در سیستم‎های تجدید ساختار شده مسأله‎ا‎ی با نام برنامه‎ریزی مشارکت واحدها مبتنی بر قیمت وجود دارد که توسط شرکت‎های تولید مطرح و حل می‎گردد. خروجی این مسأله برنامهی تولید واحدهای مختلف نیروگاه‎ها بدون توجه به تأمین بار و با هدف کسب بیشترین سود ممکن می‎باشد. شرکت‎های تولید پس از حل مسأله مذکور اقدام به پیشنهاد نمودار پلکانی قیمت‎ ـ توان تولیدی خود جهت شرکت در مناقصه‎ی بازار می‎نمایند که پیشنهاد مناسب این منحنی، تأثیر بسزایی در میزان سود واحد بویژه در بازار‎های "پرداخت بر اساس پیشنهاد" خواهد داشت. در حل مسأله مشارکت واحدها مبتنی بر قیمت و ارائه پیشنهاد قیمت ـ توان، قیمت تسویه بازار بعنوان مهمترین عامل در محاسبات بکار می‎رود و از آنجا که در عمل پیش بینی این قیمت دارای عدم قطعیت بالایی می باشد، اهمیت لحاظ عدم قطعیت آن در محاسبات مشخص می گردد. در این پایان نامه دو مدل احتمالی و امکانی برای قیمت تسویه بازار بکار گرفته شده است. در بخش اول مسأله تعیین مشارکت واحدها مبتنی بر قیمت به روش mip و با لحاظ عدم قطعیت قیمت بازار بصورت مدلی فازی حل می‎گردد و در بخش دوم پروژه، فرمول بندی جدیدی برای حل مسأله استراتژی پیشنهاد قیمت و نحوه‎ی استخراج منحنی بهینه توان ـ قیمت، پیشنهاد می‎گردد که بر اساس احتمال پذیرش هر پله پیشنهادی و کسب بیشترین سود ممکن می باشد. در پایان نیز مثال‎های عددی متعددی مطرح و حل گردیده است که نشان‎دهنده‎ی نتایج رضایت بخش روش پیشنهادی می‎باشد.

در این پایان نامه روش جدیدی برای جایابی بهینه مانیتورها در شبکه های بزرگ انتقال به منظور تعیین شاخص ها و محل عامل به وجود آورنده فرورفتگی ولتاژ ارائه شده است. در ابتدا تاثیر اتصال کوتاه در ایجاد فرورفتگی ولتاژ در شبکه بررسی می شود و نتایج آن به صورت ولتاژهای حین خطا در یک ماتریس جمع آوری گردد. سپس با استفاده از این ارزیابی نقشه ای فازی از مرزهای تحت نظارت هر مانیتور ترسیم می گردد. در ادامه در قسمت اول پایان نامه با استفاده از مرزهای فازی و الگوریتم ژنتیک تعداد بهینه مانیتورها در شبکه و ترکیب آنها بر روی باسبارهای شبکه استخراج می شود. در قسمت دوم پایان نامه شاخص های جدیدی به منظور جایابی محل عامل به وجود آورنده فرورفتگی ولتاژ ارائه می شود. در نهایت با استفاده از مانیتورهای جایابی شده و شبکه عصبی الگوریتم جدیدی به منظور تعیین محل عامل به وجود آورنده فرورفتگی ولتاژ ارائه می شود

در این پایان نامه شبکه lvdc، از دید کیفیت توان در ریز شبکه dc، مورد مطالعه قرار می گیرد. انواع ساختارهای مختلف، انواع مبدل های متصل به خط و بار، فیلترهای مبدل های متصل به بار و مدارهای متعادل کننده شبکه lvdc، مورد بررسی قرار گرفته است. شبکه lvdc با شبکه lvac از نظر توان انتقالی، اقتصادی، تلفات و... مورد مقایسه قرار گرفته است. در این پایان نامه دو تجهیز جدید، به نام های dcvc و udcvc،جهت افزایش کیفیت توان شبکه lvdc معرفی شده اند. با شبیه سازی شبکه lvdc و با استفاده از این دو تجهیز در نرم افزار pscad، مسائل کیفیت توان مانند فرو افتادگی ولتاژ، برآمدگی ولتاژ، نوسانات ولتاژ، بار های پالسی و... مورد بررسی قرار گرفته اند. در این پایان نامه، همچنین امکان ارتباط دو ریزشبکه dc با ولتاژ متفاوت، از نظر مدیریت توان و کیفیت توان، مورد بررسی قرار گرفته همچنین دو مدل متفاوت به منظور اتصال دو ریزشبکه dc معرفی شده و مورد مقایسه قرار گرفته است.

با گسترش توجه به ویژگی های اقتصادی وسایل نقلیه و نیز سازگاری آنها با محیط زیست، در بیشتر کشورها قطارهای برقی از جایگاه خاصی در میان وسایل نقلیه ی عمومی برخوردارند. قطارهای برقی یکی از مشکلترین بارهایی هستند که توسط شبکه قدرت تغذیه می شوند که مشکلاتی هم برای شبکه ی تغدیه کننده ی قطار و هم برای خود سیستم قطار برقی ایجاد می کنند. یکی از موثرترین روشهای بهبود کیفیت توان سیستم قطار برقی، نصب جبرانسازهای ایستا (static var compensators) در ایستگاههای تراکشن است. در این پایان نامه، روشی جدید برای کنترل svc مورد استفاده (راکتور کنترل شونده با تریستور- خازن ثابت) با هدف بهبود پروفیل ولتاژ در محل اتصال لوکوموتیوها به خط اصلی تغذیه ی قطار برقی ارائه شده است. همچنین با استفاده از الگوریتم بهینه سازی اجتماع ذرات (particle swarm optimization) به تعیین محل و ظرفیت بهینه svc پرداخته شده است. مدل کامل svc به همراه مدار کنترل آن نیز ارائه شده و توسط pscad/emtdu شبیه سازی شده است. نتایج به دست آمده، نشان دهنده ی بهبود پروفیل ولتاژ در محل اتصال لوکوموتیوها به خط اصلی تغذیه ی قطار برقی است. همچنین این نتایج، توانایی سیستم کنترل پیشنهادی برای حذف نوسانات ولتاژ لوکوموتیوها و زاویه آتش تریستورها را تایید می کند.

بکارگیری ترموالکتریک ژنراتورها برای بازیافت انرژی حرارتی اتلافی در اگزوز خودروها در سالهای اخیر مورد توجه قرار گرفته است. تا کنون بیشتر پژوهشهای صورت گرفته بر روی خودروهای درونسوز بوده است، اما با توجه به آینده ترموالکتریک ژنراتورها و پتانسیل بالای خودروهای هیبریدی در استفاده از تواناییهای آنها و هم چنین تفاوت های عمده خودروهای هیبریدی با خودروهای درونسوز در نحوه بکارگیری و مدیریت انرژی تولید شده توسط ترموالکتریک ژنراتورها، در این پایان نامه به بررسی نحوه بکارگیری آنها بر روی سیستم اگزوز خودروهای هیبریدی موازی و تأثیرات آن بر روی مصرف سوخت وآلایندهها پرداخته شده است. ابتدا یک سیستم کنترل و اندازه گیری برای یک ماژول hz- ساخته شده و مورد آزمایش قرار گرفته و میزان 14 تولید توان الکتریکی آن بر اساس دمای دو سطح آن بدست آورده شده است. سیستم اندازهگیری، توانایی ثبت دادههای اندازه- گیری شده را به صورت بلادرنگ دارد که آزمایشهای آینده بر روی خودروها و چرخههای رانندگی واقعی را ممکن میکند. تکمیل شده و تأثیرات ترموالکتریک advisor در ادامه مدلهای اگزوز و خودروهای درونسوز و هیبریدی موازی در ژنراتورها بر روی آنها در 4 چرخه رانندگی مورد بررسی قرارگرفته است. سپس روشی متفاوت برای بکارگیری ترموالکتریک ژنراتورها بر روی اگزوز، پیشنهاد شده و مدل خودرو هیبریدی موازی، متناسب با آن تکمیل و تأثیرات مثبت و منفی مورد بررسی قرار گرفته است. این روش اگزوز را از قبل از محل قرارگیری سیستم ترموالکتریک ژنراتور به دو قسمت تقسیم میکند و با ایجاد امکان بایپس کردن جریان گازهای اگزوز، دمای ترموالکتریک ژنراتورها را حتیالامکان در بهینه کارکرد آن ها نگه میدارد. با توجه به نتایج حاصله، استفاده از ترموالکتریک ژنراتورها در خودروهای هیبریدی بر میزان آلاینده ها تأثیر زیادی ،1/5 ،0/6 ،0/ 0 درصد و 9 /6 ،1 ،0/1 ،0/ ندارد اما مصرف سوخت را در ساختار معمولی اگزوز و ساختار پیشنهادی به ترتیب 2 0/2 درصد در چرخههای رانندگی سرعت ثابت/رانندگی شهری/شیب متغیر/سرعت بالا بهبود میبخشد

