از آنجایی که شبکه های توزیع، سهم بزرگی از تلفات در سیستم های قدرت را شامل می شوند، کاهش تلفات در این شبکه ها یکی از مسایل اساسی در کاهش هزینه های شبکه ی سراسری است. یکی از روش های اساسی در کاهش تلفات شبکه های توزیع، استفاده بهینه از خازن ها می باشد تا علاوه بر کاهش تلفات، پروفیل ولتاژ شبکه نیز بهبود یابد. در این پژوهش مساله خازن گذاری در شبکه های توزیع شعاعی مورد بررسی قرار گرفته است که لازمه آن مدلسازی دقیق پارامترهای شبکه از قبیل مدل بار، مدل کردن خازن و همچنین مدل شبکه می باشد. قیود مختلف در مساله خازن گذاری بررسی شده و توابع هدف مختلفی که در مقالات استفاده شده است مورد بررسی قرار گرفته است. پدیده هارمونیک به عنوان یک عامل موثر در پدیده خازن گذاری بیان شده است، اعوجاج هارمونیکی منابع ولتاژ موجود در شبکه سبب تزریق جریان هارمونیکی مضاعف، افزایش تلفات و بروز پدیده تشدید می شود که به همین منظور در بیان مساله، اعوجاج هارمونیکی منابع ولتاژ در نظر گرفته شده است. در این پژوهش حل مساله جایابی بهینه خازن در شبکه های توزیع شعاعی با استفاده از الگوریتم بهینه سازی دودویی ازدحام ذرات (bpso) صورت گرفته است. مزیت روش bpso نسبت به دیگر روش ها، در نظر گرفتن طبیعت گسسته مساله جایابی است. که در اکثر روش ها مساله به صورت پیوسته در نظر گرفته شده است که این امر سبب کاهش دقت نتایج در تعیین اندازه، محل دقیق نصب خازن ها و عدم همگرایی مساله می شود. در نهایت در این پژوهش که هدف آن خازن گذاری در بخشی از شبکه توزیع شهرستان مشکین شهر است. ابتدا خازن گذاری برروی دو شبکه استاندارد 28 و 69 باسه ieee در سطوح مختلف بار در طول شبانه روز، با هدف کاهش تلفات، بهبود پروفیل ولتاژ و با در نظر گرفتن تاثیر اعوجاج هارمونیکی منابع ولتاژ برروی شبکه انجام یافته و سپس با شناسایی و جمع آوری داده های شبکه توزیع شهرستان مشکین شهر شبیه سازی برروی این شبکه نیز انجام یافته است. که نتایج حاصل موید کارآمدی الگوریتم پیشنهادی است.

با بوجود آمدن تجدید ساختار در سیستم های قدرت، تغییرات اساسی در نظام مدیریت شبکه های برق و بهره برداری از آن بوجود آمده است. یکی از مسایل مهم در محیط تجدید ساختار یافته تامین سرویس های جانبی می باشد. در ساختار جدید، سرویس های جانبی بعنوان یک کالای تجاری محسوب می شوند. از جمله مهمترین این سرویس های جانبی کنترل بار- فرکانس (lfc) است. یکی از مهم ترین مسایل در lfc طراحی کنترل کننده ای است که با وجود عدم قطعیت های مختلف سیستم و قراردادهای مختلف بین کمپانی های تولید و مصرف مختلف، پاسخ دینامیکی بهینه ای داشته باشد. فرایند طراحی کنترل کننده هایی که در پایان نامه انجام شده است عبارت است از: 1- در ابتدا در شرایط مختلف (نقاط کار مختلف) کنترل کننده های pid معمولی طراحی شده و سپس با استفاده از اطلاعات کنترل کننده های pid به دست آمده برای آموزش دادن anfis استفاده شده است، بدین ترتیب کنترل کننده pid تطبیقی (pid فازی از نوع سوگنو) طراحی شده که ضرایب آن در شرایط کاری مختلف به صورت تطبیقی تغییر می کنند. همچنین کارایی آن با pidمعمولی مقایسه گردیده است. 2- در این پایان نامه یک ساختار جدید کنترل کننده pid فازی ترکیبی ارایه و پارامترهای آن برای بهبود نوسانات فرکانس سیستم قدرت تحت شرایط کاری مختلف بهینه می شود. نتایج به دست آمده از کنترل کننده پیشنهادی در این پایان نامه به خوبی پاسخگوی عملکرد سیستم lfc می باشد. همچنین دینامیک سیستم با اعمال این کنترل کننده به طور چشمگیری بهبود یافته است. تعیین ضرایب کنترل کننده pid و تعیین ساختار توابع عضویت در کنترل کننده پیشنهادی توسط الگوریتم abc انجام می شود.

