این پژوهش تحت عنوان «جایابی بهینه منابع تولید پراکنده با استفاده از الگوریتم ایمنی مصنوعی و با هدف کاهش تلفات و بهبود پروفیل ولتاژ» و در هفت فصل ارائه شده است. با توجه به گسترش روزافزون استفاده از منابع تولید پراکنده در جهان، جایابی این منابع نیز مورد توجه محققین قرار گرفته است. در صورتی که نیروگاههای تولید پراکنده به صورت مناسب جایابی نشوند، ممکن است مشکلات بسیار پیچیده ای را ایجاد کنند. برای مثال می توان به افزایش ولتاژ در انتهای فیدر، عدم تعادل سمت تقاضا در حالت بروز خطا، کاهش کیفیت توان یا اعوجاج ولتاژ در سمت تقاضا، افزایش تلفات توان و کاهش سطح قابلیت اطمینان اشاره کرد. راه حل قطعی ودقیق جایابی واحدهای تولید پراکنده از طریق یکایک شماری تمام ترکیبات ممکن مکانها و ظرفیتهای موجود این واحدها در شبکه بدست می آید. از بسیاری از روشهای کلاسیک مانند روشهای گرادیان، برنامه نویسی خطی، برنامه نویسی غیر خطی درجه دوم و برنامه نویسی دینامیک برای حل مسائل بهینه سازی در سیستمهای قدرت در مراحل طراحی، بهره برداری و... استفاده شده است، ولی با توجه به پیچیدگی برخی مسائل، این روشها ممکن است قادر به یافتن راه حلهای بهینه مطلق نباشند. امروزه از روشهای هوش مصنوعی مانند الگوریتم ژنتیک، الگوریتم جستجوی تابو، الگوریتم جمعیت مورچه ها و... جهت حل مسائل بهینه سازی استفاده می شود. در این پایان نامه از الگوریتمهای مبتنی بر ایمنی مصنوعی جهت جایابی بهینه منابع تولید پراکنده و با دو هدف کاهش تلفات و بهبود پروفیل ولتاژ انجام شده است. با اعمال روش پیشنهادی بر روی شبکه نمونه سرعت همگرایی الگوریتم به خوبی آشکار می شود. نتایج نشان می دهد که جایابی بهینه منابع تولید پراکنده تاثیر بسزایی بر بهبود پروفیل ولتاژ و کاهش تلفات خواهد داشت. شایان ذکر است جایابی منابع تولید پراکنده با روش مبتنی بر سیستمهای ایمنی مصنوعی اولین بار در این تحقیق ارائه شده است.

با افزایش روز افزون مصرف، کنترل و مدیریت اجزای مختلف شبکه نقش بسزایی در شبکه های قدرت ایفا می کند که پرداختن به آن سبب صرفه جویی اقتصادی بالا در هزینه های سیستم می شود. در نظر گرفتن این نکته که، افزایش مدیریت نشده تقاضا علاوه بر کاهش فرصت فروش خساراتی متعدد دیگری را نیز بهمراه دارد، بیش از پیش اهمیت کنترل و مدیریت را گوشزد می نماید. محدودیت این مهم در شبکه های متعارف امروزی، برداشتی جدید از صنعت برقرسانی تحت عنوان شبکه های هوشمند را فراهم آورده است. شبکه هوشمند بازاری جدید با شبکه ی قدرت متعادل، منسجم و دارای قابلیت نمایش وضعیت عملکردی اجزا می باشد که در آن دخالت انسان به حداقل رسیده است. این شبکه با بکارگیری فناوری اطلاعات و پیشرفت های نوین دیجیتال سعی دارد کنترل را در تمامی شبکه ایجاد و قادر است شرایط نامناسب بهره برداری نظیر اضافه بارها را تشخیص داده و آن را کاهش دهد و بدین ترتیب از بروز وضعیت بحرانی بواسطه این شرایط همچون خاموشی سراسری جلوگیری نماید. در این پروژه سعی بر آنست تا با تکیه بر مفاهیم شبکه های جدید، مدل هایی برای کنترل توان برای افزایش بهره وری سیستم ارائه گردد. بدین منظور در ابتدا سیستم قدرت با اهداف مشخص بهینه سازی شده و سپس مدل های کنترلی با استفاده از نقش تعریف شده ی مصرف کنندگان در شبکه های هوشمند تعریف می گردند. مشترکین با این تمهیدات می توانند علاوه بر کنترل و برنامه ریزی مصرف، از مزایای کاهش هزینه ها در ساعات گران برقرسانی و نیز خریداری ارزان برق در بازه های تعیین شده استفاده نمایند

افزایش حساسیت وسایل الکتریکی مصرف کننده ها نسبت به خراب شدن کیفیت ولتاژ منبع تغذیه علاقمندی نسبت به موضوع کیفیت توان را افزایش داده است. نتیجتا موسسات معتبر بین المللی مرتبط با این موضوع دست به کار شده اند تا استانداردهایی را برای دستگاه ها و تجهیزات الکتریکی صنایع از لحاظ میزان قابل قبول اغتشاشات تولیدی در منبع تغذیه را ایجاد نمایند. در این پایان نامه با شرح پدیده های کیفیت توان، توصیف کاملی از فلیکر و روش اندازه گیری آن به وسیله فلیکرمتر بر مبنای استاندارد iec 61400-4-15 آورده شده است. سپس با ایجاد یک m-file در نرم افزار matlab فلیکرمتر iec برای بهره برداری های آتی شبیه سازی می گردد. با داشتن این فلیکرمتر می توان شاخص فلیکر را از هر سیگنال ولتاژ لحظه ای 10 دقیقه ای محاسبه کرد. توربین های بادی متصل به شبکه های الکتریکی