کنترل ولتاژ و تثبیت آن در یک شبکه قدرت به منظور پایداری شبکه و نیز حفظ محدوده مجاز عملکرد تجهیزات، امری اجتناب ناپذیر و همواره یکی از مهمترین مسائل این حوزه بوده است. به منظور دستیابی به این مهم، در سیستم های قدرت از سه روش عمده استفاده می شود.
1- تغییر ست نقطه تنظیم سیستم تحریک ژنراتورها
2- تغییر تپ ترانسفورماتورها
3- استفاده از جبرانسازی موازی
ترانسفورماتورهای مجهز به تپ چنجر به صورت گسترده ای جهت تنظیم ولتاژ در شبکه های قدرت به کار گرفته می شوند. با پیشرفت روزافزون صنعت و از آنجا که دسته وسیعی از تجهیزات الکتریکی نظیر موتورهای القایی، لامپ های روشنایی و… جهت کارایی مناسب نیاز به آن دارند که همواره در ولتاژ نامی کار کنند، در بسیاری از موارد بخصوص در شبکه های توزیع انرژی الکتریکی، جهت تثبیت ولتاژ علاوه بر ULTC از یکسری از ادوات جبرانگر نیز استفاده شده است.

یکی از مهمترین اجزا سیستم های قدرت، ادوات FACTS می باشند. امروزه برخی از انواع آنها از جمله SVC در سطح وسیعی در صنعت انتقال و توزیع انرژی الکتریکی جهت کنترل توان راکتیو و ولتاژ مورد استفاده قرار گرفته است. SVC برای اولین بار در سال 1970 میلادی برای جبران توان راکتیو و بهبود پایداری دینامیکی سیستم های

خرید متن کامل این پایان نامه :

 قدرت به کار گرفته شد و در بهبود پایداری ولتاژ اثرات مثبتی نشان داد.

در این راستا مشخصه V-I جدیدی برای SVC به کار گرفته می شود که در آن نوعی رفتار سوئیچینگ مشاهده می گردد. و از آنجا که ULTC نیز دارای رفتار سوئیچینگ می باشد، جهت طراحی سیستم کنترل هماهنگ کننده می توان از نظریه کنترل نظارتی بهره گرفت. مزیت استفاده از این روش را می توان به طور خلاصه عدم نیاز به در نظر گرفتن مسائلی از قبیل وجود تاخیر زمانی، وجود باند مرده در دینامیک تپ چنجر و یا غیرخزی بودن رفتار فرایند برشمرد. در این پایان نامه با بهره گرفتن از روش کنترل نظارتی متمرکز یک کنترل ناظر برای سیستم، طراحی می نماییم.
ساختار پایان نامه به این صورت است که در فصل دوم مروری بر سیستم های گسسته پیشامد و کنترل نظارتی آنها و روش های متعدد طراحی کنترل نظارتی داشته، پس از آن ساختار و عملکرد چند نمونه از ادوات کنترل ولتاژ و مزایا و معایب آنها را بررسی می کنیم. سپس به مطالعه کارهای مختلف انجام شده در این زمینه که غالبا با ترکیب دو یا چند نمونه از این ادوات بوده پرداخته و مزایا و معایب آن را بر می شماریم.
در فصل سوم سیستم به کار گرفته شده معرفی و پس از آشنایی بیشتر با المان های آن به سراغ طراحی کنترل کننده با هدف کنترل ولتاژ می رویم و کنترل کننده ای را برای هریک از اجزای مدار معرفی می نماییم.
در فصل چهارم کنترل کننده حلقه بازی را برای کنترل سیستم طراحی کرده، نتایج حاصل حاکی از نامطلوب بودن پاسخ است. بنابراین با بهره گرفتن از ULTC کنترل حلقه بسته ای برای مدار طراحی می نماییم. این کنترل کننده در راستای تحقق و رسیدن به هدف گام برمی دارد، اما نسبت به تغییر پارامترها مقاوم نیست. جهت نیل به هدف از ترکیب دو المان SVC و ULTC بهره می گیریم. از آنجا که سرعت پاسخگویی این المان ها یکسان نمی باشد لذا کنترل کننده حلقه بسته ای جهت هماهنگ نمودن عملکرد این دو المان طراحی می نماییم. پاسخ ها نشان می دهد، علاوه بر بهبود نتایج حاصل از کنترل کننده قبلی نسبت به تغییر پارامترها نیز مقاوم می باشد.