یکی از مهمترین مسائل در اتوماسیون سیستم های توزیع، تعیین مکان بهینه نصب انواع کلید ها مانند سکسیونر در سیستم توزیع می باشد. بدین ترتیب که کلیدهای نصب شده، مدت زمان بازیابی سیستم بعد از روی دادن خطا را کاهش داده، تعداد قطعی ها و همچنین محدوده قطعی را کوچکتر می کند و سبب بهبود در شاخص های قابلیت اطمینان می شود، بنابراین پیدا کردن بهترین مکان نصب کلیدها و تعداد بهینه آنها با در نظر گرفته هزینه های سرمایه گذاری اقتصادی و همچنین هزینه ناشی از قطعی برای مصرف کننده ها، مبحث مهم در این پایان نامه می باشد. از طرف دیگر جایابی بهینه کلیدها در یک سیستم توزیع شعاعی با در نظر گرفتن توپولوژی سیستم و پارامترهای مختلف قابلیت اطمینان و بار، جز مسائل ترکیبی و غیر دیفرانسیلی می باشد که با توجه به غیر عملی بودن روش های معمول جهت حل اینگونه مسائل، نیاز به استفاده از روش های جدیدی بهینه سازی است که از الگوریتم برداری اجتماع ذرات برای جایابی بهینه کلیدها استفاده می شود. نتاییج شبیه سازی روی سیستم های نمونه استاندارد و واقعی حاکی از کارایی مناسب روش پیشنهادی در مقایسه با الگوریتم سردکردن تدریجی می باشد.

عدم حضور شبکه سراسری برق در مناطق دورافتاده و هزینه ی بالای احداث خط انتقال جدید به دلیل مسافت طولانی و عوارض نامناسب جغرافیایی اغلب منجر به جستجوی راه حلی جایگزین می گردد. از طرف دیگر، افزایش نرخ مصرف انرژی برق و وجود تعداد زیادی مصرف کننده ی دور از هم یکی از بزرگترین مشکلات شرکت های برق می باشد. استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر روز به روز توسعه پیدا کرده و پیش بینی می شود سهم قابل توجهی از تولید برق آینده جهان را بر عهده بگیرد. اما به هرحال هر یک از تکنولوژی های منابع انرژی های تجدیدپذیر دارای معایبی نیز می باشند. به عنوان مثال انرژی باد و خورشید وابستگی زیادی به شرایط محیطی دارند. بنابراین استفاده از این منابع اگر چه نسبت به روش های تولید با سوخت های فسیلی، آلودگی های کمتری دارند ولی مقدار توان تولید شده بستگی به تغییرات تصادفی منابع طبیعی انرژی (باد، خورشید و غیره) دارد که عموماً خروجی این روش ها را غیر قابل پیش بینی و با کیفیت پایین می کند. بنابراین استفاده از سیستم های ترکیبی، می تواند راه حلی مناسب باشد. با ترکیب مناسب منابع و با کنترل و مدیریت درست، می توان به سیستم تولیدی مقرون به صرفه، پاک و مطمئن رسید. بنابراین در این پایان‏نامه پس از مطالعه ویژگی‏های انواع منابع تولید پراکنده، مدلسازی سیستم هیبرید انرژی انجام گرفته و سپس با استفاده از الگوریتمpso تعداد این منابع به گونه‏ای تعیین می‏شود که تابع هزینه حداقل شده و زمان انجام فرایند بهینه‏سازی کمترین مقدار ممکن می باشد. و سپس برای بهره گیری هر چه بیشتر از منابع انرژی محلی دیزل ژنراتورها به سیستم هیبرید اضافه شده و استراتژی کنترلی جدیدی ارائه شده است. و بهینه سازی همزمان چند تابع هدف مورد بحث قرار گرفته است. نتایج به دست آمده از مدلسازی ها کارایی استراتژی کنترلی ارائه شده و سیستم هیبرید مورد مطالعه را نشان می دهد.

