امروزه با گسترش روزافزون سیستم های قدرت و مطرح شدن فرکانس بعنوان یکی از معیار های سنجش کیفیت توان تحویلی، نیاز به کنترل آن به یک امر اجتناب ناپذیر تبدیل شده است. هدف اصلی از کنترل فرکانس سیستم، حفظ فرکانس در مقدار نامی و توان تبادلی در مقدار قراردادی می باشد. در این زمینه روش های کنترلی مختلفی ارائه گشته است، که بین آنها کنترلر های piو pid بدلیل سادگی و قابل پیاده سازی بودن آنها از متداول ترین کنترلر ها می باشد که معمولا برای یک نقطه کار و بر اساس مدل خطی سیستم طراحی می شود. نقطه ی کار سیستم بدلیل تغییر مقدار بار نواحی بطور دائم در حال تغییر بوده و بنابراین این نوع کنترل کننده ها ممکن است برای تمام نقاط کار سیستم مناسب نباشند. در سالها ی اخیر روش های کنترلی مختلفی مانند روش های وفقی و هوشمند جهت حل این مشکل ارائه شده است. از آنجا که تخمین متغییرهای یک سیستم قدرت با استفاده از روش های کنترل وفقی مشکل می باشد و در عمل ممکن است امکان پذیر نگردد، استفاده از روش های هوشمند جهت حل مسئله، مورد توجه قرار گرفت. روش های هوشمند موجود اغلب برگرفته از طبیعت و محیط پیرامون انسان می باشد. الگوریتم های تکاملی موجود مانند pso و ga از روش های بهینه سازی هستند که می توانند ضرایب کنترلر های pi وpid را در راستای بهبود مشخصه های دینامیکی سیستم، تولید نمایند. اما این نوع الگوریتم ها نیز بدلیل صرف زمان زیاد جهت تولید ضرایب کنترلر ها ، جهت کنترل بهنگام سیستم مناسب نمی باشند. با مطرح شدن اصول منطق فازی و در ادامه مطرح شدن کنترلر های فازی؛ بسیاری از مسائل موجود در مدل سازی سیستم های پیچیده و کنترل این نوع سیستم ها رفع شد. با این حال مسائلی مانند تعیین ضرایب بهینه ی وزن دهی و پارامتر های بهینه ی توابع عضویت این نوع کنترلر ها نیز مطرح است. جهت رفع این مشکل می توان از ترکیب الگوریتم های هوشمند استفاده کرد که یکی از الگوریتم های قدرتمند را می توان شبکه های وفقی عصبی فازی (anfis) دانست. شبکه های وفقی عصبی فازی ترکیب دو الگوریتم فازی و شبکه های عصبی مصنوعی است. در این پایان نامه از الگوریتم pso جهت تولید ضرایب بهینه ی یک کنترلرpid در نقاط مختلف کار سیستم استفاده شده است. ضرایب بدست آمده بصورت نابهنگام را بعنوان یک مجموعه اطلاعات آموزشی جهت آموزش anfis استفاده می شود.anfis بوسیله ی الگوریتم آموزشی ترکیبی و بواسطه ی تغییر پارامتر های توابع عضویت سعی در حداقل کردن خطای بین خروجی واقعی و خروجی بهینه ی بدست آمده از الگوریتم pso دارد. سپس anfis یک نقشه کلی بین نقاط کار و ضرایب بهینه ی سیستم ایجاد می کند و از این طریق ضرایب کنترلر pid بصورت بهنگام به ازای تغییر نقاط کار سیستم تغییر می کند. شبیه سازی بر روی یک سیستم چند ماشینه در حضور کنترلر pid طراحی شده توسط anfis انجام گرفته است. با مقایسه نتایج بدست آمده از کنترلر pid طراحی شده توسط anfis ، pso و ّfuzzy، مشاهده می گردد کنترلر pid طراحی شده توسط anfis نسبت به دیگر روش های ذکر شده در تعقیب تغییر نقطه کار سیستم عملکرد بهتری دارد.