به علت خاصیت نوسانی توان تولیدی ممکن است اثر قابل توجهی بر روی کیفیت توان شبکه بگذارند. برای آشنایی با این توربین ها بخشی به معرفی انواع توربین های بادی وتجهیزات به کار رفته در آنها اختصاص داده شده است. مهمترین اثر این توربین ها بر روی کیفیت ولتاژ، ایجاد فلیکر در ولتاژ شبکه متصل به آنها می باشد. توان نوسانی این توربین ها ناشی از مولفه های نوسانی باد مانند تغییرات جهتی باد و اثرات سایه برج و همچنین تغییرات تصادفی باد مانند تغییرات سرعت باد و تند باد های ناگهانی می باشد . به این منظور مدلی ساده برای شبیه سازی باد به شکل واقعی ارائه شده است. در بخش آخر پایان نامه با شبیه سازی یک شبکه الکتریکی و اتصال آن به یک توربین بادی سرعت ثابت با مکانیزم کنترل زاویه ی پره (نوعی از کنترل که امروزه برای توربین های بادی بیشتر استفاده می گردد) در سیمولینک matlab سیستمی ایجاد می شود که با تغییر پارامترهای مختلف آن تاثیر هر یک از آنها در تولید فلیکر ولتاژ نشان داده می شود. در پایان به بررسی و تحلیل نمودارهای ایجاد شده از پارامتر های مختلف پرداخته می شود.

خطاهای استاتور 38% خطاهای ماشین های الکتریکی را تشکیل می دهند. آشکارسازی خطای حلقه ی استاتور چندین سال است به موضوعی برجسته برای تحقیق در این زمینه تبدیل شده است. هدف این رساله ارائه ی تکنیکی جدید برای پایش شرایط ژنراتور القایی دوسو تغذیه در هنگام خطای اتصال حلقه می باشد. در این رساله روشی برای آشکارسازی خطای حلقه ی استاتور dfig برای نقاط کار مختلف ارائه می شود. مدل جدید پیشنهادی یک مدل هیبرید (abc/dq) برای مدلسازی dfig با خطای حلقه ی استاتور است. همچنین شاخص جدیدی با استفاده از آنالیز موجک جریان استاتور و مفهوم انرژی یک سیگنال به نام شاخص آشکارسازی خطا (fdi) معرفی شده است. به کمک این شاخص خطای حلقه ی استاتور dfig را می توان آشکار نمود. مزیت این شاخص مقاوم بودن آن نسبت به تغییر نقطه ی کار، درصد خطای حلقه، مقاومت استاتور و رتور و فرکانس نمونه برداری جریان می باشد.

در این پایان نامه طراحی بخش های مختلف برقگیر فشار قوی را به عنوان حل یک مسأله ی مینیمم سازی هزینه و دست یابی به بهترین توزیع یکنواخت شدت میدان الکتریکی مطرح و حل می شود. قسمت های مختلف برقگیر اکسید فلزات عبارت است از: ستون اکسید فلزات، لایه ی عایقی فایبرگلاس، spacerها، محفظه ی پورسلین، الکترودها. در بهینه سازی لایه ی عایقی فایبرگلاس و spacerها هدف بدست آوردن مینیمم حجم و توزیع میدان الکتریکی بر روی قرص های اکسیدروی می باشد. به منظور محاسبه ی مولفه ی میدان الکتریکی و هزینه، در بهینه سازی شکل خارجی عایق پورسلین در دو ساختار متفاوت (برقگیرهای داخلی و خارجی) مدل سازی شده است و براساس این مدل ها بسته ی محاسباتی ارائه شده است که در ارتباط با الگوریتم بهینه سازی شده، به منظور بهینه سازی برقگیر به کار رفته است. در طراحی عایق خارجی توزیع میدان هم داخل و هم خارج برقگیر انجام گرفته است. یک روش جدید برای بهینه سازی کانتور سطح خارجی الکترود ارائه شده است و با درنظر گرفتن ماکزیمم میدان و مینیمم ولتاژ شکست به عنوان یک مسأله ی چند هدفه مورد توجه قرار می گیرد. در روش ارائه شده منحنی های rational bezier به منظور مدل سازی کانتور و از الگوریتم های تکامل تفاضلی (de) و اجتماع ذرات (pso) به عنوان الگوریتم های بهینه سازی استفاده شده است. روش بهینه سازی ارائه شده، روشی کلی برای بهینه سازی ساختارهای مختلف می باشد و به راحتی قابل استفاده در کاربردهای مختلف مهندسی و ابعاد مختلف فضایی است. در این روش، روند بهینه سازی با تولید پارامترهای اولیه توسط الگوریتم های هوشمند آغاز می شود، با استفاده از این پارامترها مدل سازی و محاسبات میدان در محیط نرم افزار comsol multiphysics انجام می شود و داده های مورد نیاز برای محاسبه تابع هدف به الگوریتم de و pso فرستاده می شود. در گام بعدی پارامترهای بعدی به وسیله الگوریتم های ذکر شده تولید می شود و این روند تا دست یابی به کانتور بهینه ادامه می یابد. در این تحقیق به کانتور بهینه ای برای شکل خارجی عایق برقگیرهای داخلی و خارجی و الکترودهای عایق های فشار قوی بدست آمد. در طراحی شکل خارجی عایق برقگیر خارجی طول سپرها و فاصله ی آن ها از همدیگر بدست آمد. درضمن حجم مواد به کار رفته نسبت به شرکت های سازنده ی برقگیر کمتر و درنتیجه اقتصادی تر می باشد.