در این پایان نامه برنامه ریزی استاتیک و توسعه ای شبکه های توزیع تحت شرایط عدم قطعیت بار به روش بهینه سازی گروهی ذرات (pso) انجام شده است. از یک روش رمزی کردن/رمزگشایی جدید جهت وارد کردن شبکه به عنوان یک ذره در الگوریتم استفاده شده است. در ابتدا برنامه ریزی استاتیک و تک هدفه شبکه توزیع بر روی سیستم استاندارد 23 باس صورت گرفته است. در این مرحله عدم قطعیت بار در نظر گرفته نشده، برنامه ریزی تک مرحله ای بوده و سیستم دارای شبکه اولیه نمی باشد. هدف از این کار بررسی کارایی الگوریتم و مقایسه آن با روش های دیگری که بر روی این سیستم (23 باس) انجام شده، می باشد. در قسمت بعد برنامه ریزی چند هدفه ی شبکه های توزیع بر روی سیستم استاندارد 21 باس صورت گرفته است. در این مرحله عدم قطعیت ها به عنوان یکی از مهمترین عوامل موثر در طراحی و توسعه شبکه های توزیع در نظر گرفته شده اند. دو هدف کلی یعنی کاهش هزینه های تلفات و افزایش قابلیت اطمینان سیستم به عنوان اهدف بهینه سازی مد نظر قرار گرفته اند. بعد از انجام شبیه سازی دو طرح توسعه که یکی از نظر تلفات و دیگری از نظر قابلیت اطمینان به عنوان بهترین شبکه انتخاب شده اند، حاصل می شوند. به منظور انتخاب بهترین طرح، از معیاری به عنوان " نرخ عدم کارایی شبکه " استفاده شده است. به منظور بررسی کارایی الگوریتم بر روی شبکه های بزرگتر در آخرین قسمت پایان نامه روش معرفی شده بر سیستم 100 باس نیز اعمال شده است.

یکی از مهم ترین بخش های سیستم قدرت قسمت تولید انرژی الکتریکی می باشد. عمدتا تولید انرژی الکتریکی در مقیاس زیاد توسط نیروگاههای بزرگ تولید برق تامین می شود. انرژی الکتریکی در نیروگاهها توسط ژنراتور سنکرون تولید می شود و با توجه به اینکه ژنراتور انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند، لذا انرژی مکانیکی مورد نیاز ژنراتور توسط یک محرک اولیه به نام توربین تامین می گردد. نیروگاههای تولید انرژی الکتریکی بر حسب نوع توربینی که در آنها مورد استفاده قرار می-گیرد به چند نوع تقسیم بندی می شوند که از میان آن ها می توان به نیروگاه های آبی، نیروگاه های گازی و نیروگاه های بخار اشاره نمود. در سال های اخیر استفاده از توربین های گازی به منظور تولید انرژی الکتریکی توسعه روز افزونی یافته است. لذا ارائه مدل دینامیکی مناسب برای عملکرد توربین گازی به منظور بررسی رفتار شبکه در مقابل اغشاشات بسیار حائز اهمیت می باشد. در پژوهش های اخیر دو مدل برای توربین گازی مورد توجه متخصصان بوده است که عبارتنداز:1- مدل پیشنهادی توسط ieee 2- مدل روئن(rowen). در این پایان نامه برای مدل سازی دینامیکی توربین گازی از مدل روئن استفاده شده است. در مدل روئن ارائه شده سه حلقه کنترلی برای توربین گازی در نظر گرفته شده است که عملکرد هر یک از این حلقه ها برای کارایی مناسب توربین گازی در مقابل اغتشاشات و تغییرات ناگهانی سیستم قدرت به منظور پایداری شبکه از اهمیت خاصی برخوردار است. در مرحله ی اول بعد از مدل سازی توربین گازی و حلقه های کنترلی مربوطه به منظور ارزیابی عملکرد سیستم، کنترل کننده های موجود در حلقه های کنترلی به نحوی تنظیم می شوند که هیچ کنترلی بر روی سیستم صورت نگیرد و سیستم به صورت عادی مورد مطالعه قرار می گیرد. در مرحله دوم به منظور عملکرد صحیح سیستم به منظور پایداری سیستم در مقابل اغتشاشات وارده از یک کنترل کننده pid برای حلقه کنترل بار-فرکانس و دو کنترل کننده pi برای حلقه ی کنترل دما و حلقه کنترل شتاب استفاده می گردد. برای تعیین پارامترهای کنترل کننده های مربوطه از الگوریتم کلونی زنبور عسل (abc)استفاده شده است. به منظور نشان دادن کارایی الگوریتم کلونی زنبور عسل در طراحی کنترل کننده برای حلقه های کنترلی توربین گازی، نتایج حاصل از الگوریتم مذکور با الگوریتم اجتماع ذرات (pso) مقایسه می شود. با طراحی کنترل کننده های مربوطه توسط الگوریتم زنبور عسل انحراف توان مکانیکی خروجی توربین و همچنین دامنه نوسانات انحراف فرکانسی خروجی ژنراتور در حالت اتصال توربین گازی به ژنراتور تا حد قابل قبولی کاهش پیدا کرده و پایداری سیستم در مقابل نوسانات تامین می شود. ارزیابی نتایج به دست آمده حاکی از برتری و دقت بالای الگوریتم پیشنهاد شده در مقایسه با الگوریتم اجتماع ذرات در کنترل سیستم توربین گازی می باشد.