کارهای صورت گرفته شده در این پایان نامه شامل طراحی و ساخت بردهای مورد نیاز جهت کنترل سرعت موتور القایی، شامل بردهای سنسور جریان و برد درایور ماژول هوشمند قدرت، پیاده سازی روش v/f بر روی پردازنده ی سیگنال دیجیتال tms320f2812 با استفاده از کنترل کننده ی فازی، پیاده سازی روش کنترل برداری غیرمستقیم در مختصات شار رتور توسط اینورتر منبع ولتاژ بر روی پردازنده ی سیگنال دیجیتال tms320f2812 با استفاده از کنترل کننده ی فازی و پیاده-سازی روش کنترل برداری غیرمستقیم در مختصات شار رتور توسط اینورتر منبع ولتاژ در حالت کنترل جریان بر روی پردازنده ی سیگنال دیجیتال tms320f2812 با استفاده از کنترل کننده ی فازی می باشد. به منظور تولید کدهای مورد نیاز پردازنده ی سیگنال دیجیتال از ارتباط بین matlab با این پردازنده استفاده شده است. سرعت و جریان موتور، بعد از ورود به پردازنده توسط ورودی های دیجیتال و آنالوگ، توسط کانال مخصوصی خوانده شده اند. برای سنجش عملکرد کنترل کننده ی فازی، آزمایش هایی همچون تغییر پله ای سرعت مرجع و بار صورت گرفته است. همچنین برای اثبات مقاوم بودن کنترل کننده ی فازی، آزمایش هایی همچون تغییر مقاومت استاتور و قطع فاز استاتور در دستور کار قرار گرفت. نتایج عملی حاکی از عملکرد مقاومتر، پاسخ دینامیکی سریعتر و خطای حالت دائمی کمتر کنترل کننده ی فازی نسبت به کنترل کننده های pi و pi-ip در آزمایش های تغییر پله ای سرعت مرجع و بار و همچنین عدم قطعیت در پارامترهای موتور می باشد.

چکیده موتورهای القایی به علت سادگی، قابلیت اطمینان و بازده بالا، قیمت پایین، عدم کموتاسیون و نیاز به سرویس کمتر، بسیار زیاد در مصارف صنعتی مورد استفاده می شوند. جهت کنترل موتور القایی از دو روش اصلی اسکالر و برداری استفاده می شود. روش اسکالر که از طریق کنترل اندازه متغیرها انجام می گیرد و در آن کنترل پاسخ حالت دائمی سیستم مد نظر است در این روش شار وگشتاور اثر تزویج متقابل بر روی یکدیگر داشته و باعث کندی پاسخ موتور القایی نسبت به تغییر سیگنال مرجع ورودی می شود. در روش کنترل برداری اندازه و فاز متغیرها کنترل می شود و علاوه بر پاسخ حالت دائمی پاسخ حالت دینامیکی نیز کنترل می شود و امکان کنترل کردن موتور القایی را به طور مشابه با یک موتور جریان مستقیم با تحریک مستقل را فراهم می سازد و با این روش می-توان شار و گشتاور را به طور مستقل کنترل کرد. برای تنظیم کردن ضرایب کنترل کننده های کلاسیک می توانیم از روش سعی و خطا استفاده کرد که برای رسیدن به پاسخ پله مطلوب روش مطمئنی نیست وخیلی دشوار است. روش دیگر برای رسیدن به پاسخ پله مطلوب، استفاده از الگوریتم های هوشمند، مانند الگوریتم ژنتیک می باشد. در این الگوریتم هدف مینیمم کردن تابع هدف می-باشد که این تابع مجموع مقدار ماکزیمم فراجهش، زمان صعود، زمان نشست و خطای حالت ماندگار می باشد. کارهای صورت گرفته شده در این پایان نامه شامل طراحی و ساخت بردهای مورد نیاز جهت کنترل سرعت موتور القایی، شامل بردهای سنسور جریان و برد درایور ماژول هوشمند قدرت، پیاده سازی روش v/f بر روی پردازنده ی سیگنال دیجیتال tms320f2812 با استفاده از کنترل کننده ی کلاسیک، پیاده سازی روش کنترل برداری غیر مستقیم در مختصات شار رتور توسط اینورتر منبع ولتاژ بر روی پردازنده ی سیگنال دیجیتال tms320f2812 با استفاده از کنترل کننده ی کلاسیک و پیاده سازی روش کنترل برداری غیرمستقیم در مختصات شار رتور توسط اینورتر منبع ولتاژ در حالت کنترل جریان بر روی پردازنده ی سیگنال