:
یکی از مهمترین کاربرد سیستم های خنک کننده در صنعت سیمان است. خنک کننده های شبکه ای در صنعت سیمان برای خنک کردن ذرات داغ کلینکر مورد استفاده قرار می گیرد.

کلمه سیمان به هر نوع ماده چسبنده ای اطلاق می شود که قابلیت به هم چسباندن و یکپارچه کردن قطعات معدنی را دارا باشد. در شاخه مهندسی عمران سیمان گردی است نرم، جاذب آب، چسباننده سنگریزه که اساسا مرکب از ترکیبات پخته شده و گداخته شده اکسید کلسیم، اکسید سیلیسیم، اکسید آلومینیوم و اکسید آهن می باشد. ملات این گرد قادر است به مرور در مجاورت هوا یا در زیر آب سخت شود و در زیر آب، در ضمن داشتن ثبات حجم، مقاومت خود را حفظ نموده و در فاصله 28 روز زیر آب ماندن دارای حداقل مقاومت 250 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع گردد.

خرید متن کامل این پایان نامه :

چگونگی خنک کردن کلینکر روی ساختمان بلوری کانی ها، قابلیت خرد شدن و نهایتا کیفیت سیمان تاثیر دارد و اصولا به همین دلایل است که توجه به خنک کننده ها بسیار ضروری است. از طرفی به دلیل رفتارهای غیرخطی در مراحل پخت سیمان برخی پیش بینی ها قبل از وقوع حوادث از ضررهای هنگفتی جلوگیری می کند.
متاسفانه کارهای تحقیقاتی در جهت شناسایی و مدلسازی بخصوص در زمینه موضوع این پروژه بسیار کم انجام شده است. شاید یکی از دلایل آن ارتباط بیش از حد بین قسمت های مختلف پروسه و اثرگذاری آنها بر یکدیگر باشد. بیشتر مراجع موجود اطلاعات تجاری در زمینه کولرهای شبکه ای بود و بسنده کردن به چند مرجع محدود بسیار، پیشرفت کار را کند می کرد.
گام بعدی جمع آوری داده از سیستم واقعی بود. به دلیل بعد مسافت و مشکلات اداری گرفتن داده از طریق مکاتبه امکان پذیر نبود. کارخانه سیمان بجنورد یکی از کارخانه های سیمان بود که سیستم خنک کننده مشبک در آن موجود بود. با همکاری مدیریت و مسئولان این کارخانه داده ها جمع آوری شد (داده های مربوط به دو ماه کاری کارخانه در اختیار گذاشته شد) ولی با توجه به اشکالاتی که در قسمت ثبت داده به صورت اتوماتیک داشتند داده ها دستی توسط اپراتور و مجموعا 24 داده برای هر پارامتر در هر روز موجود بود و این نگرانی وجود داشت که به خاطر فرکانس پایین جمع آوری داده بعضی اطلاعات مفید را از دست داده باشیم. ولی پس از بررسی معلوم شد که جز در حالات غیرعادی کار داده ها از رنج تقریبا ثابتی برخوردار بودند. مرحله بعد بررسی کلی داده ها بود و سپس وارد تست روش های شناسایی خطی شدیم. با توجه به پیش بینی که از قبل هم می کردیم تست های شناسایی خطی جواب های قانع کننده ای نداشتند. که این اظهارنظر با توجه به بررسی خروجی، شاخص Fitness و تست های دیگر انجام گرفته است. مدلسازی غیرخطی را با توجه به داشتن تجربه قبلی از مدلسازی های خطی و همچنین مراجع موجود که درباره مدلسازی ریاضی سیستم کار کرده بودند با روش شبکه عصبی MLP و آموزش مارکوات رونبرگ انجام دادیم. پاسخ های گرفته شده موفقیت مدلسازی را تایید می کردند.
به هرحال امیدوارم این پروژه در عمل بتواند گامی هرچند کوچک در رفع مشکلات موجود در صنعت سیمان بردارد.