قرن حاضر نیازمند تولید انرژی بیشتر، با هزینه کمتر و پیامدهای زیست محیطی کمتری است، چرا که مساله محیط زیست و پیوند آن با مشکل گرمایش زمین هر روز حادتر شده و عدم کنترل و کاهش ورود آلاینده ها به جو، مشکلات جبران ناپذیری را بر تمدن بشری تحمیل خواهد کرد. جهت کاهش این مشکلات، استفاده از مبدل های انرژی کارآمد، مانند پیل سوختی و مبدل فتوولتاییک، و منابع انرژی تجدیدپذیر، مانند انرژی خورشیدی، توصیه می شود. در این پایان نامه یک سیستم تولید همزمان بر پایه پیل سوختی اکسید جامد و فتوولتاییک برای کاربری مسکونی مدل سازی شده است. این سیستم متشکل از توده پیل سوختی، اصلاح کننده سوخت، مبدل حرارتی، کوره کاتالیستی، پمپ، کمپرسور و ... است که تک تک اجزای آن مدل سازی شده اند. جهت مدل سازی توده پیل سوختی لازم است که ابتدا یک تک پیل سوختی مدل سازی شود. پیل سوختی اکسید جامد مورد نظر از نوع صفحه ای و با اصلاح داخلی سوخت است. دامنه حل این مدل به چهار بخش کانال سوخت، کانال هوا، صفحات دو قطبی و هسته پیل (pen)، متشکل از الکترودهای آند و کاتد و الکترولیت، تقسیم شده و معادلات بقای جرم، مومنتوم و انرژی، به همراه یک مدل الکتروشیمیایی، بصورت یک بعدی و در حالت پایدار حل شده است. نتایج نشان می دهد که قسمت عمده متان ورودی به پیل در 20% اولیه کانال سوخت مصرف می شود. مصرف زیاد متان در ورودی پیل موجب افزایش گرادیان دما شده و برای جلوگیری از آسیب رسیدن به پیل، باید در حد متعارفی پایین نگه داشته شود. همچنین مقایسه اتلافات ولتاژ نشان داد که به ترتیب تلفات فعال سازی کاتدی و آندی و همچنین افت مقاومتی، تلفات غالب در پیل سوختی می باشند. سپس اثر پارامترهای مختلف مانند ضریب مصرف سوخت، هوای اضافی، دمای ورودی سوخت و هوا، میزان پیش-اصلاح سوخت و چگالی جریان بر عملکرد پیل مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهند که ضریب مصرف سوخت با گرادیان دما نسبت مستقیم و با توان و راندمان پیل سوختی نسبت معکوس دارد، در مقابل افزایش هوای اضافی موجب کاهش هر سه کمیت کاری پیل می گردد. با استفاده از اطلاعات بدست آمده از مدل سازی تک پیل و فرض مشابه بودن تک پیل ها و توزیع یکنواخت سوخت و هوا بین آنها، توده پیل سوختی مدل سازی شده و از آن برای مدل سازی یک سیستم تولید همزمان استفاده شده است. معادلات کلیه اجزای این سیستم بصورت جبری و بر پایه معادلات بقای جرم، مومنتوم، انرژی و بازگشت ناپذیری استخراج شده است. نتایج نشان می دهند که بیشترین تغییر اگزرژی جریان در کانال سوخت توده پیل سوختی روی می دهد و بیشترین میزان برگشت ناپذیری به ترتیب مربوط به کوره کاتالیستی (38%)، بازیاب (37%) و پیل سوختی (18%) است. همچنین کمپرسور هوا بزرگترین مصرف کننده داخلی توان، با مصرف 3% توان تولیدی پیل سوختی می باشد. سپس با استفاده از الگوریتم های بهینه سازی و انتخاب سه تابع هدف بر اساس تولید توان، تولید حرارت و حداقل اتلاف اگزرژی، نقاط کاری بهینه سیستم تولید همزمان بدست آورده شده است. بطور نمونه، سیستم تولید همزمان در رویکرد تولید توان دارای توان الکتریکی 25 kw، توان حرارتی 44 kw و راندمان کل 88% می باشد. سپس با انتخاب یک ساختمان نمونه در شهر بیرجند، نیازهای حرارتی و الکتریکی آن محاسبه شد. نتایج نشان دادند که برای تامین نیاز الکتریکی، گرمایش و سرمایش این ساختمان 10 واحدی، سالانه به 284 mwh انرژی حرارتی و 58 mwh انرژی الکتریکی نیاز است. با بررسی میزان تابش خورشیدی در منطقه، مشخص شد که تابش خورشیدی دریافتی سالانه در شهر بیرجند