دیجیتال tms320f2812 با استفاده از کنترل کننده ی کلاسیک می باشد. به منظور تولید کدهای مورد نیاز پردازنده ی سیگنال دیجیتال از ارتباط بین matlab با این پردازنده استفاده شده است. سرعت و جریان موتور، بعد از ورود به پردازنده توسط ورودی های دیجیتال و آنالوگ، توسط کانال مخصوصی خوانده شده اند. نتایج عملی طراحی و ساخت روش های کنترل سرعت اسکالر و برداری یک موتور القایی را بر اساس تنظیم ضرایب کنترل کننده های کلاسیک به روش هوشمند برای تغییر پله در سرعت و تغییر پله در بار تایید می کند

در این تحقیق با کنترل مناسب توان اکتیو تولید شده در توربین بادی، اثر نوسانات فرکانس های بالای باد بر روی شبکه قدرت کاهش می یابد. روش کنترلی استفاده شده در این تحقیق بر اساس فیلترینگ توان باد طراحی می گردد. بدین صورت که یک نسخه فیلتر شده از توان باد به عنوان توان مرجع شبکه تعریف شده و دینامیک توربین باید آن را دنبال کند. در نتیجه، پایداری توربین تحت تأثیر پارامترهای فیلتر قرار می گیرد. برای افزایش کنترل پذیری توربین روشی ارائه می گردد که علاوه بر مجزا کردن دینامیک های آهسته و سریع توربین از هم، وابستگی این دینامیک ها را نسبت به شبکه کاهش می دهد. این روش با استفاده از روش کنترل غیر خطی طراحی می گردد. تنظیم پارامترهای فیلتر طراحی شده مسئله دیگری است که باید برای بهبود عملکرد سیستم مد نظر قرار داد. هر چقدر ثابت زمانی فیلتر بیشتر باشد، توان بیشتری از باد جذب توربین شده و توان داده شده به شبکه هموارتر خواهد شد. بنابراین، باید موازنه ای بین از دست رفتن بخشی از توان باد و کاهش اثر توربین بر شبکه برقرار نمود. همچنین، یک ناحیه مجاز برای ثابت زمانی فیلتر لازم است تا تعیین گردد. نتایج شبیه سازی نشان می دهند که توربین به عنوان یک فیلتر قابل تنظیم، نوسانات توان باد را جذب کرده و توان هموارتری به شبکه تحویل می دهد. علاوه بر آن، دینامیک های داخلی توربین می توانند مستقل از شبکه کنترل شوند.

بحران تأمین انرژی و نیز آلودگی زیست محیطی ناشی از سوخت های فسیلی، بسیاری از کشورها را به استفاده موثر از انرژی باد برای تولید الکتریسیته سوق داده است. بدین منظور در این پایان نامه ابتدا توربین های بادی موجود، از لحاظ نوع کارایی، ساختار و نحوه اتصال آن ها به ژنراتور معرفی و مزایا و معایب هر کدام بیان شده است. با ارزیابی های صورت گرفته، یک توربین بادی محور افقی 2050 کیلووات محور مستقیم به یک ژنراتور مغناطیس دائم کوپل شده و بر اساس منحنی های ?-c_p و گشتاور-سرعت به دست آمده از توربین، یک نقطه کار بهینه برای طراحی ژنراتور استخراج شده است. با بهره گیری از پارامتر های اولیه حاصل از اتصال مستقیم توربین به ژنراتور، با استفاده از روش تحلیلی مبتنی بر نظریه ماشین های الکتریکی یک ژنراتور سنکرون مغناطیس دائم سطحی با توان نامی 2000 کیلووات طراحی و پارامترهای الکتریکی و مغناطیسی آن محاسبه شده است. از آنجا که در ژنراتورهای مغناطیس-دائم محور مستقیم با قابلیت استفاده در توربین های بادی ضربان گشتاور از اهمیت بسزایی برخوردار می-باشد، در این پایان نامه سعی شده است که گشتاور اثر دندانه، توسط یک روش تحلیلی با در نظر گرفتن انحنای شیارها و آهنرباها محاسبه شود. نتایج به دست آمده از روش های تحلیلی و المان محدود با یکدیگر مقایسه شده است. بر مبنای این روش، حساسیت گشتاور اثر دندانه نسبت به پارامترهای موثر نشان داده شده است. در نهایت با در نظر گرفتن اثر تغییرات پارامترهای مورد نظر، یک طراحی بهینه حاصل شده است.