دارندگان شبکه توزیع با دو چالش اساسی تغییرات گسترده بار و پراکندگی مکانی مصرف کنندگان ‏روبرو هستند. علاوه بر این چالش ها، ملاحظات زیست محیطی و قوانین حاکم بر بازار برق ‏تولیدکنندگان را به سمت تولید محلی توان سوق داده است. ریز شبکه ها سیستم های جدید تامین ‏کننده توان هستند که به منظور افزایش قابلیت اطمینان سیستم های سنتی از طریق تولید محلی ‏توان، توسعه داده شده اند. مکان واندازه بهینه تولیدات پراکنده تأثیر بسزایی در عملکرد ریز شبکه ‏دارد‎ ‎به گونه ای که به کارگیری این منابع در مکان واندازه نامناسب نه تنها موجب بهبود عملکرد ‏سیستم نمی شود بلکه ممکن است باعث افزایش تلفات و هزینه سیستم شود.‏ در این پایان نامه مکان یابی و اندازه یابی بهینه تولیدات پراکنده با استفاده از الگوریتم بهینه سازی ‏رقابت استعماری به منظور افزایش بارپذیری سیستم انجام شده است. به همین منظور سه نوع منبع ‏تولید پراکنده در نظر گرفته شده است. ابتدا برای بار نامی شبکه، مکان واندازه بهینه منابع با هدف ‏کاهش تلفات سیستم تعیین شده است. با توجه به تغییر بار با زمان و امکان پذیر نبودن جابه جایی ‏منابع تولید پراکنده، مکان این منابع ثابت نگه داشته شده و اندازه بهینه این منابع در سطوح مختلف ‏بار و در دو حالت متصل به شبکه و حالت جزیره ای با هدف حداقل کردن تلفات تعیین شده است. ‏جمعیت الگوریتم رقابت استعماری شامل متغیرهای پیوسته و گسسته است. متغیرهای گسسته برای ‏مکان منابع و متغیرهای پیوسته برای اندازه توان منابع در نظر گرفته شده است. مقایسه نتایج حاصل ‏از الگوریتم رقابت استعماری با الگوریتم اجتماع ذرات نشان دهنده توانایی این الگوریتم در حل مسأله ‏مکان یابی و اندازه یابی بهینه تولیدات پراکنده است

1- مقدمه طی سال های اخیر نصب واحدهای تولید پراکنده در شبکه های قدرت در حال افزایش است. این واحدها اغلب در مقایسه با نیروگاه های متمرکز دارای تولیدی بسیار کمتر و ابعادی بسیار کوچک تر می باشد. و بیشتر در شبکه های توزیع نصب می گردند. همچنین جاری شدن توان راکتیو در شبکه سبب افزایش تلفات، کاهش ظرفیت مفید بهره برداری خطوط و ترانسفورمرها و نیز کاهش کیفیت توان تحویلی می گردد. با تولید محلی توان راکتیو از طریق بانک های خازنی می توان ضمن کاهش دادن تلفات و آزاد سازی ظرفیت شبکه، افزایش کیفیت توان را نیز به دست آورد. جایابی واحدهای تولید پراکنده و نصب بانک های خازن در شبکه توزیع اثرات مختلفی بر شبکه، چه در سطح توزیع و چه در سطوح بالا دستی بر جای خواهد گذاشت. مطالعه اثرات نصب تولیدات پراکنده در شبکه قدرت می تواند بهره برداران و همچنین برنامه ریزان شبکه را در اداره و توسعه هر چه بهتر شبکه یاری نماید. 2- طرح مسئله خازن های موازی در سیستم های توزیع به خاطر کاهش تلفات توان، تنظیم ولتاژ شینه و بهبود ضریب قدرت نصب می شوند. در سال های اخیر به کارگیری منابع تولیدات پراکنده به عنوان مولدهای انرژی پاک و تولید همزمان انرژی برق و حرارت با بازده حرارتی بالا، به دلیل مشکلات ناشی از افزایش دمای زمین و اتمام سوخت های فسیلی افزایش یافته است. به طور کلی موضوع جایابی خازن و تولید پراکنده بیشتر شامل تعیین اندازه و موقعیت بانک های خازن و تولیدات پراکنده نصب شده است به طوری که حداکثر سود سالیانه به خاطر پیک توان و کاهش تلفات انرژی در برابر هزینه خازن به دست می آید. جایابی مناسب و اندازه بانک