رله های حفاظتی دیجیتال بخش عمده حفاظت در سیستم های قدرت کنونی را بر عهده دارند که عملکرد سالم آنها ضامن امنیت و بازده بالای شبکه قدرت است. از طرف دیگر ظهور قطعات و تجهیزات جدید بخصوص قطعات الکترونیک قدرت و بارهای غیر خطی، باعث به وجود آمدن اختلالات کیفیت توان می شود. این اختلالات مزاحم بر عملکرد سیستم های حفاظتی تاثیر منفی می گذارند که یکی از آنها تاثیر مخرب بر عملکرد رله های دیجیتال است. در این پروژه انحراف فرکانس، سیگنال های هارمونیکی و اینتر هارمونیکی به عنوان مخرب ترین پدیده های کیفیت توان در نظر گرفته شده اند که تاثیر آنها بر عملکرد الگوریتم های حفاظتی یکی از اهداف این پروژه است. نشان می دهیم که استفاده از روشی نوین و معرفی شاخص های جدید در حوزه های زمان و فرکانس برای تحقیق در نحوه عملکرد الگوریتم ها ضروری است و بدین ترتیب ابعاد جدیدی از رفتار الگوریتم ها در حوزه فرکانس آشکار می شود. علاوه بر آن این پروژه یک نوع حفاظت جدید برای تشخیص انواع خطا هایی که در طرف ثانویه ترانسفورمر های کوره قوس رخ می دهد، ارائه می کند. این حفاظت در قالب معرفی نوعی الگوریتم حفاظتی است که تنها از داده های ولتاژ و جریان طرف اولیه ترانسفورمر های کوره قوس برای تشخیص خطا استفاده می کند. بنابراین این نوع حفاظت جدید نیازی به بهره گیری از تجهیزاتی مانند کویل های روگوفسکی در طرف ثانویه ترانسفورمر های کوره قوس ندارد. برای بررسی عملکرد الگوریتم ارائه شده در شرایط سالم شبکه از 115 داده بار سه فاز در شرایط نرمال از کوره های قوس شرکت فولاد مبارکه اصفهان استفاده شده است. این الگوریتم از تابع تفاضل و داده های جریان هارمونیکی برای تشخیص خطا استفاده می کند. در پایان توضیح داده می شود که الگوریتم حفاظتی ارائه شده همچنان دارای نواقصی است و نیاز به ارتقا یا اصلاح دارد. برای رفع این نواقص از داده های خطای واقعی که از کوره های قوس شرکت فولاد مبارکه به دست آمده استفاده می شود. بنابراین یک الگوریتم حفاظتی کامل ارائه خواهد شد که علاوه بر رفع مشکلات الگوریتم اولیه، در تشخیص خطا دقیقتر خواهد بود و می تواند به گونه جامع تری به ارزیابی خطا بپردازد.

در این تحقیق برنامه ریزی برای مشارکت یک نیروگاه مجازی در بازار انرژی با در نظر گرفتن اثر عدم قطعیت در میزان تولید توربین های بادی و نیز عدم قطعیت در قیمت بازار صورت گرفته است. نیروگاه مجازی یک نهاد مالی و گاهی تکنیکی است که به نمایندگی از تولیدات پراکنده، ذخیره کننده های انرژی و بارهای قابل کنترل در بازار انرژی و یا بازارهای سرویس های جانبی مشارکت می نمایند. برای کاهش اثر عدم قطعیت در میزان تولید توربین های بادی از ذخیره سازهای انرژی استفاده شده است. میزان سرعت باد به صورت یک متغیر احتمالی با تابع توزیع رایلی و قیمت بازار با استفاده از تابع توزیع احتمالی لاگنرمال مدل شده اند. در مدلسازی مسأله، سرعت باد با روش تحلیلی در فرمولها استفاده شده است. در حالیکه برای مدلسازی احتمال سرعت باد روش تقسیم چند تکه ای تابع توزیع احتمالی به کار گرفته شده است. با مدل کردن بخش های مختلف نیروگاه مجازی، تابع هدف نهایی برای بیشینه کردن سود نیروگاه مجازی به دست آمده است. برای بهینه کردن این تابع هدف، از دو الگوریتم بهینه-سازی تکاملی اجتماع ذرات و کلونی زنبورهای مصنوعی به طور مجزا استفاده شده است. برای نشان دادن کارایی روش پیشنهادی، این مسأله بر روی یک نیروگاه مجازی پیاده سازی و نتایج با هر دو روش بهینه سازی تحلیل و بررسی شده است.

در این پایان نامه انواع مدلهایی که تا کنون برای کوره های قوس الکتریکی پیشنهاد شده اند با یک دسته بندی جدید از سه دیدگاه خطی یا غیر خطی بودن رابطه بین ولتاژ و جریان، دیفرانسیلی یا جبری بودن آن، متغیر با زمان یا ثابت بودن، تقسیم و بررسی می شوند. سپس مشخصات سیستم الکتریکی مجتمع فولاد مبارکه و همچنین داده های اندازه گیری شده در آن شرح داده شده است. ویژگی دینامیکی کوره های قوس الکتریکی با روشی نوین برسی می شود. انواع مدلهای دینامیکی با استفاده از داده های اندازه گیری شده به دست می آیند. در انتها نیز مناسبترین رتبه مدل دینامیکی به دست خواهد آمد. ویژگی غیر خطی رابطه بین ولتاژ و و جریان کوره قوس با استفاده از به کار بردن توابع چند جمله ای بررسی می شود و مرتبه مناسب این توابع به دست می آیند. پارامترهای متغیر با زمان مدلهای بررسی شده در فصلهای چهار و پنج هر یک به صورت سری زمانی در نظر گرفته می شوند. مدلهای arma روی آنها پیاده سازی می شوند و رتبه مناسب مدل arma برای هر یک از پارامترها به دست می آیند