مسئله ناپایداری ولتاژ دارای جنبه های عملی و تئوری مختلفی در مطالعات و شبیه سازی های سیستم قدرت است. بنابراین هرکدام از مقالات و نشریاتی که به این موضوع پرداخته اند، این مسئله را تنها از دیدگاه مورد نظر خود مورد بررسی قرار داده اند. هرچند این مسئله یکی از مشکلاتی است که سیستم قدرت از ابتدا دست به گریبان آن بوده است، اما تاثیرات منفی آن اخیرا بیشتر خود را نشان می دهند. این در حالی است که برای ایجاد یک درک عمیق از این پدیده باید تا حدودی به تمام ابعاد آن اشراف داشت. به این دلیل در این تحقیق سعی شده تا به جنبه هایی همچون اصول تئوری، مکانیزم های دینامیکی، روش های مقابله، روش های پیش بینی، مطالعه کامپیوتری و موارد دیگر پرداخته شود. به این منظور مباحث مطرح شده در مقالات جدید و کتب منتشره در قالب فصل های مختلف در این تحقیق ارائه می شود.
در فصل دوم مبانی تئوری مسئله پایداری ولتاژ در سیستم های انتقال مطرح می شود و مکانیزم های دخیل در وقوع یک ناپایداری ولتاژ معرفی می شوند.
در فصل سوم کنترل های اضطراری برای جلوگیری از وقوع فروپاشی و راه های مقابله با ناپایداری ولتاژ تشریح خواهند شد.
به خاطر نقش مهم توان راکتیو در تعیین ولتاژ نقاط مختلف سیستم، یک فصل به بررسی مباحث توان راکتیو در پایداری ولتاژ اختصاص یافته است.
علاقه روبه رشد برای استفاده از انرژی باد در سیستم های قدرت و ناتوانی مزارع باد در تامین توان راکتیو مورد نیاز خود موضوعی است که باعث شده در فصل پنجم به طور خاص به بررسی تاثیر مزارع باد بر پایداری ولتاژ پرداخته شود.
در فصل ششم یکی از موضوعات جدید مورد توجه، یعنی پیش بینی وقوع ناپایداری ولتاژ و محاسبه سریع فاصله سیستم از نقطه بحرانی (یا حاشیه اطمینان) مورد توجه قرار گرفته و چند معیار جدید پیش بینی معرفی شده اند.
فصل اول
پیدایش ناپایداری ولتاژ
1-1- دلایل ظهور ناپایداری ولتاژ

تجدید ساختار در صنعت برق، شرکت های برق را مجبور کرده تا از تاسیسات انتقال موجود در سیستم قدرتشان بهتر استفاده کنند. این امر باعث افزایش انتقال توان، کاهش حاشیه های انتقال و کاهش حاشیه های امنیت ولتاژ شده است. در مواردی با وقوع اغاتشاشات، این شرایط منجر به مسائل پایداری ولتاژ می شود، که یک نتیجه

خرید متن کامل این پایان نامه :

 جدی آن فروپاشی ولتاژ است.