های خازن در شبکه توزیع می تواند در جبران توان راکتیو، بهبود تنظیم ولتاژ، اصلاح ضریب قدرت، کاهش تلفات و همچنین بهبود کیفیت توان موثر باشد. انتظار می رود تولیدات پراکنده (dgها) نقش قابل توجهی در سیستمهای قدرت در حال ظهور داشته باشند. منابع مختلفی در تولیدات پراکنده (از قبیل دیزل، گاز و ...) به کار برده می شوند که تاثیر آن روی سیستم های توزیع ممکن است بسته به شرایط بهره برداری سیستم ها اثرات مثبت یا منفی داشته باشند. اثرات مثبتی که با نصب تولیدات پراکنده در شبکه توزیع ظاهر می گردد. عبارتند از: - کاهش تلفات شبکه توزیع - بهبود پروفیل ولتاژ و کیفیت توان - امکان تامین بار، هنگام عدم دسترسی به شبکه بالا دستی - افزایش قابلیت اطمینان در سطح انتقال نیز نصب تولیدات پراکنده می تواند منجر به کاهش تراکم خطوط و آزادسازی ظرفیت خطوط انتقال و همچنین تعویق سرمایه گذاری جهت توسعه شبکه گردد. از سوی دیگر نصب یک واحد تولید پراکنده در شبکه قدرت موجب افزایش میزان تولید شبکه هر چند به مقدار بسیار کم خواهد بود. در صورتی که تعداد واحدهای تولید پراکنده موجود زیاد شوند و یا به عبارت دیگر ضریب نفوذ این منابع در شبکه بالا رود، افزایش ظرفیت تولیدی ناشی از نصب این واحدها در شبکه قابل ملاحظه خواهد بود. در این پایان نامه هدف بررسی تاثیر نصب خازن و تولیدات پراکنده به صورت همزمان در شبکه است. در تحقیقاتی که تاکنون جهت بررسی جایابی تولیدات پراکنده و خازن گذاری انجام شده، بیشتر تمرکز بر جایابی و تاثیر هر کدام به صورت مستقل بوده و تحقیقات کمی می توان یافت که این موضوع را به صورت همزمان بررسی کرده باشد، از این رو هدف ما در این تحقیق بررسی تعیین اندازه بهینه بانک های خازنی و تولیدات پراکنده به صورت همزمان در سیستم های توزیع برای کاهش تلفات و اصلاح پارامترهای شبکه می باشد. روش های مختلفی برای مسئله جایابی و اندازه بانک های خازن و منابع تولیدات پراکنده وجود دارد، اما روش های جستجوی تکاملی به عنوان یک ابزار مفید جهت حل مسائل بهینه سازی به طور وسیعی به کار برده شده است. این روش ها هنوز قابل رشد هستند و همه ساله روش های جدیدی برای بهینه سازی قوی تر مسائل مختلف ابداع می گردند. در این تحقیق از الگوریتم جدید بهینه سازی مبتنی بر جغرافیای زیستی (bbo) برای بهینه سازی توابع هدف استفاده شده است. 3- هدف از تحقیق در این پایان نامه از الگوریتم بهینه سازی مبتنی بر جغرافیای زیستی برای حل مسئله جایابی بانک های خازن و منابع تولیدات پراکنده به صورت همزمان در شبکه توزیع و تاثیر آن بر شاخص های شبکه بررسی شده است. موضوع فوق در قالب سناریوهای پیشنهادی، در شبکه های مورد نظر با استفاده از الگوریتم bbo می باشد. برای ارزیابی نتایج و کارآمدی روش ارائه شده نتایج به دست آمده با نتایج الگوریتم ga مقایسه شده است. حالت های مختلف به صورت ذیل بررسی خواهد شد. - سناریوی اول: جایابی بهینه بانک های خازن و منابع تولید پراکنده به صورت همزمان با تابع هدف کاهش تلفات - سناریوی دوم: جایابی بهینه بانک های خازن و منابع تولید پراکنده به صورت همزمان با توابع هدف کاهش تلفات و انحراف ولتاژ - سناریوی سوم: جایابی بهینه بانک های خازن و منابع تولید پراکنده به صورت همزمان با توابع هدف کاهش تلفات و بهبود thd ولتاژ برای نشان دادن تاثیر بانک های خازن و منابع تولید پراکنده در نتایج شبیه سازی مسئله جایابی، سناریوی