در خودروهای هیبرید موازی که از نوع سیستم های بسیار پیچیده ی مکاترونیکی محسوب می شوند، از دو منبع تولید انرژی که عمدتاً موتور الکتریکی و موتور احتراقی می باشند، به گونه ای که گشتاور تولید شده توسط آن ها با یکدیگر کوپل شده و مورد استفاده ی خودرو قرار گیرد، استفاده می گردد. آنچه در مورد کنترل این سیستم-ها مورد اهمیت است، نحوه ی استفاده از هر منبع و نسبت تولید گشتاور توسط هریک از آن ها می باشد. در این رساله، به بررسی استراتژی مدیریت انرژی برای تعیین میزان مشارکت هریک از منابع حرکتی به منظور کاهش در مصرف سوخت خودرو و کاهش در تولید گازهای خروجی در خودروی هیبرید موازی پرداخته خواهد شد. در این پایان نامه از الگوریتم کنترل پیش بین غیرخطی برای کنترل خودروی هیبرید موازی استفاده شده است. از آن جا که در کنترل پیش بین تولید سیگنال کنترل براساس پیش بینی رفتار آینده سیستم صورت می گیرد، لذا این کنترل کننده قادر است دربرابر تغییرات ناگهانی سیکل حرکتی عکس العمل مناسبی از خود نشان دهد، درحالی که سایر روش های کنترلی براساس رفتار گذشته سیستم عمل کرده و نسبت به تغییرات سریع مسیر حساسیت بیشتری دارند. کنترل پیش بین ، همان طور که از نام آن پیداست، به مدل سیستم برای پیش بینی رفتار آینده آن نیاز دارد. مدل سازی سیستم ها به روش های گوناگونی انجام می شود. در این پایان نامه از شبکه عصبی به عنوان مدل پیش بین، برای تخمین سرعت خودرو، در طراحی کنترل-کننده بهره گرفته شده است. هم چنین تابع هزینه طراحی شده برای کنترل کننده پیش بین شامل دو جمله خطای سرعت خودروی هیبرید از سیکل حرکتی مطلوب و گشتاور اعمالی به موتور احتراقی بوده و ضرایب تابع هزینه به گونه ای تنظیم می شوند که خودرو بهترین عملکرد را در تعقیب سیکل حرکتی دلخواه داشته باشد. در ادامه عملکرد کنترل کننده پیش بین مدل مبنای عصبی پیشنهادی، با کنترل کننده های پایه و فازی fuel-mode ارائه شده در advisor مقایسه شده است. نتایج شبیه سازی بهبود عملکرد خودرو را به-طور قابل توجه نشان می دهد.

دراین پایان نامه به بررسی دقیق نحوه عملکرد توربین های بادی و تعیین عوامل موثر بر تولید انرژی توسط این توربین ها پرداخته می شود.همچنین جهت پیش بینی میزان تولید بر اساس داده های واقعی جمع آوری شده چند روش از علم داده کاوی (رگرسیون – سری زمانی وکلاسترینگ) را مورد استفاده قرار می دهیم تا نتایج بهتری بدست آوریم. لذا ابتدا مفاهیم، اصول، و ابزارهای معرفی شده برای داده کاوی بیان شده و بعضی از روش هایش بر روی یک نمونه عملی از یک سازمان واقعی، پیاده سازی می شود. با توجه به اطلاعات موجود در سیستم اهدافی چون پیش بینی میزان (میانگین) تولید سالانه در مکان مورد نظر و تعیین مکان مناسب جهت استقرار ایستگاه توربین بادی دنبال می گردد.نتایج حاصل از استفاده از این ابزارها و مقایسه داده های تجربی گرفته شده از یک مزرعه بادی با نتایج مدل ارائه شده نشان می دهند که این مدل برای پیش بینی میزان تولید انرژی در مناطق مستعد جهت نصب توربین های بادی مناسب و نسبتا دقیق می باشد و می تواند الگوی مناسبی برای استفاده آتی در سازمانها و نهادهای مربوطه باشد

حضور خازن سری در شبکه های قدرت که برای جبرانسازی خط بکار گرفته می شود عملکرد رله ی دیستانس که متداول ترین رله ی حفاظتی مورد استفاده در سیستم های قدرت است را به شدت تحت تاثیر قرار داده و در موارد بسیاری باعث عملکرد اشتباه آن می گردد. این عملکرد اشتباه می تواند به دلیل وجود مشکلاتی همچون معکوس شدگی ولتاژ, معکوس شدگی جریان, کاهش یا افزایش امپدانس دیده شده توسط رله و یا نوسانات زیرسنکرون به وجود آید. استفاده از المان های حفاظتی غیرخطی همچون mov جهت حفاظت خازن ها, باعث پیچیده تر شدن مشکلات مذکور می شود. این پایان نامه به بررسی مشکلات ناشی از جبرانسازی سری و تاثیرات آن روی حفاظت دیستانس پرداخته و به مرورِ تعدادی از روش های ارائه شده تاکنون و شبیه سازی یکی از این روش ها که مشابه روش های پیشهادی در پایان نامه است، می پردازد. سپس چند روش پیشنهادی جدید برای تعیین مکان خطا نسبت به خازن سری (تعیین ناحیه ی خطا)، معرفی می شود. . از بین روش های پیشنهادی دو روش بر اساس بررسی مولفه ی dc ولتاژ یا جریان و با استفاده از داده های دو طرف خط عمل می کنند. از دو روش دیگر که با استفاده از داده های یک طرف خط ناحیه ی خطا را تعیین می کنند، یکی بر اساس بررسی رفتار شکل موج جریان و دیگری بر اساس بررسی رفتار شکل موج توان لحظه ای عمل می کند. هر کدام از این روش ها دارای مزایا و معایب خاصی می باشد که در انتهای پایان نامه به بررسی و مقایسه ی آنها با یکدیگر و تعدادی از روش های ارائه شده در گذشته، پرداخته می شود.

امروزه استفاده از موتورهای الکتریکی به طور گسترده در سرتاسر دنیا مورد توجه قرار گرفته است. این موتورها به طور ذاتی نیاز به تعمیر و نگهداری کمی دارند، اما همانند سایر موتورها، وقوع خطا در آنها اجتناب ناپذیر می باشد خطا در مجموعه این موتورها می تواند باعث خاموشی های غیر منتظره و افزایش تلفات و افزایش هزینه گردد که این امر در کاربردهای صنعتی قابل قبول نخواهد بود. در این پایان نامه به کمک روش های یاد گیری ماشین به تشخیص خطا در موتورهای القایی پرداخته شده است. روش بیان شده در این پایان نامه به تشخیص انواع خطا ها در قسمت درایو موتور، مانند وقوع اتصال کوتاه در سوئیچ، خطای اتصال باز در سوئیچ ها و . . . خواهد پرداخت. بر این اساس در این پایان نامه یک روش اندازه گیری جدید بر اساس استخراج سیگنال های مختلف همچون سرعت، ولتاژ و جریان موتور و همچنین اندازه-گیری ولتا‍ژ ها و جریان های نشتی ما بین هر سوئیچ و یک زمین مجازی در نقاط کار متفاوت سیستم خواهد پرداخت و از آنها به عنوان ورودی روش معرفی شده برای تشخیص خطا استفاده خواهد کرد. در این روش پیشنهادی بعد از استخراج سیگنال های فوق برای پردازش این سیگنال ها، ابتدا ویژگی های مناسب از بین سیگنال های مختلف استخراج و سپس به کمک روش های انتخاب ویژگی مهمترین این ویژگی ها انتخاب می-گردد. در این پایان نامه از روش های مختلف یاد گیری ماشین استفاده کرده و به بررسی مزایا و معایب و مقایسه این روش ها می پردازیم.

صنعت انرژی های نو در بین کشورهای توسعه یافته به دلیل عاری بودن از هر گونه آلودگی و کیفیت در توان تولیدی به سرعت رشد کرده است. همچنین با افزایش کاربرد توان تولیدی از باد در شبکه قدرت، نیاز به یک کنترلر مرکزی مزرعه بادی با هدف کنترل بهینه توان، به شدت احساس می شود. در این پایان نامه به بررسی یک شبکه مزرعه بادی مجهز به توربین بادی از نوع ژنراتور القایی با تغذیه دوگانه پرداخته شده است. علاوه بر این، کنترلر مرکزی یک مزرعه بادی با هدف توزیع توان بهینه بین هر کدام از توربین ها طراحی شده، به نحوی که خستگی های مکانیکی توربین را کاهش دهد. کنترلر پیشنهاد شده بر اساس روش های بهینه سازی طراحی شده است به طوری که نوسانات مخرب گشتاور برج و شفت ژنراتور را کاهش داده و کیفیت توان مطلوب را تضمین نماید. کنترلر مزرعه بادی از دو لایه کنترلر طبقاتی تشکیل شده به طوری که لایه اول، کنترلر هر توربین بوده و در لایه بالاتر کنترلر مرکزی مزرعه بادی موجود می باشد. کارایی استراتژی کنترل پیشنهادی از طریق شبیه سازی بر روی یک مزرعه بادی نمونه ارائه شده که نتایج، نشان دهنده توانایی کنترلر پیشنهادی در بهینه کردن توزیع توان بین مجموعه ای از توربین های بادی می باشد.

