امروزه استفاده از منابع تولید پراکنده یا dg، بخاطر داشتن مزایای زیادی برای مصرف کنندگان و شبکه از جمله : پیک سایی، بهبود کیفیت توان و قابلیت اطمینان ، افزایش بهره وری و بهبود اثرات زیست محیطی در اکثر کشورهای جهان بسیار مورد توجه قرار گرفته است. با توجه به افزایش نفوذ dg در بخش توزیع سیستم قدرت، لازم است برخی از مشکلات که مربوط به مد بهره برداری متصل به شبکه می باشد مورد توجه قرار گرفته و در پی رفع آن باشیم. یکی از این مشکلات، جزیره ای شدن این منابع به هنگام قطع شبکه سراسری است. جزیره ای شدن بصورت تصادفی dg، یک شرایط بهره برداری نامطلوبی است که می تواند خطراتی را برای ایمنی عمومی، شبکه و مصرف کنندگان و خود dg به همراه داشته باشد. لذا بایستی این پدیده به سرعت تشخیص داده شده و به دنبال آن واحد dg از مدار خارج شود. روش های اصلی شناسایی جزیره ای شدن شامل روش های پسیو و اکتیو می باشند. روش های پسیو دارای محدودیت های می باشند از جمله ناتوانی در تشخیص جزیره ای شدن سیستم در حالت تعادل توان تولیدی dg و توان مصرفی بار. این محدودیت ها ما را به سمت استفاده از روش های اکتیو سوق می دهند. روش های اکتیو شناسایی جزیره ای شدن بر پایه ایجاد یک اغتشاش عمدی کوچک در پارامترهای سیستم عمل می کنند. در این مطالعه قصد داریم مفهوم جزیره ای شدن و اهمیت تشخیص آن را مورد بررسی قرار دهیم. در ادامه به ارزیابی روشهای تشخیص جزیره مانند روشهای پسیو و اکتیو می پردازیم. روشهای اکتیو ,sms ,sfs ,afd current injection بطور مبسوط مورد تحلیل قرار گرفته و مزایای و معایب هر یک استخراج می شود. از بین روشهای اکتیو مذکور روش current injection مورد بررسی بیشتر قرار گرفته و مشکل آن که بحث قابلیت اطمینان پایین روش است با ارائه یک الگوریتم ساده برطرف می شود. در ادامه اثر متقابل این روشهای تشخیص اکتیو بر استراتژیهای کنترلی بخش واسطه واحد dg مورد ارزیابی قرار گرفته و با هم مقایسه می شود. در پایان هم بحث عملکرد جزیره ای واحدهای تولید پراکنده ارزیابی خواهد شد و با شبیه سازی سناریوهای مختلف لزوم یک استراتژی کنترلی مناسب واحد dg بررسی می شود.

در عصر حاضر روی آوردن به انرژی های تجدیدپذیر به علت افزایش قیمت سوخت های فسیلی و کاهش هزینه منابع انرژی تجدیدپذیر یک ضرورت اجتناب ناپذیر است. در این میان تولید انرژی از طریق فتوولتاییک دارای بیشترین رشد در میان منابع انرژی است. تا کنون ساختارهای گوناگونی برای اتصال سامانه ی فتوولتاییک به شبکه ارایه شده است که بیشتر و پیشتر از هر چیز دیگری به سطح توان سامانه بستگی دارد. به دلیل ویژگی های منحصر به فردشان، در این پایان نامه به بررسی کنترل های اصلی اینورترهای کم توان مشهور به ماژول-مجتمع پرداخته ایم. با بحث بر روی بخش های مختلف این نوع از اینورترها وظایف کنترلی هر کدام از بخش ها مورد تاکید قرار گرفت. با توضیح الگوریتم mppt و چند روش پرکاربرد آن، روشی برای بهبود عملکرد آن ارایه شد. شبیه سازی های طراحی شده، بهبود حاصله را چه در شرایط مانا و چه در حالت گذرا اثبات می نمایند. همچنین پیاده سازی دو الگوریتم mppt و آزمون صحت عملکرد آنها گزارش شد. در بخش مبدل dc/ac با معرفی مختصر مبدل h6 به کار برده شده، و مدهای مختلف کلیدزنی آن، ساختار کنترلی مبدل تشریح شد. با اشاره به ضرورت استفاده از کنترل حلقه ی قفل فاز، این کنترلر با موفقیت شبیه سازی و در نهایت پیاده سازی شد. همچنین حلقه ی کنترل جریانی مبدل dc/ac بررسی و در فضای آنالوگ و دیجیتال شبیه سازی شد اما به دلیل نبود پیش نیازهای حفاظتی و کنترلی آزمون نهایی این کنترل به صورت متصل به شبکه انجام نشد.