اول را در سه حالت ذیل و با تابع هدف تلفات بررسی شده است. - حالت اول جایابی بهینه بانک های خازن بدون حضور منابع تولید پراکنده - حالت دوم جایابی بهینه منابع تولید پراکنده بدون حضور بانک های خازنی - حالت سوم جایابی بهینه بانک های خازنی و منابع تولید پراکنده به صورت همزمان 4- ساختار پایان نامه در راستای تحقق موضوع مورد نظر در فصل دوم ابتدا آشنایی با منابع تولید پراکنده و فن آوری های مختلف آن و منابع تولید توان راکتیو از جمله بانک های خازنی و اثرات آن ها بر شبکه توزیع خواهیم داشت. سپس در مورد روش پخش بار به کار برده شده توضیح مختصری داده شده و در انتهای فصل مروری بر کارها و روش های مسئله جایابی خازن و تولید پراکنده پرداخته شده است. در فصل سوم فرمول بندی مسئله، توابع هدف و محدودیت های مسئله جایابی بهینه بانک های خازنی و تولیدات پراکنده در سیستم های توزیع بیان خواهد شد. در فصل چهارم روش بهینه سازی مبتنی بر جغرافیای زیستی به صورت کامل ارائه خواهد شد. در فصل پنجم شبیه سازی بر روی دو سیستم تست 33 و 70 شینه ieee اعمال می گردد و در نهایت در فصل ششم نتیجه گیری و پیشنهاداتی را برای تحقیقات تکمیلی ارائه خواهد نمود.

امروزه خودروهای الکتریکی هایبرید با قابلیت اتصال به شبکه (phevs) با توجه به دارا بودن سیستم ذخیره کننده انرژی، به عنوان یک منبع ارزشمند که توانایی ارائه خدمات مختلف به سیستم قدرت را دارد، شناخته می شوند. تکنولوژی خودرو به شبکه (v2g) و شبکه به خودرو (g2v) در سال های اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است و اساساً موفقیت آن در گرو یک برنامه ریزی هوشمند جهت متمایل کردن مالکین این خودروها به حضور موثر خودرو در پارکینگ ها می باشد. بکارگیری هدفمند این تکنولوژی سبب کاهش وابستگی به واحدهای تولیدی کوچک با هزینه راه اندازی بالا و کاهش انتشار آلاینده ها می گردد. همچنین مدیریت پیک بار و نوسانات آن، بالا بردن ظرفیت رزرو چرخان و قابلیت اطمینان سیستم از دیگر مزایا و کاربردهای این تکنولوژی به شمار می آید. از آن جایی که تعداد این خودروها در مقایسه با واحدهای تولیدی موجود در سیستم قدرت بسیار بیشتر است، حل مسأله ی زمانبندی مشارکت واحدهای نیروگاهی (uc) به مراتب پیچیده تر خواهد بود. لذا استفاده از یک روش بهینه سازی قدرتمند جهت دست یابی به یک پاسخ معقول احساس می شود. در این پایان نامه، نقش این خودروها در مسأله ی زمانبندی مشارکت واحدهای نیروگاهی به تفصیل مورد بررسی قرارگرفته است. انتشار آلاینده ها، هزینه های بهره برداری و قابلیت اطمینان سیستم، سه هدف اصلی و در عین حال متضاد با یکدیگر به شمار می آیند که با استفاده از روشی جدید و قدرتمند تحت عنوان الگوریتم بهینه سازی جستجوی جهت دار چند منظوره (modso) بطور همزمان بهینه شده اند. شبیه سازی ها بر روی 2 سیستم انجام گرفته است، ابتدا یک سیستم 10 واحدی استاندارد و سپس سیستم تست 24 شین اصلاح شده (ieee-rts79) مورد مطالعه قرار گرفته که نتایج بدست آمده نشان می دهد استفاده کنترل شده و هوشمند از این خودروها، سبب بهبود ظرفیت رزرو چرخان (افزایش قابلیت اطمینان سیستم)، کاهش قابل ملاحظه ی انتشار آلاینده ها و هزینه های بهره برداری می گردد. در نهایت نتایج بدست آمده از روش فوق الذکر با سایر روش های بهینه سازی چند منظوره ی پرکاربرد، مقایسه و کارایی روش پیشنهادی به اثبات رسیده است.