افزایش بارهای مهم و نیازمند به قابلیت اعتماد و کیفیت توان بالا و عدم توانایی سیستم¬های قدرت مرسوم به هم پیوسته در تأمین این خواسته به یک چالش تبدیل شده است. در مجموعه بارهای حساس و بارهای صنعتی- نظامی تأمین توان ac پیوسته و بدون وقفه از اهمیت حداکثری برخوردار است. تأمین توان برای بارهای حساس در وضعیت های مختلف شبکه، به یک موضوع مهم تبدیل شده است. زیرا این¬گونه بارها به تغییرات ولتاژ بسیار حساس اند، چون می تواند عملکرد این بارها را تحت تأثیر قرار دهد و موجب عملکرد ضعیف سیستم و یا حتی از کار افتادن آن شوند. یک قطع توان ناخواسته می تواند سبب صدمات، تلفات، قطع تجارت های مهم و از دست رفتن اطلاعات گردد. پس ریزشبکه¬های شامل بارهای حساس نیازمند سیستم کنترلی می¬باشند که بتواند ولتاژ مناسبی را در سر این بارها قرار دهد. بهمین جهت در شرایط خطا در شبکه، ریزشبکه باید در کمترین زمان ممکن از شبکه سراسری جدا شده و در حالت جزیره¬ای عمل کند. در این تغییر حالت عملکردی بحث گذار میان دو حالت از اهمیت بالایی برخوردار است. گذار بین دو حالت عملکردی باید نرم باشد تا تغییرات ناگهانی ولتاژ بارهای اضطراری (متصل به شبکه به جزیره ای) و تغییرات جریان ناگهانی که برای شبکه به وجود می آید(جزیره ای به متصل به شبکه) را کمینه کند. در این پایان¬نامه، درسیستم مورد مطالعه از یک اینورتر سه فاز منبع ولتاژ استفاده شده که خروجی ¬آن یک فیلتر lcl می¬باشد. بار حساس نیز بصورت یک بار rlc موازی مدل شده است. با توجه به فرض وجود منبع ذخیره با طراحی مناسب به صورت موازی با خازن لینک dc در dg، دینامیکی در لینک dc پشت اینورتر وجود ندارد و مجموعه¬ی محرک اولیه و خازن لینک dc و منبع ذخیره¬ی انرژی با یک منبع مستقیم مدل شده است. شبکه توزیع نیز بصورت یک منبع ولتاژ ac به همراه اندوکتاس شبکه مدل گردیده است. با توجه به این موضوع که بار حساس استفاده شده در سیستم نباید تحت تاثیر خطا در شبکه اصلی در زمانی بیش¬تر از دو سیکل قرار گیرد، ساختار کنترل کننده ی پیشنهادی شامل یک کنترل کننده ی جریان و یک کنترل کننده ی ولتاژ به صورت پیش¬خورد به حلقه کنترل جریان می¬باشد که موجب شده زمان حالت گذار مرسومی که بین 10 تا 60 سیکل می¬باشد را به حداکثر دو سیکل کاری کاهش دهد. همچنین در حالت متصل به شبکه موجب پایداری ساختار کنترلی و در حالت جزیره¬ای پاسخ زمانی مناسبی را به همراه دارد. در نتیجه استفاده از این ساختار کنترل اضافه ولتاژ شبکه کاهش یافته و به محدودیت کنترل اینورتر در وضعیت¬های گذار غلبه می¬کند.

چکیده ندارد.