در نتیجه ناپایداری ولتاژ در حال تبدیل به یکی از قیود محدود کننده اصلی است، و در کنار پایداری زاویه ای روتور یک مسئله نگران کننده بزرگ برای بهره برداران سیستم قدرت است. این موضوع از بررسی انجام شده در بسیاری از فروپاشی های مهم سیستم ناشی از ناپایداری ولتاژ که در دنیا اتفاق افتاده اند واضح است.
مسئله ناپایداری ولتاژ با ولتاژهای غیرقابل کنترل در محل های معین در یک شبکه قدرت بعد از یک اغتشاش تعریف می شود. این مسئله بیشتر در شبکه های تحت فشار که دارای حاشیه های پایداری کاهش یافته و یا ذخیره های توان راکتیو کاهش یافته هستند اتفاق می افتد. ناپایداری ولتاژ در اصل یک پدیده دینامیکی با دینامیک نسبتا کندتر و یک دامنه زمانی از چند ثانیه تا چند دقیقه یا بیشتر است.
بهره برداری سیستم های قدرت در نزدیکی محدودیت های بارگذاری آنها، توسط نیازهای بازارهای برق تجدید ساختار یافته تحمیل شده است. در نتیجه خاموشی های متعددی به خاطر ناپایداری ولتاژ اتفاق افتاده اند. این یعنی پایداری ولتاژ یک مسئله نگران کننده مهم برای بهره برداران سیستم شده است، و موضوع سرمایه گذاری های قابل توجه به خاطر اهمیتش از نظر امنیت سیستم و کیفیت توان است.
از لحاظ تاریخی در اواخر دهه 1970 تا اواخر 1980 خاموشی هایی ناشی از ناپایداری ولتاژ در جدول 1-1 آمده اند.
بازه زمانی تمام این اتفاقات از 2 ثانیه تا 30 دقیقه است که مبین کند بودن این پدیده دینامیکی است.
تلاش های قابل توجهی هنوز در جهت تعاریف، طبقه بندی ها، مفاهیم جدید، روش ها و ابزار برای حل مسایل پایداری ولتاژ و تحلیل امنیت انجام می گیرد.
پایداری ولتاژ معمولا با منحنی P-V و S-V نشان داده می شود. در نقطه دماغه یا نقطه تعادل که ماتریس ژاکوبین متناظر منفرد می شود، فروپاشی اتفاق می افتد. لذا حل پخش بار بعد از این حد همگرا نمی شود که ناپایداری ولتاژ را نشان می دهد و می تواند به یک نقطه انشعاب گره زینی مربوط باشد.

:
در این پروژه در ابتدا برای آشنایی هر چه بیشتر با مطالب موجود، سعی بر ارائه تعاریف پایه و مفاهیم عمومی در زمینه آشوب و كنترل و سنكرونیزاسیون تطبیقی سیستم های Chaotic گردید. مثل تعریف دینامیک غیرخطی آشوب و تعریف مربوط به روش های سنكرونیزاسیون كه در ادامه نیز اشارهای بسیار مختصر به آن می شود.
از مهمترین شناسه های سیستم آشوب می توان به موارد زیر اشاره كرد:
1- حساسیت بسیار بالا به شرایط اولیه
2- حساسیت بسیار بالا به تغییر پارامترهای سیستم
3- تأثیر فیدبك خروجی بر ادامه فعالیتهای سیستم
با آغاز بحث آشوب در سیستمهای غیرخطی و كنترل آن، روشها و نظریات و تئوریهای كنترلی گوناگونی اعم از خطی و غیرخطی در این زمینه پیشنهاد و ارائه گردید؛ نظیر:
– كنترل فیدبك خطی
– كنترل فیدبك با تأخیر زمانی
– كنترل بازگشتی یا Back Stepping Control
– متغیرهای لغزشی و…
یكی از مباحث مطرح شده در زمینه فوق، مبحث كنترل تطبیقی و یكسان سازی سیستمهای آشوب است كه كماكان مسائل زیادی را برای طرح و تحقیق و ارائه در خود جای داده است.

تحقیقات و بررسیهای بسیاری در زمینه كنترل تطبیقی و یكسان سازی سیستمهای دینامیكی آشوب صورت گرفت و نتایج مطلوبی حاصل گردید كه در اغلب آنها “روش

خرید متن کامل این پایان نامه :

 كنترل تطبیقی، “تئوری پایداری لیاپانف”، “طراحی تخمینگر پارامترهای مجهول” و… نقش محوری را بر عهده داشتند.