باتوجه به سیاست های جهانی انرژی و گران شدن حامل های انرژی، آلودگی محیط زیست و نیز روبه اتمام بودن سوخت های فسیلی، سیستم های فتوولتاییک رشد روزافزونی پیدا کرده اند. با عنایت به راندمان پنل های خورشیدی و گران بودن انرژی حاصل از آنها لزوم افزایش بازده در این سیستم ها واضح و مبرهن است. برای این افزایش بازده می توان به افزایش بازده پنل، مبدل توان و الگوریتم تعقیب نقطه بیشینه توان پرداخت. در این پایان نامه به بررسی افزایش بازده الگوریتم تعقیب نقطه بیشینه توان پرداخته شده است. الگوریتم تعقیب نقطه بیشینه توان با اعمال کنترل مناسب، توان خروجی پنل را در بیشترین سطح ممکن نگه می دارد. در این پایان نامه به بررسی روش های تعقیب نقطه بیشینه توان پرداخته شده است، سپس با بیان مزایا، معایب و مقایسه آنها، دو روش آشفتگی و مشاهده و هدایت افزایشی جهت پیاده سازی انتخاب گردیده است. در این پایان نامه نشان داده شد که با انتخاب درست نرخ نمونه گیری وگام الگوریتم آشفتگی و مشاهده به راندمان نقطه ای 96/4% دست خواهیم یافت و در نهایت نیز الگوریتم اصلاح یافته ای بر مبنای الگوریتم آشفتگی و مشاهده ارایه گردید.از ویژگی های الگوریتم پیشنهادی می توان به راندمان بالاتر و سرعت پاسخگویی بهتر و نوسان کمتر در حالت مانا اشاره کرد. برای پیاده سازی عملی الگوریتم ها از پردازنده سیگنال دیجیتال tms320f2812 ساخت شرکت ti و مبدل dc-dc با سلف کوپل شده با قابلیت افزایندگی بالا، بهره گرفته شده و نتایج حاصله ارزیابی و تحلیل شده است.

تاکنون توپولوژی های گوناگونی برای اتصال ماژول های فتوولتائیک به شبکه، ارائه شده است. هدف ما در این پایان نامه طراحی یک مبدل dc-dc است که ولتاژ خروجی پنل را به صورت یک سینوسی یکسو شده تبدیل کند، که با استفاده از پل نوسان ساز تبدیل به ولتاژ سینوسی برق شبکه شود. در این پایان نامه، بعد از توضیحات مقدماتی درباره سیستم های فتوولتائیک، در فصل دوم به بررسی مبدل های dc-dc افزاینده پرداخته ایم. از بین مبدل های پیشنهاد شده، مبدل های افزاینده سلف کوپل شده دارای بازده و افزایندگی بالاتری نسبت به بقیه توپولوژی ها می باشند. همچنین مبدل افزاینده استفاده شده در این پایان نامه و تحلیل آن، در فصل دوم، آمده است. در ادامه، دسته بندی انواع اینورترهای متصل به شبکه و مزایا و معایب آن ها آمده است که با توجه به توضیحات، میکرواینورترهای یک مرحله ای با توجه به نبود تلفات ناشی از وجود سایه و عدم تطابق بین پنل ها و نیز حجم و قیمت پایین تر دارای عملکرد بهتری می باشند. با توجه به اینکه می خواهیم ولتاژ خروجی پنل، به صورت سینوسی یکسو شده، به سطح ولتاژ شبکه برسد و ازآنجایی که نیاز داریم که سطح ولتاژ خروجی کمتر از ولتاژ پنل و به صفر برسد، یک مبدل dc-dc سلف کوپل شده افزاینده-کاهنده طراحی و پیاده سازی عملی شده است. این مبدل شامل دو قسمت افزاینده و کاهنده می باشد. قسمت افزاینده آن، مبدل افزاینده سلف کوپل شده است و قسمت کاهنده آن، یک کاهنده معمولی می باشد. ساختار مبدل ساده است و به صورت افزاینده-کاهنده پشت سرهم عمل می کند. مبدل دارای دو کلید می باشد که نحوه سوئیچ زنی آن ها به گونه ایست که دو کلید بطور کامل و همزمان سوئیچ زنی نمی کنند. در فصل چهارم، نحوه ی تولید spwm برای سوئیچ زنی کلید ها و شکل موج خروجی مناسب توضیح داده شده است. برای تولید spwm از میکرو کنترلر arm-stm32f103re استفاده شده است و بازده آن با استفاده از وسایل اندازه گیری آزمایشگاه، بیش از 95 درصد می باشد. در انتها نیز نتایج شبیه سازی در محیطmatlab و تست عملی مبدل، آمده است.