برابر 1.81 mwh/m2 است، که با نصب صفحات خورشیدی در ساختمان مذکور می توان سالانه 14.86 mwh برق خورشیدی تولید کرد. به کمک این میزان برق خورشیدی و با استفاده از الکترولیز آب، می توان سالانه بیش از 3000 m3 هیدروژن تولید کرد. سپس نحوه ترکیب سیستم تولید همزمان با سیستم فتوولتاییک برای تامین نیازهای حرارتی و الکتریکی ساختمان مذکور بررسی شد. نتایج نشان می دهند که در سیستم های متصل به شبکه، سیستم ترکیبی فتوولتاییک و پیل سوختی با رویکرد تولید حرارت دارای کمترین میزان آلایندگی و سیستم فتوولتاییک دارای کمترین میزان سالانه انرژی مازاد می باشد. همچنین مشخص شد که در سیستم های مستقل از شبکه، استفاده از پیل سوختی برای تامین حرارت و سیستم فتوولتاییک برای تولید هیدروژن مطابقت بیشتری با مصرف کننده دارد.

با توجه به این که کاهش زمان بازآرایی فیدر های فشار متوسط شبکه توزیع در هنگام وقوع خطا های دائمی از اهمیت بالایی برخوردار است، در این پایان نامه کلیدهای هوشمند vit معرفی و نقش آن در بهبود قابلیت اطمینان فیدرهای فشار متوسط شبکه توزیع بررسی می شود.نتایج حاصل از این تحلیل با شبکه فاقد این تجهیز مقایسه و تأثیر آن روی شاخص های قابلیت اطمینان، با محاسبات عددی شاخص های قابلیت اطمینان شبکه به روش محاسبه اثر خطا(fea) ،ارزیابی و ارائه می گردد.از آنجا که شبکه توزیع از گستردگی و پراکندگی نقاط بار و تعدد تجهیزات بکار رفته در آن برخوردار است در عمل این نحوه محاسبه قابل کاربرد نبوده و نیاز به صرف زمان و هزینه داشته و حتی اشتباه در محاسبات اجتناب ناپذیر می باشد. از این رو در این تحقیق، فیدری واقعی در شبکه توزیع که کلیدهای هوشمند vit روی آن نصب شده و بهره برداری گردیده در نرم افزار digsilent powerfactory شبیه سازی و شاخص های قابلیت اطمینان فیدر با توجه به داده های میدانی آمارهای ثبت شده سالانه ، قبل و بعد از نصب کلیدهای هوشمند vit مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته و نتایج حاصله ارائه می گردد. از مهمترین مزایای این تجهیزات بهره برداری در شبکه های حلقوی، بازآرایی سریع، بهبود شاخص های قابلیت اطمینان ، کاهش انرژی توزیع نشده و عدم نیاز به زیرساخت های مخابراتی می باشد.

در سال های اخیر مزایای بسیار واحدهای تولید پراکنده از قبیل مزایای اقتصادی و نگرانی های زیست محیطی موجب گسترش چنین واحدهایی در سیستم های قدرت شده است. یکی از مهم ترین زمینه های گسترش واحدهای تولید پراکنده امکان استفاده آسان از منابع تجدیدپذیر مثل انرژی باد برای تأمین انرژی الکتریکی می باشد. دسترسی آسان و رایگان به انرژی باد سبب شده است تا بارهای مصرفی نسبتاً بزرگ یا شبکه های دوردست که استفاده از انرژی الکتریکی شبکه مرکزی برای آن ها بسیار پرهزینه و مشکل است، خود با توجه به پتانسیل های منطقه ای انرژی باد، با نصب و راه اندازی نیروگاه بادی انرژی مورد نیاز شبکه خود را تأمین نمایند و با توجه به رایگان بودن منبع انرژی بادی، طرح هایی از این قبیل اغلب دارای توجیه اقتصادی می باشند. منابع انرژی تجدید پذیر از قبیل باد، انرژی خورشیدی و ادوات تولید توان با تلفات کم یا صفر از قبیل میکروتوربین و ذخیره سازهای انرژی (مانند پیل های سوختی و باتری ها) می توانند برای غلبه بر طبیعت متغیر منابع انرژی تجدیدپذیر مکمل یکدیگر باشند و با هم با ذخیره سازی انرژی، قابلیت اطمینان و پایداری انرژی را تا حدی که ممکن است بهبود بخشند. این سیستم ها می توانند به تنهایی به عنوان ریزشبکه های مستقل برای برق دار کردن نواحی دور از