انرژی مورد نیاز صنعت و اماکن غیرصنعتی به طور عمده به سوخت های فسیلی چون نفت و گاز وابسته است. مسایل و مشکلات سیاسی اجتماعی، بحث آلودگی زیست محیطی ناشی از مصرف اینگونه منابع انرژی، گرمایش زمین و پدیده ی وارونگی هوا ناشی از گازهای گلخانه ای باعث شده است که بشر به دنبال منابع پاکتر و ماندگارتر انرژی بگردد. در صنعت برق تلاش های زیادی برای استفاده از انرژی های تجدید پذیر و پاک همچون خورشید، باد و ... شده است. استفاده از مولد های تولید پراکنده ی انرژی الکتریکی و عناصر ذخیره ی انرژی علاوه بر نیروگاه های بزرگ سنتی در شبکه ی برق، موضوع بسیاری از پژوهش های علمی سال های اخیر بوده است. از سوی دیگر، درصنعت خودروسازی نیز تلاش های بسیاری جهت طراحی خودروهای نسل جدید بر پایه ی سوخت پاک و وابستگی کمتر به سوخت های فسیلی شده است. در این خودروها، موتور الکتریکی که از انرژی الکتریکی ذخیره شده در باتری خودرو استفاده می کند، بعنوان محرکه ی اصلی یا در کنار محرک سنتی بنزینی/دیزلی خودرو عمل می کند. با ظهور تدریجی خودروهای نسل جدید در ناوگان شهری، مسأله ی تغذیه ی الکتریکی اینگونه خودروها بعنوان باری قابل توجه دغدغه ی طراحان شبکه های توزیع آتی خواهد بود. از سوی دیگر، مجموعه ی خودروهای نسل جدید که در پارکینگ های شهری حضور دارند می تواند به عنوان منبع قابل توجه انرژی الکتریکی برای شبکه مورد استفاده قرار گیرد. ایده ی جدیدی که موضوع بحث این پایان نامه است استفاده از واحدی مرکزی در هر پارکینگ شهری است که پاسخگوی نیاز انواع مختلف خودروهای نسل جدید باشد و بتواند با مدیریت هوشمند و بهینه، تبادل انرژی بین شبکه و خودروها را به نحو مطلوبی میسر سازد. با این رویکرد می توان علاوه بر تسهیل در طراحی خودروها از حیث سیستم شارژ داخلی، به این خودروها به عنوان سیستم ذخیره کننده ی ارزان انرژی الکتریکی در سطح شهر نگاه کرد.

کیفیت توان امروزه به عنوان مبحث مهمی در مهندسی قدرت تبدیل شده است. علت عمده ی اهمیت یافتن کیفیت توان، افزایش تجهیزات حساس مصرف کنندگان در ته خط می باشد ]1[. در شبکه های امروزی با توجه به وجود بارهای حساس و اهمیت عملکرد مناسب این تجهیرات، بررسی پدیده هایی موسوم به پدیده-های کیفیت توان که باعث ایجاد تغییرات در ولتاز شبکه می شوند و جلوگیری از بروز آن ها و هم چنین کاهش اثرات زیان بار آن ها در صورت بروز، از اهمیت ویژه ای برخوردار است. بنا بر این جهت بهبود کیفیت توان اولین قدم شناخت پدیده ها و توانایی طبقه بندی آن ها و تشخیص علت بروز و کنترل آن ها می باشد ]2[. شکل موج سیگنال دچار اغتشاش حاوی اطلاعات مفیدی از نوع پدیده ی رخ داده می باشد که با استفاده از آن ها می توان نوع پدیده ی رخ داده را تشخیص داد ]3و4[. در این پایان نامه، تلاش شده که با تهیه ی سیگنال های مناسب از شبکه و استخراج و انتخاب ویژگی های برتر این سیگنال ها، الگوریتمی جهت تشخیص پدیده های کیفیت توان ارائه شود. از گذشته تا به امروز از الگوریتم های مختلفی جهت استخراج ویژگی های شکل موج دچار اغتشاش استفاده شده است که هر یک از این الگوریتم ها مزایا و معایب مخصوص به خود را دارد. سپس به کمک الگوریتم هایی، بهترین ویژگی ها انتخاب می شوند و به کمک الگوریتم های کلاس بندی، نوع پدیده ی رخ داده مشخص می شود. به طور معمول الگوریتم های مختلفی برای کلاس بندی (classification) در تمام زمینه ها وجود دارد که عموم این الگوریتم ها بر اساس الگوریتم های یاد گیری ماشین می باشد. با توجه به این موضوع در این پایان نامه بر آن شدیم که از یک الگوریتم یاد گیری ماشین جدید استفاده کرده و به بررسی مزایا و معایب و مقایسه این الگوریتم با الگوریتم های معمول یادگیری ماشین که در ادامه ذکر خواهد شد، بپردازیم. یکی از الگوریتم های جدید یاد گیری ماشین، الگوریتم bvm(ball-vector-machine) می باشد. در این پایان نامه به امکان سنجی کاربرد این الگوریتم و مقایسه نتایج با دیگر الگوریتم های متداول پرداخته خواهد شد.