حقیق ارزیابی سطح رقابت در یک بازار در حضور محدودیتهای شبکه از طریق یک سری شاخصهای مناسب و با ملاحظه رفتار استراتژیک تولید کنندگان می باشد. تمرکز نهایتاً بر روی مونیتور کردن و آشکارسازی نیروی بازار بالقوه ناشی از پرشدگی در خطوط انتقال است. پیدایش نیروی بازار مفهومی جدی و مهم در بازارهای انرژی الکتریکی امروز، می باشد. سیستمی مورد نیاز است که روند بازار را نظارت کند که البته تحقیقات و پیشنهادات زیادی در رابطه با چگونگی مواجهه با این مشکل در طول سالها، ارائه شده است. ما ایده ای را مطرح می کنیم که در آن، شرکت کنندگانی که از توانایی بالا بردن قیمتها بدون از دست دادن سهم خود در بازار برخوردارند، مشخص نماییم. توانایی که در یک بازار رقابتی نبایستی وجود داشته باشد. برای بررسی و شبیه سازی بازار برق در شرایطی که محدودیت برخی خطوط و در عین حال، پیشنهادهای راهبردی فروش تولید کنندگان (هم از لحاظ مقدار توان عرضه شده و هم قیمت پیشنهادی) که به نوعی رقابت را در سیستم تحت تأثیر قرار می دهد، در نهایت روی سیستم 30 باسه ieee شبیه سازی صورت گرفت. در بخشی که محدودیت های خطوط انتقال را بر پیشنهادهای راهبردی فروش تولیدکنندگان و ایجاد نیروی بازار تحقیق کردیم نتایج زیر بدست می آید: 1- قیمتهای حدی گره ای با پیدایش تراکم در خطوط انتقال، اختلاف بیشتری با هم پیدا می کنند. اگر خط انتقال، رابط دو ناحیه باشد و در آن تراکم روی دهد، در یک ناحیه قیمتها افزایش چشمگیری می یابند که این مساله تولیدکنندگان این منطقه را ترغیب به تشدید تراکم در آن خط می نماید. 2- تولیدکنندگان در یک ناحیه که از شرایط ذکرشده در بند فوق برخوردارند، با اعمال یکی از دو ساز و کار زیر بطور غیرمستقیم، باعث ایجاد پدیده ی نیروی بازار می گردند: - محدودیت یا مضایقه در عرضه بخشی از خروجی فیزیکی - پیشنهاد فروش توان خروجی در قیمتهای بالاتر 3- آنچه که در رابطه با این دو روش برای تولیدکنندگان جالب توجه است، یکسان بودن نتایج دو روش است، یعنی اگر با افزایش قیمت پیشنهادی فروش برق، نهایتا به این نتیجه برسند که در مقدار خروجی معینی سود بیشتری دارند که حاصل از نوعی رقابت گریزی آنهاست، در این صورت از استراتژی دوم استفاده می کنند و بدون تغییر در قیمت پیشنهادی خود، تنها ظرفیت تولید خود را به آن مقدار محدود می کنند و پیشنهاد فروش می دهند، و مطابق نتایج شبیه سازی ما، به همان میزان استراتژی افزایش قیمت، سود مازاد بیشتری کسب می کنند. این مساله باید مورد توجه دست اندرکاران ناظر بازار باشد که تنها تعیین سقف قیمت مجاز برای تولیدکنندگان نمی تواند مانع رقابت گریزی آنها گردد. در ادامه با معرفی یک شاخص که انحصارطلبی را آشکار می سازد و شبیه سازی سیستم نمونه، این نتیجه بدست آمد که می توان با یافتن مقدار توانی که در انحصار تولید یک شرکت تولیدی است، پتانسیل آن نقطه از شبکه را از جنبه رقابت گریزی سنجید. به طوری که در سیستم مورد مطالعه ما مشاهده شد برخی تولیدکنندگان که در یک ناحیه تحت تراکم ( بواسطه محدودیت خطوط انتقال) قرار دارند، می توانند بخشی از توان خود را به هر قیمتی که بخواهند بفروشند. شناسایی این نقاط در شبکه بسیار مهم است، چرا که با تعمیم این الگوریتم ها در شبکه بزرگ و یافتن این نقاط، می توان کمبودها را در شبکه شناسایی کرد و سرمایه گذاریها را بویژه در بخش تولید پراکنده به این محل ها سوق داد و مانع اعمال نیروی بازار از سمت شرکتهای موجود گردید. برای تائید صحت نتایج این روش، به کمک شاخص های نیروی بازار، سیستم قبل شبیبه سازی گردید و شدت رقابت گریزی در این نقاط با مقادیر کمی آشکار گردید.