شبکه به کار روند. برای آنکه بهره برداری بهینه و پایداری انرژی تا حداکثر ممکن تضمین شود، اعمال مدیریت انرژی موثر بر سیستم ترکیبی لازم است. از سوی دیگر، طبیعت متغیر منابع انرژی تجدیدپذیر و مقاصد چندگانه ی بعضاً متناقض ، که نیاز به برآورده شدن دارند (که بعضی از این مقاصد با هم در تضاد هستند)، باعث پیچیده شدن سیستم مدیریت انرژی شده است. به دلیل همین پیچیدگی، این قبیل سیستم های مدیریت انرژی نیاز به پیدا کردن سریع و پیوسته جواب، مثلاً هر یک دقیقه یا هر چند دقیقه یک بار ، دارند. در این پایان نامه از یک سیستم ترکیبی مبتنی بر تولیدات پراکنده و انرژی های تجدیدپذیر جهت تأمین تقاضای بار مستقل از شبکه استفاده شده است. ابتدا به وسیله نرم افزار homer اندازه یابی بهینه اجزاء سیستم ترکیبی انجام شده است. سپس کاربرد الگوریتم pso ، برای پیدا کردن جواب های مدیریت انرژی بلادرنگ برای یک سیستم ترکیبی مستقل بادی-میکروتوربین-باتری ارائه شده است؛ درحالی که بسیاری از هدف ها از قبیل حداقل کردن هزینه برای تولید توان و ماکزیمم کردن بازده عملیاتی میکروتوربین با هم در نظر گرفته شده اند، مسئله بهینه سازی حل شده است، ضمن اینکه قیدهای مربوط به توربین بادی، میکروتوربین و باتری نیز رعایت می شوند. لازم به ذکر است که برای مطالعات شبیه سازی ، داده های واقعی باد استفاده شده است.

با توجه به استفاده بی رویه از سوخت های فسیلی برای تامین انرژی، و کمبود منابع سوخت فسیلی در جهان، بشر رو به استفاده از انرژی های تجدیدپذیر، بخصوص انرژی باد و خورشید آورده است. در کنار استفاده از انرژی های تجدیدپذیر، مصرف کنندگان به دنبال سیستمی با کیفیت و اقتصادی می باشند. در نتیجه دستیابی به سیستمی با کیفیت بالا جهت سرویس‎دهی مناسب به مشترکین و رسیدن به منافع اقتصادی برای تولید‎کنندگان برق و مصرف کنندگان حائز اهمیت است. استفاده از سیستم فتوولتائیک رو به افزایش است و شرکت های تولید کننده این سیستم به دلیل رقابتی بودن بازار به فکر افزایش کیفیت تولید و کاهش هزینه های آن می باشند، به همین دلیل روز به روز هزینه این سیستم رو به کاهش می باشد. طبق تحلیلی که در این پایان نامه انجام شده استفاده از سیستم فتوولتائیک از نظر اقتصادی در مقایسه با سیستم سنتی تامین انرژی الکتریکی در فواصل بالای 5 و 10 کیلومتر اقتصادی تر می باشد. دلیل این گفته این است که در سیستم فتوولتائیک جدا از شبکه در طول عمر مفید آن هزینه ای مانند تلفات انرژی وجود ندارد، اما در شبکه سیمی به دلیل استفاده از سیم و وجود مقاومت اهمی در آن تلفات وجود دارد، که این تلفات هزینه زیادی را به شبکه تحمیل می کند. بررسی دیگری که در این پایان نامه انجام شد استفاده از شبکه عصبی برای پیش بینی شرایط جوی بوده تا بتوان تحلیلی درست بر روی سیستم فتوولتائیک داشت. در ادامه این پایان نامه طبق بررسی که انجام شده تولید سیستم فتوولتائیک وابسته به تابش خورشید میباشد و کاهش تابش باعث کاهش راندمان و افزایش هارمونیک تولیدی سیستم می شود که این خود یک مشکل بزرگ و نگران کننده برای مصرف کنندگان حساس به هارمونیک، مانند تجهیزات پزشکی و موتورهای با قابلیت تنظیم سرعت (asd ) که هارمونیک تولیدی و اعوجاج اثرات نامطلوبی روی آنها دارد، است که برای کاهش thd مقداری خازن گذاری در خروجی سیستم فتوولتائیک انجام شده است. طراحان این سیستم برای دریافت حداکثر تابش و بر طرف کردن مشکل و اختلال در تولید رو به استفاده از ردیاب های خورشیدی آورده اند تا حداکثر تابش را دریافت و حداکثر تولید را داشته باشند.