امروزه اینورتر های الکترونیک قدرت، نقش مهمی را در سیستم های قدرت ایفا می کنند. از کاربرد های متنوع آنها می توان اتصال واحد های تولید پراکنده (dg) به شبکه [1]، کنترل درایو های موتور [2]، افزایش کیفیت توان [3] و غیره را نام برد. اینورتر ها از المانهای نیمه هادی الکترونیک قدرت تشکیل می شوند و می توانند در بازه ی توان چند مگا وات و بازه ولتاژ چند کیلو ولت مورد بهره برداری قرار گیرند. همچنین اینورتر ها می توانند بسته به کاربردشان می توانند به صورت تک فاز، سه فاز و یا چند فاز به کار گرفته شوند. معمولا اینورتر های تک فاز کاربرد های خانگی (توان پایین) داشته و اینورتر های سه فاز و چند فاز در کاربردهای صنعتی (توان بالا) مورد استفاده قرار می گیرند. از ساختار های متداول اینورتر ها می توان اینورتر منبع ولتاژ و اینوتر منبع جریان را نام برد. اینورتر ها منبع ولتاژ (شکل 1-1) که متداول ترین ساختار اینورتری می باشد از یک منبع ولتاژ به عنوان منبع انرژی استفاده می کند و از از یک مدار پل یک، سه و یا چند فاز تشکیل می شود. در این ساختار از سوئیچ هایی که شامل یک ترانزیستور قدرت ( igbt یا mosfet) و یک دیود موازی معکوس است استفاده می شود. این سوئیچ ها توانایی عبور دادن جریان از هر دو طرف را دارا می باشند اما قابلیت نگه داری ولتاژ در این سوئیچ ها یک طرفه است. یعنی فقط زمانی که ولتاژ آنها مثبت است می توان آنها را سوئیچ نمود. کاربرد اصلی این ساختار در درایو های موتور ac می باشد. خروجی این اینورتر ها ولتاژی پالسی است که هم می توان آن را مستقیما به موتور اعمال نمود و هم می توان با استفاده از فیلتر های پسیو ابتدا هارمونیک های آن را حذف کرده و سپس به موتور اعمال نمود. جریان خروجی این اینورتر ها بسته به بار آنها می تواند پالسی یا تقریبا سینوسی باشد. شکل 1-1. اینورتر منبع ولتاژ ساختار دیگر اینورتر منبع جریان است. اینورتر ها منبع جریان (شکل 1-2) در کاربرد های توان بالا مورد استفاده قرار می گیرند. این اینوتر ها از لحاظ تئوری از یک منبع جریان به عنوان منبع انرژی استفاده می کند اما از آنجایی که در عمل منبع جریان وجود ندارد می بایست با سری کردن منبع ولتاژ و یک سلف (همانطور که در شکل 1-2 دیده می شود) این منبع جریان را ایجاد نمود. همانند اینورتر منبع ولتاژ این اینورتر هم از یک مدار پل یک، سه و یا چند فاز تشکیل می شود. در این ساختار از سوئیچ هایی که شامل یک ترانزیستور قدرت ( igbt یا mosfet) و یک دیود سری است استفاده می شود. این سوئیچ ها توانایی نگه داری ولتاز از هر دو طرف را دارا بوده اما جریان آنها یک طرفه است. یعنی فقط زمانی که جریان آنها مثبت است می توان آنها را سوئیچ نمود. کابرد اصلی این ساختار در درایو های موتور ac می باشد. خروجی این اینورتر ها جریانی پالسی است که هم می توان آن را مستقیما به موتور اعمال نمود و هم می توان با استفاده از فیلتر های پسیو ابتدا هارمونیک های آن را حذف کرده و سپس به موتور اعمال نمود. ولتاژ خروجی این اینورتر ها بسته به بار آنها می تواند پالسی یا تقریبا سینوسی باشد. شکل 1-2. اینورتر منبع جریان اینورتر های متداول نظیر اینورتر منبع ولتاژ و اینورتر منبع جریان محدودیت های تئوری مشابهی دارند که استفاده از آنها را برای برخی کاربردها بدون استفاده از مدار اضافی مشکل می سازد. بعضی از این محدودیت ها در زیر آمده است. 1) اینورتر منبع ولتاژ (vsi) یک مبدل قدرت تضعیف کننده است که مقدار ولتاژ ac خروجی نمی تواند از مقدار ولتاژ dc ورودی تجاوز کند. همچنین اینورتر منبع جریان (csi) یک مبدل تقویت کننده است که مقدار خروجی ac آن همیشه بزرگتر از مقدار dc ورودی می باشد. برای استفاده از اینورتر های مذکور در بازه ی وسیع تری از ولتاژ خروجی نیاز به استفاده از یک مبدل dc/dc اضافه همراه با اینورتر ولتاژ یا جریان به منظور تقویت یا تضعیف کنندگی می باشد. این مسئله علاوه بر افزایش هزینه، عملکرد سیستم را تحت تأثیر قرار می دهد. 2) در اینورتر منبع ولتاژ، سوئیچ های بالایی و پایینی یک زانو نمی توانند به طور همزمان در حالت وصل قرار گیرند چرا که منجر به ایجاد اتصال کوتاه در خروجی خواهد شد. از طرف دیگر در مبدل منبع جریان (csi) یکی از سوئیچ های بالا یا پایین در هر لحظه به منظور برقراری جریان پیوسته باید در حالت وصل قرار گیرد . همچنین سوئیچینگ این مبدل ها نیازمند اعمال dead time و overlap time به منظور ایجاد کموتاسیون ایمن و جلوگیری از تخریب شکل موج است. 3) هارمونیک های تولیدی در خروجی ساختار های متداول موجب کاهش کیفیت توان در سیستم می گردد. 1-2- اینورتر های منبع امپدانسی چند سطحی اینوتر منبع امپدانسی [4] که به تفصیل در فصل سوم شرح داده خواهد شد، با استفاده از یک شبکه ی امپدانسی x شکل توانست دو محدودیت اول اینورتر های متداول را تا حدود زیادی برطرف نمایید. از لحاظ تئوری این اینورتر می تواند محدوده ی ولتاژ ac بین صفر تا بینهایت را در خروجی تولید نماید. همچنین وجود شبکه ی امپدانسی x شکل باعث شده تا ریسک اتصال کوتا در این اینورتر ها به شدت کاهش یابد. قابلیت افزایش ولتاژ در اینورتر های منبع امپدانسی موجب شد منابع ولتاژ با سطح ولتاژ کم بتوانند در کاربرد های ولتاژ بالا مورد استفاده قرار گیرند. شکل (1-3) استفاده از پیل سوختی ولتاژ پایین در درایو موتور را به واسطه ی اینورتر منبع امپدانسی نشان می دهد. شکل 1-3. استفاده از پیل سوختی در درایو موتور به واسطه ی اینورتر منبع امپدانسی محدودیت سوم اینورتر های متداول را می توان با استفاده از ساختار های چند سطحی برطرف نمود. این ساختار ها به خاطر داشتن دو سطح ولتاژ در خروجی خود می توانند ولتاژی نزدیک تر به سینوسی را تولید نمایند. طبیعتا ترکیب ساختار چند سطحی و ساختار منبع امپدانسی می تواند راهکار مناسبی برای حل همه ی مشکلات اینورتر های متداول باشد. شکل (1-4) نمونه ای از ساختار اینورترهای سه سطحی منبع امپدانسی را نشان می دهد. این اینورتر علاوه بر این ولتاژ خروجی تقویت شده دارد نسبت به اینورتر دو سطحی منبع امپدانسی، محتوی هارمونیکی کمتری دارد.

برنامه ریزی مشارکت واحدها(uc) یکی از مسائل بهینه سازی پیچیده است و با افزایش ابعاد سیستم بسیاری از الگوریتم هایی که برای حل این مسئله استفاده شده اند کارایی خود را از دست می دهند. با اضافه کردن خودروها در مود شارژ و v2g به ابعاد و قیود مسئله ی uc که در این حالت آن را uc-v2g می نامند افزوده می شود که در نتیجه پیچیدگی بیش از قبل می شود. الگوریتم بهینه سازی فاخته که برای حل این مسئله در این پایان نامه به کار گرفته شده است دارای همگرایی و توانایی بالایی در حل مسائل بهینه سازی است. این بهینه سازی در دو قسمت uc و uc-v2g با در نظر گرفتن یک مجموعه واحد حرارتی انجام شده است که قیود واحدهای حرارتی شامل قید تعادل توان، ذخیره ی چرخان، محدودیت تولید، حداقل زمان روشنی و خاموشی و نرخ افزایش و کاهش تولید واحدهای حرارتی و نیز قیود خودروهای الکتریکی شامل بازده، تعداد دفعات شارژ و دشارژ، قابلیت دسترسی به خودروها، تعادل توان و وضعیت شارژ خودروها در نظر گرفته شده است که سبب بهبود هزینه و کاهش وابستگی به واحدهای گران کوچک نسبت به کارهای قبلی شده و نتایج رضایت بخشی به دست آورده است.

بهبود پروفیل ولتاژ شبکه های الکتریکی را می توان با کاهش تلفات انرژی و پیک توان عبوری از خط بوسیله خازن گذاری مناسب در شبکه و کاهش ظرفیت انتقال با کمک تولیدات پراکنده بدست آورد. این خازن گذاری ممکن است فرکانس های رزونانس شبکه را به مضارب هارمونیکی نزدیک کند و منجر به انتشار هارمونیک در سطح وسیع تری در شبکه شود و محدوده وسیع تری از شبکه را آلوده کند. در این پایان¬نامه ابتدا به بررسی اثر تولید پراکنده و خازن بر اعوجاج هارمونیکی در یک شبکه 34 باسه استاندارد ieee با بار های سه فاز نا متعادل در pscad پرداخته و با پیاده سازی مقادیر مختلف اندازه دو dg و همزمان بانک خازنی تصحیح ضریب توان، نحوه تغییرات فرکانس های رزونانس شبکه را مورد بررسی قرار داده ایم. سپس شبکه 30 باسه مورد مطالعه معرفی می¬شود که شامل بار امپدانس ثابت و هارمونیکی، تولیدات پراکنده، تپ چنجرها و خازن هایی می باشد که از قبل بر روی شین های مشخصی نصب شده اند. سپس دو حالت مورد مطالعه قرارگرفته است، که در یک حالت تابع هدف کاهش تلفات شبکه، تغییرات ولتاژ و سطح هارمونیکی کل ولتاژ در باسی از شبکه که احتمال انتشار هارمونیک بالاتر است، در نظر گرفته شده است. اندازه خازن، میزان ولتاژ باس تولیدات پراکنده و موقعیت تپ ترانسفورمرها متغیرهای کنترلی می باشد. در اینجا منابع تولید هارمونیک، یک منبع تولید پراکنده و یک بار هارمونیکی در نظر گرفته شده اند. بهینه سازی به کمک الگوریتم رقابت استعماری و الگوریتم ژنتیک اجرا می شود تا تابع هدف حداقل گردد. سپس نتایج دو روش بهینه سازی، باهم مقایسه می گردد. در حالت دیگری در حضور یک بار هارمونیکی جریان، اندازه و زاویه جریان هارمونیکی دو تولید پراکنده را طوری تعیین می کنیم که تابع هدف (کاهش سطح هارمونیکی کل ولتاژ در باسی که انتشار هارمونیک بالاتر است) کاهش یابد. در واقع منبع تولید پراکنده هارمونیک موجود در شبکه را کاهش می دهد. در این حالت با الگوریتم ژنتیک بهینه سازی انجام می گیرد و نتایج شبیه سازی نشان داده می شود.