یل سوختی به عنوان یک سوخت پاک و پربازده برای مصرف انرژی برق آینده بشر استفاده می شود. یکی از معایب پیل سوختی ولتاژ خروجی کم می باشد. ما در این پایان نامه به طراحی مبدل با بهره ولتاژ بسیار بالا پرداخته ایم و سه مبدل پیشنهاد کرده ایم تا بهره ولتاژ خروجی را افزایش دهیم، بازده بالا دریافت کنیم تنش ولتاژ روی سوییچ ها و دیود های قدرت را تا جای که توانسته ایم کاهش داده ایم. در آخر یک مقایسه بین مبدل های پیشنهادی از نظر بهره ولتاژ، بازده و ولتاژ استرس انجام داده-ایم؛ که در مبدل های پیشنهادی به ترتیب به شرح ذیل است: مبدل پیشنهادی اول با دوره کار 0.5 و تعداد دور 3 بهره ولتاژ 14، بیشینه بازده 94.48 و بیشینه تنش ولتاژ سوییچ 30 ولت است مبدل پیشنهادی دوم با دوره کار 0.4 بهره ولتاژ 13، بیشینه بازده 92.1 و بیشینه تنش ولتاژ سوییچ 58 ولت است مبدل پیشنهادی سوم با دوره کار 0.75 بهره ولتاژ 11، بیشینه بازده 94.8 و بیشینه تنش ولتاژ سوییچ 48 ولت است

افزایش روزافزون قیمت سوخت های فسیلی و انتشار گاز های گلخانه ای توسط این منابع باعث ارایه منابع انرژی تجدید پذیر به عنوان یک راه حل امید بخش شده است. بنابراین تجهیزات شامل منابع تجدید پذیر به طور فزاینده برای سیستم های متصل به شبکه یا جدا از شبکه استفاده شده است. با وجود اینکه این منابع دارای جذابیت خاصی می باشند، برای داشتن بازده مناسب به عناصر ذخیره کننده انرژی نیاز دارند. هر سیستم ترکیبی می تواند شامل انواع مختلفی از این منابع به منظور بهره مندی از مزایای آنها باشد. در این مطالعه سیستم ترکیبی شامل یک توربین بادی و یک مزرعه سلول خورشیدی و یک ابر خازن می باشد که به شبکه متصل شده اند. ولتاز خروجی توربین بادی و سلول خورشیدی به تغییرات باد و تابش خورشید وابسته می باشد. بنابراین برای بهبود ولتاژ خروجی توربین بادی از یک کنترل کننده مقاوم و برای دریافت توان ماکزیمم در سلول خورشیدی از الگوریتم ردیابی توان ماکزیمم استفاده شده است. برای بهبود عملکرد سیستم هایی به این شکل یک سیستم مدیریت انرژی ضروری می باشد. سیستم مدیریت مناسب ابتدا باید بار را به صورت پیوسته تغذیه کند. همچنین در صورت بروز خطا برای هر یک از عناصر سیستم، باید سایر عناصر سیستم را طوری تنظیم کند که بیشترین بازده و کمترین هزینه حاصل شود. سیستم مدیریتی که عموماٌ مورد استفاده قرار می گیرد، سیستم مدیریت متمرکز می باشد، اما این نوع سیستم مدیریت حتی اگر بتواند یک تغذیه ثابت برای بار ایجاد کند نمی تواند دارای عملکرد مناسب در برابر خطای هر یک از عناصر سیستم باشد. سیستم مدیریت متمرکز بر اساس روش بالا-پایین بنا نهاده شده است. طراح برای نوشتن برنامه برای سیستم باید از عملکرد کلیه عناصر سیستم مطلع باشد و اگر یکی از اتفاق های سیستم در طراحی در نظر گرفته نشود سیستم پاسخ مناسبی نخواهد داشت. هممچنین اگر پیکربندی سیستم تغییر کند برنامه باید بازنویسی شود. به همین دلیل سیستم مدیریت توزیع شده با استفاده از مفاهیم سیستم های چند عاملی، بنا نهاده شد که از روش پایین- بالا استفاده می کند. این نوع سیستم مدیریت باعث بالا رفتن قابلیت اطمینان سیستم می-شود. در این پایان نامه بعد از مطالعه کار های انجام شده سیستم مدیریت چند عاملی را برای سیستم ترکیبی طراحی شده به کار برده می شود. سپس با استفاده از مدل شبیه سازی شده، سیستم آزمایش می شود. انتظار داریم که نتایج، عملکرد مناسب سیستم مدیریتی را به اثبات رساند.