استفاده از خودروهای الکتریکی در آینده افزایش خواهد یافت. با وجود شبکه های هوشمند می توان شارژ و دشارژ باتری خودروها را به صورت آنلاین کنترل کرد و از پارکینگ این خودروها به عنوان بار و یا منابع تولید کننده و ذخیره کننده استفاده کرد. این پایان نامه با معرفی استراتژی های مختلف بهره برداری از خودروها در بستر شبکه های هوشمند، به مدل سازی احتمالاتی خودروها پرداخته است. بهینه سازی به دو منظورِ برنامه ریزی بهینه ی شارژ و دشارژ باتری خودروها و مکان بهینه ی پارکینگ ها در شبکه ی توزیع صورت می پذیرد. برنامه ریزی بهینه ی شارژ و دشارژ باتری ها، با معرفی تابع برازندگی جدید و روش ترکیبی جدید شامل الگوریتم بهینه سازی فاخته و شبیه سازی مونت کارلوی ترتیبی صورت پذیرفته است. این برنامه ریزی با دشارژ باتری ها در پیک بار و شارژ باتری ها در کم باری سبب پیک سایی،پرکردن دره و اصلاح مشخصه ی بار می شود. در نهایت مدل بهینه ی بار و تولید پارکینگ مجدداً توسط مونت کارلوی ترتیبی حاصل می گردد. این مدل برای مطالعات در سطوح مختلف سیستم قدرت از جمله مکان یابی پارکینگ خودروها، ارزیابی شاخص های قابلیت اطمینان سیستم تولید و مشارکت واحدهای نیروگاهی کارآمد می باشد. با استفاده از مدل بهینه ی پارکینگ ها مکان بهینه ی پارکینگ این خودروها با استفاده از مدل تقریبی بار سالیانه به منظور کاهش تلفات و بهبود ولتاژ مجدداً توسط الگوریتم بهینه سازی فاخته تعیین گردیده است. در ادامه، بررسی شاخص های ریسک سیستم تولید توسط شبیه سازی مونت کارلوی ترتیبی صورت پذیرفته است. این ارزیابی بیان گر بهبود شاخص ها در صورت شارژ و دشارژ هوشمند خودروها در بستر شبکه ی هوشمند علی رغم افزایش بار سیستم می باشد. علاوه بر این مشارکت واحدهای نیروگاهی در استراتژی شارژ و دشارژ هوشمند باتری خودروها بررسی گردیده است. در این مطالعه از الگوریتم کلاسیک لیست حق تقدم و برای توزیع اقتصادی بار از الگوریتم رقابت استعماری استفاده گردیده است. این ارزیابی نیز حاکی از کارآمد بودن مدل پیشنهادی به سبب کاهش هزینه ی بهره برداری واحدها می باشد.

با اتصال سیستم های قدرت بزرگ با خطوط ارتباطی ضعیف به هم، نوسانات فرکانس پایین در سیستم قدرت نمایان شده است. این نوسانات در صورت کمبود میرایی کافی، در سیستم باقی مانده و می توانند بزرگ شوند تا باعث تجزیه سیستم گردند. جبرانساز استاتیک سنکرون سری (sssc) قابلیت تزریق ولتاژ به خط با اندازه و فاز قابل تنظیم را داراست، بدون اینکه از جریان خط تأثیر بپذیرد. بررسی ها نشان می دهند که استفاده از کنترل کننده مناسب برای sssc می تواند باعث بهبود پایداری دینامیکی و میرایی نوسانات توان شود. در این پایان نامه، ابتدا یک روش مناسب برای انتخاب بهینه پارامترهای کنترل کننده میرایی پیش فاز-پس فاز sssc پیشنهاد شده و سپس الگوی هماهنگی برای بهبود پایداری سیستم قدرت با طراحی بهینه پایدارساز سیستم قدرت و کنترل کننده میرایی sssc نمایش داده شده است. در طراحی، تأخیر زمانی حس کردن سیگنال و تأخیر انتقال آن در نظر گرفته شده است. مساله طراحی هماهنگ به صورت یک مساله بهینه سازی فرموله شده و برای جستجوی پارامترهای بهینه کنترل کننده از الگوریتم های بهینه سازی جدید استفاده شده است. عملکرد کنترل کننده های پیشنهادی برای سیستم تک ماشینه متصل به باس بی نهایت بررسی شده است. نتایج در یک محدوده وسیع شرایط بار نمایش داده شده اند تا تأثیر و قدرت روش طراحی پیشنهادی را نشان دهند. کنترل کننده پیشنهادی، میرایی کافی برای نوسانات سیستم قدرت، تحت محدوده وسیعی از شرایط بهره برداری و تحت اغتشاشات مختلف فراهم می کند. تحلیل نتایج نشان می دهد که کنترل کننده پیشنهادی کارایی موثری داشته و نوسانات سیستم را سریع میرا می نماید و پایداری دینامیکی سیستم را افزایش می دهد. همچنین برای مطالعه رفتار sssc بین 2 نقطه ی کار با فاصله زیاد، مدل خطی شده سیستم در فواصل کوچک بین دو نقطه ی کار، به صورت لحظه ای بدست آمده و با انجام شبیه سازی لحظه ای، کارایی کنترل کننده پیشنهادی مشخص گردید. در انتها با معرفی یک استراتژی کنترلی جدید برای sssc که مبتنی بر اندازه گیری ولتاژ بوده و با به کاربردن آن در سیستم تک ماشینه و 2ماشینه و مقایسه آن با استراتژی مرسوم، نتایج قابل قبولی بدست آمده است.