در این تحقیق ابتدا ساختارهای مختلفی که تاکنون برای ساخت مبدلهای dc-dc افزاینده ولتاژ در توان و ولتاژ ورودی بسیار پایین پیشنهاد شده است، مورد بررسی و ارزیابی قرار میگیرند. سپس دو ساختار جدید ارائه میگردد که این ساختارها کارایی بهتری نسبت به ساختارهای قبل دارند. برای ارزیابی ساختارهای پیشنهاد شده، مدار آنها در محیط نرم افزار orcad مورد شبیه سازی قرار گرفته و نیز نمونه های آزمایشگاهی آنها ساخته شده است. نتایج شبیه سازیها و آزمایشهای عملی انجام شده بر روی نمونه های ساخته شده نشان میدهند که این ساختارها به خوبی در محیط نرم افزار مدل شده اند و نیز مشکلات مربوط به ساختارهای قبل تا حد قابل قبولی در آنها رفع شده است.

مسئله امنیت مقید مشارکت واحدها یکی از مهمترین مسائل موجود در بهره برداری بهینه و ایمن از بازارهای برق مدرن می باشد. عدم قطعیت های جدید از قبیل فراریت (volatility) سرعت باد و بارهای حساس به قیمت چالش های مضاعفی را بر این مسئله ی مقیاس بزرگ وارد می آورند. در این پایان نامه یک روش جدید برای این مسئله با استفاده از روش تخمین نقطه ای به منظور مدلسازی بهینه تر جهت عدم قطعیت های موجود در سیستم قدرت پیشنهاد شده است. روش های سنتی حل مسئله امنیت مقید مشارکت واحدها مبتنی بر تولید سناریو می باشند. این روش ها که توسط شبیه سازی مونت کارلو انجام می شوند، حجم محاسباتی این مسئله مقیاس بزرگ را به مقدار قابل توجهی افزایش می دهند. در این پایان نامه به منظور کاهش حجم محاسبات، به جای تولید سناریو، استفاده از تمرکزهای بدست آمده از روش تخمین دو نقطه ای پیشنهاد شده است. روش پیشنهادی بر روی یک سیستم 6 شینه و همچنین بر روی یک سیستم 118 شینه با 94 متغیر احتمالی پیاده سازی شده است. اثربخشی روش پیشنهادی، به خصوص در مورد سیستم 118 شینه، به منظور کاهش زمان شبیه سازی و دقت به دست آمده قابل توجه می باشد.

منبع ذخیره انرژی مرسوم در خودرو های هیبرید الکتریکی، باتری است. استفاده از باتری در خودروهای برقی به منظور ذخیره سازی انرژی با محدودیت هایی همچون جذب سریع و کامل انرژی ترمزی و کاهش طول عمر به علت دفعات زیاد شارژ و دشارژ، همراه است. استفاده از یک منبع توان مثل فراخازن، موازی با باتری می تواند پیک توان باتری را کاهش دهد و باعث بهبود عمر باتری شود . فراخازن بخاطر شارژ و دشارژ سریعی که دارد بخوبی می تواند انرژی ترمزی را جذب کند و بازده کلی سیستم ذخیره انرژی را بهبود بخشد. در این پایان نامه، هدف ارائه ی یک سیستم ذخیره انرژی شامل باتری و فراخازن برای یک نوع خودرو هیبرید موازی می باشد. یک کنترلر توزیع توان، به منظور جذب حداکثری انرژی ترمزی و بهبود عمر باتری، توسعه داده شده است. منطق فازی جهت پیاده سازی استراتژی کنترل توان بکار رفته است. قواعد فازی بر پایه ی ویژگی های ذاتی منابع در دو مد جداگانه برای شارژ و دشارژ طراحی شده است. کنترلر پیشنهادی بر اساس موقعیت جاده و حالت شارژ باتری و فراخازن، میزان مشارکت منابع در تامین توان مورد نیاز را تعیین می کند. این کنترلر در مد شارژ، توان ترمزی را توسط فراخازن جذب می کند و در مد دشارژ، از باتری در تامین پیک توان حمایت می کند. شبیه سازی روی دو سیکل استاندارد udds (درون شهری) و hwfet (بزرگراهی) به کمک نرم افزار advisor انجام شده و نتایج شبیه سازی در شرایط یکسان با سیستم ذخیره انرژی مرسوم (باتری تنها) مقایسه شده است. برای نشان دادن عملکرد سیستم ذخیره انرژی (ess) پیشنهادی، جریان، توان و طول عمر باتری، بازده کلی ess، میزان مصرف سوخت و آلایندگی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. نتایج شبیه سازی نشان داده است که سیستم ذخیره انرژی پیشنهادی توانسته با جذب حداکثری انرژی ترمزی باعث بهبود قابل توجه عمر باتری و بازده کلی ess گردد.

چکیده کنترل فرکانس میکروشبکهac با استفاده از کنترلر pi فازی در مد جزیره ای به کوشش محمد علی آتشی استفاده از تولیدات پراکنده علیرغم تمام مزایای فراوان مشکلات زیادی را نیز ایجاد می کند که یکی از رایج ترین آنها ناپایداری فرکانسی است. به این ترتیب که میکرو شبکه به علت دارا بودن واحدهای تولیدی و مصرفی دینامیکی و متغیر با زمان، توازن بار را برهم می زند و این اجزاء عمدتا شامل : میکرو توربین بادی ، سلول خورشیدی و بار دینامیکی متغیر می باشند. در این پروژه، میکروشبکه ترکیبی از میکرو توربین بادی، الکترولایزر، پیل سوختی، میکرو توربین گازی، سلول خورشیدی و بار دینامیکی متغیر است.بدلیل وجود متغیرهای زیادی که عدم توازن بار را ایجاد می کنند و همچنین با توجه به محدودیت هایی که واحدهای تولیدی دارند از کنترلر فازی برای میراسازی نوسانات فرکانسی و بهبود کنترل فرکانس بار استفاده شده است. در پروژه ارایه شده، میکروشبکه به صورت پیش فرض در حالت ایزوله از شبکه اصلی در نظر گرفته شده است و برای نشان دادن قابلیت بالای کنترلر فازی در کنترل فرکانس، نتایج شبیه سازی کنترلر pi فازی با نتایج بدست آمده از اعمال کنترلر piسنتی مقایسه شده است.همچنین برای عادلانه بودن مقایسه ضرایب کنترلر pi سنتی با استفاده از الگوریتم اجتماع ذرات(pso) که بصورت بهینه تنظیم شده مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج مقایسه نشان داد که عملکرد کنترلر pi فازی بسیار بهتر و با ضریب اطمینان بالا تری نسبت به کنترلر piسنتی است. همچنین در این پایان نامه برای نشان دادن مقاوم بودن کنترلر فازی سناریوهایی مانند افزایش و کاهش بار یا تولید شبیه سازی و استفاده شده است. در انتها اثر سیستم الکترولایزر در مواقع اغتشاش توانی بررسی گردیده است و نشان داده شده که الکترولایزر اثر مثبتی در مواقع نامتوازنی بار دارد.لازم به ذکر است که شبیه سازی ها با توجه به این نکته صورت گرفته است که توان تولیدی میکرو توربین نسبت به سایر اجزاء تولید کننده توان در شبکه بالاتر است.