Chen,Ch.Hua,Pikovsky,Fradkov,Coworker و… ازجمله محققانی بوده اند كه تلاشهای بسیاری در زمینه تجزیه و تحلیل موضوع مورد اشاره انجام دادند كه نتایج بررسیهای برخی از این محققین ارائه و روش های بكار گرفته شده توسط هر كدام كه گاه باهم شباهتها و تفاوتهایی داشتند با یكدیگر مقایسه گردید.از این موارد می توان نمونه های زیر را نام برد:
– پیاده سازی قانون كنترل تطبیقی و سنكرونیزاسیون آشوب به سیتمهایی نظیر Arneodo
– طراحی و پیاده سازی كنترل تطبیقی و سنكرونیزاسیون سیتم آشوب Chen (کلیه پارامترها نامعین)
– شناسایی پارامتر و كنترل سیستم Unified Chaotic با دیدگاه كنترل تطبیقی
– اعمال روش قانون كنترل تطبیقی سنكرونیزاسیون سیستم unified با سویچ متناوب پیوسته تأخیردار
– طراحی و پیاده سازی كنترل كننده تطبیقی خالص برای سنكرونیزاسیون سیستم لرنز
در تمام این موارد نتایج شبیه سازی ارائه شده، مهر تأییدی بر اجرای موفق طراحی ها بود.
بعد از آشنایی مقدماتی در واقع تعریف مسأله در زمینه سنكرونیزاسون تطبیقی آشوب بصورت زیر مطرح گردید:
با توجه به اینكه سنكرونیزاسیون تطبیقی آشوب به معنای طراحی قانون كنترل بر اساس روش تطبیقی با هدف یكسان و همانند سازی دو سیستم آشوب یكسان (كه اغلب با نامهای Drive & Response Systems و یا Master & Slave Systems معرفی می شوند) با شرایط اولیه مختلف یا یكسان سازی دو سیستم آشوب با دینامیک مختلف می باشد:
“چگونه قانون كنترل u براساس روش كنترل تطبیقی با هدف سنكرونیزاسیون سیستمهای آشوب گونه -كه در حقیقت یكسان سازی سیستمهای غیرخطی آشوب با مدل نامعین(با پارامترهای مجهول) با دینامیک یكسان و شرایط اولیه مختلف یا با ساختار دینامیكی متفاوت و به فرم كلی x(t)=A.x(t)+f(x در ناحیه پایداری آنهامی باشد، طراحی و پیاده سازی شود؟”
در واقع طراحی قانون كنترل تطبیقی برای سنكرونیزاسیون را می توان به دو دسته طبقه بندی كرد:
1- طراحی كه نیاز به مدل دقیق ریاضی و مشخص سیستم دارد و كنترل طراحی شده اغلب ساده است.
2- طراحی قانون كنترل برای سیستمهایی كه همه یا بخشی از اطلاعات مربوط به سیستم ناشناخته و نامعین (مجهول) می باشد كه معمولا منجر به طراحی یک قانون كنترل پیچیده می گردد.
با توجه به اینكه در كاربردهای عملی، اغلب مدل ریاضی دقیق سیستم قابل دسترس نمی باشد لذا علاقه محققان به اجرایی ساختن كنترل كننده های موثر و ساده افزایش پیدا كرده و توجه فراوانی را معطوف خود داشته است.