دنیای مدرن امروزی به شدت نیازمند انرژی برق با کیفیت و قابلیت اطمینان بالا است. اهمیت مسئله انرژی، انتشار گازهای گلخانه ای، آلودگی های زیست محیطی و از همه مهمتر تجدیدناپذیر بودن سوخت های فسیلی، فرسوده شدن تجهیزات شبکه های انتقال و توزیع و نیاز به سرمایه گذاری کلان برای توسعه و نوسازی زیرساخت های پایه ای آنها از یک طرف و نیاز به انرژی برق با کیفیت و قابلیت اطمینان بالا از طرف دیگر سبب شده است تا استفاده از منابع انرژی نو بعنوان تولیدکننده انرژی الکتریکی مورد توجه بسیاری از کشورهای پیشرفته دنیا قرار بگیرد. یکی از گزینه های مناسب جهت تامین انرژی برق، منابع تولید پراکنده می باشند که امروزه یکی از مهمترین منابع تامین انرژی برق هستند. حضور منابع تولیدپراکنده شبکه های توزیع گذشته را از حالت پسیو به شبکه های اکتیو تبدیل کرده است. شبکه های توزیع اکتیو یا همان ریزشبکه ها به شبکه های فشار ضعیفی اطلاق می شود که شامل منابع تولید پراکنده از قبیل: توربین های بادی، نیروگاه های خورشیدی، میکروتوربین ها و... ،ذخیره سازهای انرژی همچون: باطری ها، چرخ های طیار و ابرخازن ها و... ، بارهای حساس و بارهای قابل قطع می باشند که توسط یک ترانسفورماتور به شبکه ی ولتاژ متوسط بالادست متصل می شود. با توجه به حضور منابع تولید پراکنده در سطح توزیع ماهیت ریزشبکه ها تا حد زیادی با شبکه های قدیمی متفاوت خواهد بود. در مقایسه با سیستم های قدرت سنتی انواع متفاوتی از منابع کوچک در ریزشبکه ها استفاده می شود. در نتیجه ی وجود منابع کوچک چندگانه، مدل دینامیکی سیگنال کوچک ریزشبکه در تحلیل سیگنال کوچک بسیار پیچیده خواهد بود. این پایان نامه روش مدلسازی و تحلیل یک ریزشبکه ی مجهز به منابع چندگانه را در حالت جدا از شبکه ی بالا دست ارائه می دهد. روش کار به این صورت می باشد که هر کدام از منابع در شکل فضای حالت محلی خود مدل و سپس در دستگاه مرجع کلی با هم ترکیب می شوند. مدل ریز شبکه حول یک نقطه کار مشخص خطی و ماتریس سیستم جهت دستیابی به مقادیر ویژه شبکه استفاده می شود. می توان از مدل به دست آمده در تحلیل سیگنال کوچک سیستم ریزشبکه برای تعیین نقاط کار مطمئن و همچنین طراحی و بهینه سازی استراتژی های سیستم کنترلی استفاده کرد.

طوفانهای مغناطیسی ناشی از فعالیتهای خورشیدی باعث جاری شدن جریانهای سرگردان (gic) در شبکه قدرت و ایجاد اختلال در عملکرد صحیح این سیستم می شوند. از اختلال در عملکرد ترانسفورماتورهای قدرت گرفته تا ایجاد مشکلاتی چون ناپایداری ولتاژ شبکه از اثرات gic بر شبکه قدرت هستند. در این رساله به بررسی اثرات gic بر ترانسفورماتورها و ادوات facts همچون svc و tcsc پرداخته خواهد شد. با مدل کردن gic در شبکه قدرت در شبیهسازیهای انجام شده در نرم افزار power world simulator و matlab به بررسی این اثرات پرداخته می شود. نفوذ gic به سیمبندی ترانسفورماتورها باعث اشباع هسته ترانسفورماتور، افزایش در میزان مصرف توان راکتیو توسط آن ، افزایش اندازه rms جریان تحریک ترانسفورماتور، تولید هارمونیک و افزایش اعوجاج کل هارمونیکی (thd) ولتاژ شبکه قدرت می شود. همچنین gic عملکرد صحیح svc در بهبود سطح پروفیل ولتاژ شبکه را تا جایی که باعث افت سطح ولتاژ باس های شبکه شود، مختل می کند. تجهیز svc در حضور gic باعث افزایش بیش از پیش مجموعِ مصرفِ توانِ راکتیوِ کل باسها و میزان thd شبکه می شود. gic اثر چندانی بر میزان بهبود سطح ولتاژ باس های انتهای خطوط انتقال طویل جبران شده توسط tcsc نداشته اما باعث افزایش زمان پاسخ دینامیکی tcsc در کنترل توان و ایجاد نوسان در توان عبوری از خطوط انتقال مجهز به tcsc می شود.