1- برای پررنگ شدن نقش dgها در شبکه قدرت نیاز است که این تولیدکنندگان بتوانند در بازار انرژی و سرویس های جانبی کنند. اما در این راه مشکلاتی از قبیل کم بودن توان خروجی و عدم قطعیت توان خروجی سلول های خورشیدی و توربین های بادی وجود دارد. با استفاده از نیروگاه مجازی که مجموعه ای از der های متنوع است میتوان امکان مشارکت تولیدات پراکنده در بازار انرژی و سرویس های جانبی را فراهم کرد. 2- در صورتی که قابلیت اطمینان در برنامه ریزی تولید برای تولیدلات پراکنده مورد استفاده قرار گیرد هزینه های کلی عملکرد سیستم کاهش می یابد. 3- از طریق هماهنگی بین منابع مختلف و استفاده از منابع رزروبا امنیت بالا احتمال پرداخت جریمه های اقتصادی ناشی از عدم تولید کاهش می یابد.

این پایان نامه در پنج فصل به شرح زیر تدوین گردیده است که در فصل اول به مقدمه ای در خصوص تعاریف مختلف توان راکتیو در محیطهای غیر سینوسی و همچنین روشهای اندازه گیری توان راکتیو برای رسیدن به بهترین حالت جبرانسازی توان راکتیو می پر دازیم در این بخش به منظور آشنایی بیشتر با موضوع، تحقیقات کتابخانه ای در موضوعات مورد بحث شامل سابقه تاریخی و کارهای انجام شده قبلی این زمینه به طور مختصر توضیح داده شده است. در فصل دوم این پایان نامه تعاریف معروف ارائه شده برای توان راکتیو در محیط های غیر سینوسی مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. مزایا و معایب هر تعریف و همچنین ویژگیهای مشترک هر تعریف با محیط سینوسی کامل مشخص گردیده، سپس این تعاریف در نرم افزار matlab شبیه سازی شده اند و و به داده های عملی ولتاژ و جریان جمع آوری شده در طول سه ماه در سمت اولیه و ثانویه ترانسهای تغذیه کننده کوره های قوس الکتریکی (eaf) موجود در کارخانه فولاد مبارکه اصفهان اعمال گردیده است. مقادیر متوسط توان راکتیو حاصله از هر هفت تعریف معروف محاسبه شده و با هم مقایسه شده اند همچنین با توجه به عدم وجود یک تعریف واحد در محیط های غیر سینوسی که به عنوان معیار و ملاک ارزش گذاری هر تعریف قرار داده شود، مقدار میانگین توان راکتیو محاسبه شده این هفت روش به عنوان یک معیار در نظر گرفته شده و مقادیر محاسبه شده توسط تک تک این تعاریف از لحاظ میزان دوری و نزدیکی به این شاخص با هم مقایسه شده اند. در نهایت مشخص گردیده که مقدار توان راکتیو اندازه گیری شده در کدام تعاریف بیشتر و در کدام یکی کمتر است. به عبارت دیگر کدام تعاریف به نفع شرکتهای برق و کدامیک به نفع مصرف کننده ها می باشند. از طرفی تعاریف مختلف توسط تعدادی از شاخص های معرفی شده در این فصل نیز مورد ارزیابی قرار گرفته اند و همچنین این تعاریف از لحاظ مسئله جبرانسازی بهینه توسط جبران کننده های استاتیک نیز مقایسه شده اند. در نهایت نتایج حاصله از این فصل که در قالب جداول و شکلها آورده شده اند، به طور کامل تعاریف مختلف توان راکتیو را مورد مقایسه و ارزیابی قرار می دهند. در فصل سوم این پایان نامه، متد ها و روشهای اصلی اندازه گیری توان راکتیو معرفی و مزایا و معایب هر روش از قبیل سرعت محاسبه، حساسیت به هارمونیک ها و پاسخ دینامیکی مورد بحث و بررسی قرار گرفته اند. علاوه بر آن یک روش جدید و ساده که می تواند برای محاسبه توان راکتیو در کوره های قوس الکتریکی به کار رود نیز در این فصل پیشنهاد شده است. تمرکز اصلی این فصل بر کاربرد این روشها در سیستم کنترل svc می باشد. svc تنها قادر به جبران مولفه اول توان راکتیو بار های غیر خطی متغیر با زمان مثل کوره های قوس الکتریکی می باشد. بنابر این روش محاسبه توان راکتیو سیستم کنترل آن باید تنها به هارمونیک اصلی حساس باشد. همچنین روش پیشنهادی باید به اندازه کافی سریع باشد تا بتواند تغییرات سریع چنین بارهایی را جبران کند. برای مقایسه روشهای مختلف محاسبه توان راکتیو و همچنین نشان دادن کارایی روش پیشنهادی، شبیه سازی علاوه بر بار های شناخته شده، بر روی داده های جمع آوری شده کوره های قوس الکتریکی فولاد مبارکه اصفهان نیز انجام شده است. سه نوع بار پله ای، هارمونیکی و متغییر با زمان به عنوان بار های شناخته با توان راکتیو مشخص در نظر گرفته شده اند. تفاوت توان راکتیو ایده آل این نوع بار ها با توان راکتیو حاصله از روشهای ذکر شده توسط پنج شاخص معرفی شده در این فصل سنجیده شده است. از طرفی برای داده های اندازه گیری شده، سیگنای توان راکتیو درست، نامشخص است. هر یک ار روشها یک خروجی برای توان راکتیو ایجاد می کنند و پاسخ درست نامشخص است. روش پیشنهادی ما دارای کمترین حساسیت به سایر هارمونیکها می باشد و شکل تغییراتی شبیه به تغییرات توان راکتیو با یک تاخیر ثابت می باشد. بنابر این توان راکتیو صحیح با شیف رو به جلو این سیگنال به اندازه این تاخیر زمانی بدست می آید. برای مقایسه روش پیشنهادی با سایر روشها، فاصله آنها از این سیگنال محاسبه می گردد. نتایج نشان می دهد که روش پیشنهادی دارای بهترین کارایی برای استفاده در سیستم کنترل svc کوره های قوس الکتریکی دارد. در فصل چهارم با ترکیب روش دیفرانسیلی برای اندازه گیری توان راکتیو با روش استفاده از فیلترها، روش جدیدی برای محاسبه توان راکتیو، پیشنهاد گردیده است که از مزایای هر دو روش استفاده می کند. از طرفی با توجه به تعدد پارامترهای طراحی فیلترها، در این فصل برای رسیدن به بهترین پاسخ برای محاسبه توان راکتیو، از الگوریتم ژنتیک استفاده شده است. از آنجا که نوع فیلتر های مورد استفاده و همچنین پارامتر های مربوط به هر فیلتر از قبیل فرکانس قطع، پهنای باند، مرتبه فیلتر و غیره بر روی پاسخ خروجی تاثیرگذار است و فرم پاسخ را عوض می کند، با توجه به پاسخ مورد انتظار جهت محاسبه توان راکتیو برای کاربرد مدنظر که بسته به بار سیستم می تواند حداقل زمان محاسبه توان راکتیو، کمترین حساسیت یه هارمونیکها و یا پاسخ دینامیکی و حالت دائمی بهتر یاشد، بایستی به نحوی پارامتر های فوق الذکر را انتخاب کرد که منجر به بهترین جواب گردد. در این راستا با توجه به تعدد پارامتر ها جهت طراحی فیلتر، به یک روش جستجوگر هوشمند نیاز است تا از بین فیلتر های دارای پارامتر های مختلف، بهترین پاسخ را برای محاسبه توان راکتیو بار مورد مطالعه پیدا کند. الگوریتم ژنتیک روش هوشمندی است که دراین فصل با استفاده از آن به طراحی بهینه پارامتر های فیلتر ها برای محاسبه توان راکتیو می پردازیم. در فصل پنجم نتایج حاصل از این پایان نامه مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. همچنین پیشنهاداتی در خصوص کارهایی که در این زمینه در آینده قابل انجام می باشند ارائه شده است. در فصل ششم منابع و مراجع مورد استفاده در این پایان نامه آورده شده است.