یکی از شریان های حیاتی هر کشور، صنعت برق شامل قسمت های مختلفی از تولیدانرژی، خطوط انتقال و سیستم های توزیع آن می باشد. رشد روز افزون تقاضای مصرف، عدم توسعه مناسب سیستم های تولید و انتقال انرژی الکتریکی و طرح مسئله تجدید ساختار در صنعت برق، از جمله عواملی است که موجب افزایش سطح بارگذاری شبکه های موجود و متعاقباً کاهش حاشیه پایداری آن ها شده است. در چنین شرایطی، اطمینان از عملکرد پایدار و مناسب شبکه، نیازمند مشاهده دقیق حالات آن است. بهره بردار شبکه باید اطمینان حاصل کند که در هرلحظه متغیرهای شبکه در محدوده مجاز خود قرار داشته و در صورت وقوع پیشامدهای مهم نیز سیستم همچنان عملکرد عادی خود را حفظ می کند. بدون شک اولین قدم در راه ارزیابی امنیت سیستم، نمایش شرایط بهره برداری فعلی آن بوده به نحوی که پس از بررسی آن، تصمیمات احتمالی لازم جهت حفظ شرایط عملکرد مطلوب گرفته شود. برای مشخص کردن وضعیت فعلی سیستم از تخمین حالت استفاده می شود.ورودی برنامه تخمین حالت، اندازه گیری های انجام شده در نقاط مختلف شبکه بوده و خروجی آن متغیرهای حالت سیستم است. این اندازه گیری ها باید از تمامی نقاط شبکه صورت گیرد تا شبکه مشاهده پذیر گردد. معمولاً این اندازه گیری ها با استفاده از سیستم اسکادا انجام می شود. درسیستم اسکادا، تخمین حالت سیستم به کمک اندازهگیری هایی صورت می گیرد که معمولاً هم زمان نبوده، مقداری اختلاف زمانی بین آن هاوجود دارد. از طرف دیگر نرخ نمونه برداری در دستگاه های اندازه گیری فوق چندان بالا نمی باشد. پس ازاین رو،حالت پایدار یا در خوش بینانه ترین وضعیت، حالت شبه پایدار سیستم قدرت توسط سیستم اسکادا نمایش داده می شود. درنتیجه بهره بردار سیستم در مرکز کنترل،دسترسی به حالت دینامیکی سیستم نخواهد داشت تا به کمک آن قادر به حفظ عملکرد عادی سیستم باشد. برای جبران این کاستی موجود درسیستم اسکادا، به تازگی سیستم دیگری به نام پایش، حفاظت و کنترل گسترده مطرح شده است که جزءاصلی آن واحدهای اندازه گیری فازوری (pmu )است.با توجه به پیدایش pmuها در سال های اخیر و توانایی این تجهیزات در اندازه گیری دقیق، همزمان و با سرعت بسیار بالا و همچنین نرخ نمونه برداری بالای آن ها، استفاده از این تجهیزات در شبکه های قدرت به سرعت در حال افزایش می باشد. بااین وجود به دلیل هزینه ی بالای pmuها و عدم وجود امکانات ارتباطی در بعضی از شین ها، قرار دادن یک pmu روی هر شین شبکه غیرممکن به نظر می رسد. بنابراین مکان یابی بهینه ی pmuهابه منظور مشاهده پذیری کامل شبکه و رسیدن به کیفیت توان بهتر بسیار مهم و ضروری می باشد که در این پایان نامه به آن پرداخته خواهد شد. یکی از مواردی که برای تعیین تعداد و محل بهینه ی pmuها می توان در نظر گرفت قرار دادن pmuها در شین های حساس می باشد. شین حساس به شینی گفته می شود که دارای حداکثر تغییرات فازور ولتاژ (که ممکن است به خاطر تغییرات سیستم رخ دهد) باشد.چون pmuها قادرند در مقابل تغییرات فازور ولتاژ روی شین های حساس زمانی که خطا یااضافه باری در سیستم رخ می دهدعکس العمل سریع نشان دهند، می توان این تجهیزات را روی شین های حساس سیستم قدرت نصب کرد. ازطرفی دریک سیستم قدرت رخ دادهای پیش بینی شده وپیش بینی نشده ممکن است موجب وقفه در خطوط یا در pmuها شود، بنابراین توجه نکردن به این شرایط به راحتی سیستم رارویت ناپذیر کرده وباعث به وجودآمدن صدمات جبران ناپذیری به سیستم می شود. بنابراین لازم است چنین شرایطی را برای سیستم قدرت درنظر گرفت.