چکیده در این پایان نامه به طراحی بهینه ی مقره فشارقوی 230 کیلوولت با هدف توزیع یکنواخت میدان الکتریکی بر روی سطح مقره و همچنین هسته مرکزی مقره پرداخته شده است. بخش هایی که در روند بهینه سازی در این پایان نامه مورد طراحی قرار گرفته اند عبارتند از: 1) هسته مرکزی مقره که فقط با هدف یکنواخت سازی شدت میدان در مرکز هسته انجام شده است، 2) پوشش خارجی مقره که در طراحی بهینه این پوشش خارجی تمامی قیدهای مورد نظر درمورد ابعاد یک چترک مدنظر قرار گرفته است و لذا در شبیه سازی ظاهر فیزیکی چترک ها، هیچ گونه ساده سازی صورت نگرفته است، 3) الکترودهای فشارقوی و زمین که با هدف کاهش شدت میدان و اثر کرونا بر روی سطح الکترود و به روش اصلاح انحنا و با محاسبه ی شکل پیش فرض اولیه الکترود توسط منحنی های بزیر طراحی گردیده است، 4) طراحی و تعیین بهترین محل برای قرارگیری ریزدانه های اکسیدروی و محاسبه ابعاد بهینه ی این ریزدانه ها، 5) طراحی الکترودهای فشارقوی و زمین با به دست آوردن شکل پیش فرض اولیه و بهینه سازی این شکل پیش فرض با هدف کاهش شدت میدان روی سطح یراق فلزی. روند بهینه سازی در تمام قسمت ها توسط بسته نرم افزاری المان محدود comsol multiphysics و به صورت مرتبط شده با نرم افزار متلب می باشد. الگوریتم بهینه سازی مورد استفاده برای این کار، الگوریتم هوشمند اجتماع ذرات (pso) می باشد. در این روش، روند بهینه سازی با تولید پارامترهای اولیه توسط الگوریتم هوشمند در محیط متلب آغاز می شود، با استفاده از این پارامترها مدل سازی و محاسبات میدان در محیط نرم افزارcomsol multiphysics انجام می شود و داده های موردنیاز برای محاسبه تابع هدف به الگوریتم بهینه سازی فرستاده می شود. در گام بعدی پارامترهای بعدی توسط الگوریتم ذکر شده تولید می شود و این روند تا دست یابی به کانتور بهینه ادامه می یابد. نتایج حاصل شده نشان می دهد طراحی به روش ارائه شده و توسط منحنی های بزیر محدودیت استفاده از شکل های پیش فرض را از بین می برد و بهینه سازی جزء به جزء باعث کاهش بسیار مطلوب شدت میدان در نقاط بحرانی مقره گردیده است که این عامل سبب افزایش طول عمر مقره می گردد.

به مدار آوردن نیروگاه ها یک مسئله ی غیرخطی، ناپیوسته و مهم در بهره برداری از سیستم های قدرت می باشد که به علت محدودیت ها و پارامترهای زیاد آن پیچیدگی بالایی دارد. در مسئله ی به مدار آوردن نیروگاه های تک هدفه کلاسیک، تلاش می شود که مجموع هزینه های بهره برداری همه ی واحدها با توجه به قیود مساوی و نامساوی کمینه شود. با توجه به افزایش نگرانی های زیست محیطی ناشی از آلودگی نیروگاه های فسیلی، ضروری است در مسئله ی به مدار آوردن نیروگاه ها علاوه بر مسائل اقتصادی، ملاحظات زیست محیطی نیز در نظر گرفته شود. برای این منظور در این پژوهش مسئله ی به مدار آوردن نیروگاه ها با در نظر گرفتن آلودگی زیست محیطی مطالعه و بررسی می¬شود. برای در نظر گرفتن آلودگی زیست محیطی در مسئله ی به مدار آوردن نیروگاه ها، ابتدا با ترکیب اهداف هزینه های بهره برداری و آلودگی تولیدی، مسئله به صورت تک هدفه مدلسازی و سپس با استفاده از الگوریتم بهینه سازی مبتنی بر جهش قورباغه که از دقت و سرعت بالایی برخوردار است، حل می¬شود. در ادامه با توجه به اینکه اهداف مسئله از یک جنس نیستند و گاهی در تناقض با یکدیگر می باشند، برای مدل سازی واقعی تر، مسئله ی به مدار آوردن نیروگاه ها با در نظر گرفتن آلودگی زیست محیطی، به صورت یک مسئله ی بهینه سازی دوهدفه مطرح می¬شود که در آن هزینه های بهره برداری و آلودگی تولیدی نیروگاه ها به صورت توابع هدف جداگانه مدل سازی و کمینه می گردند. برای حل این مسئله از الگوریتم بهینه سازی چندهدفه اجتماع ذرات استفاده می¬شود. در حل مسئله، از ترکیب کدبندی عدد صحیح و عدد باینری برای برآورده کردن محدودیت ها استفاده می¬شود. با استفاده از الگوریتم های بهینه سازی به خوبی می توان هزینه ها و آلودگی کل به مدار آوردن نیروگاه ها را کمینه کرد. در پایان به منظور ارزیابی کارایی الگوریتم های بهینه سازی معرفی شده، نتایج حاصل با یکدیگر مقایسه شده که نتایج مطالعات عددی، برتری روش های چندهدفه را نشان می دهد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.