از آنجا که استفاده از انرژی های تجدید پذیر و در سرلوحه آنها، انرژی باد در چند دهه اخیر از جنبه های اقتصادی، زیست محیطی و سیاسی مورد توجه بسیار قرار گرفته است، لازم است در زمینه های مختلف علمی مرتبط با آنها تحقیقات وسیعی انجام شود. در این رساله از پهنای وسیع مباحث مرتبط و ضروری، حفاظت تجهیزات الکترونیک قدرت و الزامات مربوطه در توربین های باد مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا مروری بر انواع خطاها و روش های تشخیص خطا در توربین های باد و به خصوص خطاهای مرتبط با مبدل های الکترونیک قدرت انجام شده است و سپس مدل مناسب مطالعات شامل مدل توربین، مبدل های الکترونیک قدرت و ژنراتور القایی تغذیه دوگانه تهیه گردیده است. در این مدل از کنترل کننده ردیاب قله توان استفاده شده است که نوسانات توان در آن با تئوری کنترل بهینه کاهش یافته است. همچنین از آنجا که تحلیل مولفه های فرکانسی از ابزارهای قوی تشخیص خطا است، یک مدل هارمونیکی تحلیلی جدید ارائه گردیده است که توسط آن می توان علاوه بر مولفه فرکانسی، دامنه مولفه های فرکانسی را می توان در این مدل محاسبه نمود. در ادامه، الزامات اتصال توربین های باد به شبکه مطالعه شده است و سپس هماهنگی حفاظتی الزام عبور از خطا با حفاظت اضافه جریان بررسی شده است. در فصل انتهایی دو طرح حفاظتی ابتکاری کلیدهای الکترونیک قدرت شامل طرح حفاظتی هارمونیکی و طرح حفاظتی مبتنی بر ساختار مبدل ارائه گردیده است که علاوه بر حفاظت، توانایی هایی نظیر حفظ پایداری و پیوستگی تولید را ایجاد می نمایند. همچنین طرح تشخیص خطای اتصال حلقه حفاظت دیفرانسیلی برای ژنراتور القایی تغذیه دوگانه ارائه گردیده است.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

در طراحی بوشینگ خازنی توزیع یکنواخت شدت میدان در قسمتهای مختلف بوشینگ و همچنین توزیع خطی پتانسیل در مقره ها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این شبیه سازی نحوه توزیع پتانسیل در مقره ها، مشکلات بوشینگ از لحاظ الکترواستاتیکی، شدت میدان الکتریکی در لبه فویلها و همچنین تاثیر خطاهای ایجاد شده در هنگام ساخت برای یک بوشینگ خازنی 145 کیلوولت بررسی شده است. همچنین با شبیه سازی بوشینگهای دیگر سعی شده است مقایسه ای بین این بوشینگ و بوشینگهای دیگر از لحاظ کیفیت طراحی انجام گیرد. برای رفع مشکلات استاتیکی نیز راهکارهایی پیشنهاد و شبیه سازی گردیده است. در این راستا جهت شبیه سازی دوبعدی از نرم افزار femm و برای شبیه سازی سه بعدی از نرم افزار vector feild، که هر دو نرم افزار با روش عددی اجزای محدود مساله را حل می کنند، استفاده شده است.

امروزه سیستمهای خبره سطح فن آوری یک کشور را تعیین می کنند. این سیستمهای متکی بر پایگاههای اطلاعاتی، اهمیت مهندسی اطلاعات را نشان می دهند. اتوماتیک کردن صنایع، با توجه به وابستگی اتوماسیون با سیستمهای خبره اهمیت این سیستم ها را در رشد اقتصادی و فنی یک کشور روشن می سازد. موتورهای الکتریکی بعنوان محرک مکانیکی، در اکثر صنایع کاربرد دارند. بررسی عملکرد و گزارش وضعیت آنها از طرف مرکز کنترل و نظارت ، تحت عنوان مونیتورینگ بخشی از کابردهای سیستم های خبره را به خود اختصاص داده است . تحقیق این پایان نامه طراحی یک سیستم خبره جهت نظارت بر عملکرد موتورهای الکتریکی می باشد. برای رسیدن به این هدف ، طراحی و ساخت سخت افزار کسب اطلاعات از موتور، سخت افزار مبدل اطلاعات سری به موازی، سخت افزار ارتباط اطلاعات به کامپیوتر در نظر گرفته شده است . نرم افزار طراحی شده بزبان c می باشد و بر اساس سیستم های خبره متکی بر قواعد (rule based systems) تهیه شده است . این سیستم خبره برای عنوان مختلف خطاها (خطای اضافه جریان، خطای اضافه بار، خطای حساسه ها و غیره) آزمایش شده و نتایج نشانگر موفقیت نرم افزار در تشخیص این عیوب می باشد. با توجه به این که مراکز صنعتی نیاز به کنترل تجهیزات تصمیم گیری صحیح بر اساس داده های غیردقیق دارند، نرم افزاری جهت شبیه سازی موتور نوشته شده، که با مقایسه اطلاعات واقعی و اطلاعات شبیه سازی در مواردی که اطلاعات حساسه ها ناقص است می تواند وضعیت موتور را بررسی نموده و خطاهای احتمالی را تشخیص دهد.

در این پایان نامه شکست کانال و مسائل مرتبط با آن در ترانزیستور ماس فت ‏‎mosfet‎‏ با روش های تحلیلی ، تجربی مدلسازی وشبیه سازی شده است . کاهش طول کانال باعث می شود که جریان در ین تنها محدود به جریان گذرنده از کانال نشود ، بنابراین ابتدا به مدلسازی جریان درین پرداخته شده است و سپس با ارائه مدل تحلیلی - تجربی شکست ‏‎pbt‎‏ در ماس فت بررسی و اثرات تغییر ولتاژ گیت ، دما ، طول کانال و غلظت پایه برآن شبیه سازی شده اند. به منظور بررسی صحت مدلهای ارائه شده ، از شبیه سازی های انجام شده توسط نرم افزار ماس فت استفاده شده است . در ادامه مساله ‏‎snapback‎‏ با استفاده از مدلی تحلیلی برای ضریب تکثیر مورد مطالعه قرار گرفته است ، و نقش پارامترهایی چون غلظت پایه ، غلظتهای درین و سورس و طول کانال مورد بررسی و شبیه سازی قرار گرفته است و نشان داده شده است که تنها طول کوتاه کانال نمی تواند عامل پدید آمدن ‏‎snapback‎‏ باشد.

در طول دهه اخیر، مبدلهای تشدیدی فرکانس بالا به خاطر راندمان بالا، سایز کوچک ، وزن و قیمت کم دستگاه ، توجه بسیاری از محققان را به خود جلب کرده اند. از بین مبدلهای تشدیدی موجود، مبدل سری_موازی خواص مطلوب هر یک از دو مبدل سری ‏‎src‎‏ و موازی ‏‎prc‎‏ را داراست. از بین مودهای کاری مبدل سری-موازی، مود جریان گسسته ‏‎dcm‎‏مزایای ویژه ای نظیر تلفات ناچیز سوییچینگ به خاطر کلیدزنی در لحظات عبور از صفر جریان ‏‎zcs‎‏ ، کارکرد مبدل در فرکانسهای بالاتر و در نتیجه حجم کمتر قطعات و سادگی مدار کنترل را در بر دارد.در این پایان نامه رفتار دینامیکی مبدل سری_موازی در مود جریان گسسته ‏‎dcm‎‏ با استفاده از تکنیک متوسط گیری زمانی مورد بررسی قرار گرفته است. براساس تکنیک مذکور ، مدلی برای بررسی رفتار مبدل ارائه شد و با استفاده از شبیه سازی های انجام شده در محیط نشان دادیم که مدل مذکور به خوبی قادر به تشریح رفتار دینامیکی مبدل می باشد. بنابراین از این مدل می توان در پایدارسازی و طراحی کنترلر برای مبدل سری-موازی در مود جریان گسسته استفاده کرد. در ادامه با استفاده از مدل ارائه شده رفتار موازی دو مبدل بررسی گردید.