه علی رغم کاهش حجم محاسبات، دقت حل مسئله در حد مطلوب باقی بماند. مدل پیشنهادی بر روی سیستم 3 باسه و 24 باسه ieee-rts مورد آزمایش قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که استفاده از ذخیره بارهای قابل قطع با توجه به محدودیت های استفاده از آن و مهم تر از آن موقعیت مکانی بار قابل قطع، هزینه بهره برداری سیستم را کاهش داده و تأثیر بسزایی بر افزایش قابلیت اطمینان سیستم و کاهش قیمت بازار در نقاط پیک و بحرانی دارد.

تجدید ساختار در صنعت برق در سراسر جهان بازارهای جدیدی برای تجارت انرژی برق ایجاد می¬کند، از این¬رو بازارهای رقابتی برای تولید وتقاضای برق جایگزین حالت انحصاری شده¬اند. هزینه برق به عوامل مختلفی شامل تولید انرژی، هزینه انتقال و توزیع وابسته می باشد. در سیستم های قدرت تجدید ساختاریافته با وجود محدودیت¬های انتقال و تعداد محدود تولیدکنندگان، بازار رقابتی جایگزین بازار فروش چند قطبی شده است. در این بازار¬ها، هر تولیدکننده با بکارگرفتن استراتژی قیمت بهینه، سعی در حداکثر نمودن سود خود دارد. در این پایان نامه، مساله پیشنهاد قیمت¬دهی بهینه تولید کننده ها، در دو سناریو بدون و با محدودیت خطوط انتقال، ارائه شده است. مساله استراتژی قیمت¬دهی بهینه با یک مساله بهینه سازی دو سطحی مدل می¬شود که در سطح اول، هرتولید کننده سود خود را حداکثر می¬کند و در سطح دوم، بهره بردار مستقل سیستم قدرت با در نظر گرفتن محدودیت های خطوط انتقال و قیود امنیتی سیستم قدرت به تسویه بازار می¬پردازد. در این پژوهش فرض شده مقدار میانگین و واریانس قیمت پیشنهادی رقبا در دسترس می¬باشد و مدلسازی رفتار قیمت دهی رقبا توسط شبیه سازی مونت کارلو صورت گرفته است. مراحل شبیه سازی در دو حالت (بدون و با محدودیت خطوط انتقال) به یافتن بهترین استراتژی قیمت دهی تولیدکننده و بدست آوردن قیمت ناحیه¬ای در هر ناحیه منجر شده است. بمنظور پیدا کردن استراتژی قیمت¬دهی بهینه از الگوریتم رقابت استعماری که دارای سرعت همگرایی بالایی می¬باشد، استفاده شده است. در نهایت، سیستم مورد مطالعه30 باسه ieee، به عنوان سیستم قدرت نمونه، برای پیاده سازی روش پیشنهادی بکار برده می¬شود.

یکی از چالش های مهم در کنترل پیش بین مدل‎‎ حضور نامعینی در مدل سیستم می باشد. در این پایان نامه رویکردی جدید در طراحی کنترل کننده پیش بین مقاوم برای سیستم های غیر خطی دارای نامعینی پیشنهاد می شود.

در سال های اخیر، استفاده از مزارع بادی برای تولید توان الکتریکی به سرعت افزایش یافته است. با توجه به این موضوع و حرکت کشورها به سمت تجدید ساختار در صنعت برق و رقابتی تر شدن بازار برق، بکارگیری استراتژی پیشنهاددهی مناسب توسط تولیدکنندگان توان بادی از اهمیت بیشتری برخوردار شده است. این پایان نامه روشی برای تعیین استراتژی پیشنهاددهی بهینه ی تولیدکنندگان توان بادی دارای قدرت بازار جهت حضور استراتژیک در بازار روز- بعد با شیوه ی پرداخت بر اساس پیشنهاد ارائه داده است.