وجود سر و صدای ناخواسته در جوامع شهری و صنعتی جلوه دیگری از آلودگیهای زیست محیطی است كه تاثیر آزار دهنده در محیط كار و زندگی افراد دارد.
ایده كنترل غیر فعال، روش سنتی برای كنترل و كاهش نویز صوتی می باشد. در این روش محفظه، مانع و مواد جاذب صوت برای كاهش نویز ناخواسته بكار گرفته می شود. مواد جاذب صوت غیر فعال معمولا در اگزوزهای موتورهای احتراق داخلی كاربرد دارد. در حالیكه عای قهای صوتی مقاومتی بیشتر در فن داخل لوله استفاده می شود. مواد جاذب صوت، تضعیف صوت قابل توجهی در محدوده فركانسی بالای 500 هرتز ایجاد می نمایند و در فركانس های پائین قابلیت خود را از دست می دهد. در عمل ثابت شده است كه ضخامت عایق صوتی كه باید استفاده شود با طول موج صوت حذف شونده دارای نسبت مستقیم است.
در فركانس های پائین بدلیل بلند بودن طول موج های صوتی، استفاده از محفظه های سنگین، مواد جاذب صوت ضخیم و حجیم و خفه كننده های بزرگ جهت كنترل نویز ضروری می باشد. در نتیجه كاربرد كنترل كننده های غیر فعال نویز پرهزینه، حجیم، مشكل و غیر موثر است.

در روش كنترل فعال نویز برخلاف روش كنترل غیر فعال سعی نمی شود كه با بهره گرفتن از مواد جاذب، نویز تضعیف گردد بلكه هدف آن است كه نویز صوتی دیگری با

خرید متن کامل این پایان نامه :

 همان دامنه و فركانس نویز اصلی اما با فاز مخالف ایجاد شود تا در اثر تركیب آن با نویز اولیه، نویز صوتی حذف شده و یا حداقل تا حد قابل ملاحظه ای تضعیف گردد.

روش كنترل فعال نویز توسط Paul Leug در سال 1936 میلادی اختراع شد و به ثبت رسید. اولین بار سیستم كنترل فعال نویز بر روی یک لوله كه از نظر صوتی دارای ساده ترین مدل می باشد پیاده شد. این پیاده سازی اولین گام در جهت رسیدن به سیست مهای عملی امروز بود. در این آزمایش با فرستادن یک سیگنال مزاحم یا نویز از ابتدای لوله و پخش سیگنالی دیگر با همان دامنه و فركانس نویز اصلی با فاز مخالف از طریق یک بلندگو كه باز هم در ابتدای لوله نصب شده است سعی بركاهش نویز و حداقل نمودن خطا با بهره گرفتن از سیگنال دریافتی از میكروفن خطا در انتهای لوله می باشد. این سیستم یكی از سیستم های عملی و ساده در آزمایشگاه ها برای آزمون روش كنترل فعال نویز است.
بسیاری از فرایندهای تجاری و صنعتی كه از نزدیک با افراد ارتباط دارند آلودگی بالایی از لحاظ شنیداری ایجاد می كنند و این موضوع از جمله نكاتی می باشد كه موجب گستردگی توجه به كاربرد سیستم های كنترل فعال نویز صوتی (ANC) شده است. بسیاری از صنایع، كارخانجات، سیست مهای حمل و نقل و… در عمل با آلودگی بسیاری همراه هستند و به همین دلیل تامین سلامتی افرادی كه با این سیستم ها سروكار دارند یكی از اهداف كنترل فعال نویز است.
سیستم های كنترل فعال نویز (ANC) كاربردهای زیادی در صنعت دارند كه از آن جمله به كاربرد آن در صنایع حمل و نقل و وسایل نقلیه شامل اتومبیل، وانت، كامیون، صنایع خودروهای زمینی، خودروهای نظامی، هواپیما (بخصوص نوع ملخی آن)، هلیكوپتر اشاره كرد. همچنین در سایر كاربردهای صنعتی نظیر كانال ها و دستگاه های تهویه هوا، فن ها، كانا لهای هوای صنعتی، دودكش ها، ترانسفورماتورها، كمپرسورها، پمپ ها، تونل های باد، یخچال، ماشین لباسشویی، جاروبرقی، كوره ها، رطوبت گیرها، كابین های اداری، ناحیه های آرام (ایزوله) بلحاظ صدا، گوش یهای محافظ و گوشی تلفن می توان اشاره كرد. توضیحات بیشتر در مورد كاربردهای سیستم های ANC و محدودیتهای موجود برای كاربرد آنها در حال و آینده در [HAN04] ارائه گردیده است.