1-1- تعریف و اهمیت مسئله
این تحقیق به بهینه سازی شاخصهای قابلیت اعتماد سیستمهای توزیع انرژی الکتریکی- از دیدگاه کیفیت توان- با حضور منابع تولید پراکنده اختصاص دارد. امروزه در کنار تجهیز سیستم ها، قابلیت اعتماد آنها به طور جدی مطرح بوده و جزء لاینفک عملکرد آنهاست. در ارزیابی قابلیت اعتماد میزان توانایی سیستم در ارائه عملکرد صحیح محوله محک زده میشود، بنابراین میتواند به مجرائی جهت بهبود آن سیستم تبدیل گردد. این بحث در سیستم های قدرت نیز از اهمیت ویژه ای برخوردار است. با توجه به وسعت سیستم قدرت و نحوه ارتباط بخشهای تولید، انتقال و توزیع با یکدیگر، رده های سلسله مراتبی HLI و HLII و HLIII مطرح گردیده و سیستمهای توزیع در رده HLIII مورد بررسی دقیق قرار میگیرند. شبکه توزیع گستردهترین بخش سیستم قدرت است که نقاط مصرف را به منابع انرژی الکتریکی ارتباط داده و از نظر جغرافیایی مساحت بسیار زیادی را تحت پوشش قرار میدهد. بنابراین هر بهینه سازی به ظاهر کم اهمیتی چون در ابعاد وسیع اعمال میگردد، می تواند صرفه جویی زیادی در هزینه ها را به دنبال داشته باشد. مورد دیگر جایگاه ارزیابی قابلیت اعتماد در سیستمهای توزیع به حجم وسیع اتفاقات و خرابیهای بوجود آمده مستقل از گستردگی مداری آن مربوط میگردد. بر این اساس ارزیابی قابلیت اعتماد شبکه های توزیع از اهمیت و اولویت ویژهای برخوردار خواهد بود. از سوی دیگر در شبکه های توزیع امروزی، به خصوص با روند رو به رشد خصوصی سازی و رقابتی شدن بازار برق، هدف اولیه شرکتهای توزیع پایین آوردن هزینه های مربوط به بهره برداری، نگهداری و ساخت شبکه خود و همزمان بالا بردن قابلیت اطمینان شبکه، کیفیت برق و رضایت بیشتر مشترکین میباشد. یکی از روشها برای پاسخ گویی به رشد بار و نیز تامین سطح مشخصی از قابلیت اطمینان، استفاده از منابع تولید پراکنده میباشد. تولید پراکنده معمولاً به واحدهای تولیدی با ظرفیت کمتر از 10 مگاوات گفته میشود که به طور مستقیم به شبکه های توزیع یا سرویس مشترکین متصلند. تکنولوژی های مختلفی از جمله توربینهای گازی کوچک، پیلهای سوختی، توربینهای بادی، سلولهای خورشیدی و…. در واحدهای تولید پراکنده مورد استفاده قرار میگیرد.

قابلیت اعتماد در سیستمهای قدرت گستره زیادی داشته و تاکنون فعالیتهای تحقیقاتی در این خصوص بیشتر به دو بخش تولید و انتقال معطوف بوده و به بخش توزیع توجه کمتری شده است. شاید یکی از دلایل این کار مقیاس بسیار بالایی از خرابی باشد که می تواند از این بخشها منشاء گیرد. اما تعداد خرابیها در سیستم – بسیار گسترده – توزیع نیز قابل توجه بوده و قرار دادن آن در درجه های پایین اولویت می تواند موجب تحمیل هزینه های سنگینی شده و نمیتواند استدلال عملی دقیقی داشته

خرید متن کامل این پایان نامه :

 باشد.

بحث قابلیت اعتماد شبکه های توزیع زمینه های فراوانی جهت تحقیقات داشته و بکارگیری علوم مختلف از جمله ریاضیات پیشرفته و علوم کامپیوتر به تنوع و کارائی روش های مربوطه میافزاید. به همین دلیل مطالب، مقالات و کنفرانسهای علمی ارائه شده در این ارتباط پیشرفت روزافزونی را نشان میدهد، اما در عین حال در اکثر مطالعات انجام شده کمتر به ارزیابی همزمان شاخصهای قابلیت اطمینان و مباحث کیفیت توان پرداخته شده است.
لذا در این پایان نامه، شاخصهای قابلیت اطمینان سیستمهای توزیع بر اساس قطعیهای ناشی از فلش ولتاژ در نظر گرفته شده اند. از  دلایل این امر و رویکرد به مسائل کیفیت توان میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
1- حساسیت بیشتر تجهیزات الکتریکی کنونی در مقایسه با تجهیزات مورد استفاده در گذشته.
2- افزایش استفاده از تجهیزاتی که موجب کاهش کیفیت برق میگردند.
3- افزایش آگاهی مشترکین و مصرف کنندگان انرژی الکتریکی از مقوله کیفیت برق و آگاهی از تاثیر کیفیت برق بر عملکرد مناسب و عمر مفید تجهیزات.
4- تاثیر متقابل تجهیزاتی که باعث عدم کیفیت برق در یک شبکه به هم پیوسته میشوند.
روش های متعددی در خصوص مدل سازی و ارزیابی قابلیت اطمینان شبکه های توزیع مطرح و ارائه شده است و تحقیقات و مطالعات در این زمینه همچنان ادامه دارد. به طور کلی روش های ارزیابی قابلیت اطمینان شبکه های توزیع را میتوان به دو دسته ی عمده ی تحلیلی و شبیه سازی تقسیم نمود. در روش های تحلیلی که کاربرد فراوانی در مطالعات مهندسی قابلیت اطمینان سیستمهای توزیع دارند، فیدر و تجهیزات مربوطه در قالب ریاضی به صورت اجزای سری یا موازی مدل میشوند و شاخصهای مربوطه در زمان نسبتاً کوتاهی محاسبه میشوند.

:
در این سمینار استاندارد IEEE802.16 را كه بیشتر و به طور متداول به Wimax (دسترسی میكرویوو برای ارتباط دو وسیله با هم به صورت جهانی) معروف شده است تشریح می كنیم. این استاندارد سالها در دست ساخت بود و ساخت آن در ژوئن 2004 به پایان رسید. در این سمینار تلاش خواهد شد كه یک دید مختصر و كلی فنی استاندارد 802.16 را از میان مشخصات آن داده و سپس توسط یک سری مباحثی مانند اینكه چگونه این تكنولوژی می تواند نقش انتقال سه گانه داده، صدا و تصویر را با هم ایفا كند ادامه داده می شود. Wimax در ارتباطات از راه دور تغییراتی را خواهد داد به طوریكه این تغییرات شبكه در سرتاسر جهان امروزی مشهود می باشد.

از زمانیكه تلفن شروع به كار كرده است تأمین كنند گان سرویس ازرقابت توسط تكیه بر سرمایه گذاری گزاف برای گسترش یک شبكه تلفن دوری گزیده اند. هزینه گسترش سیمهای مسی، ساختمان سوئیچها و اتصال سوئیچهای ایجاد شده یک محدودیت غیر قابل عبور برای داخل شدن برا ی دیگر رقیبان به این عرصه نیز می باشد. در بیشتر جهان، هزینه بالای این زیرساخت سرویس دهی تلفن را محدود كرده است. Wimax یک ارتباط نقطه به نقطه (مشترك به مشترك ) را با محدوده 50km (30mile به

خرید متن کامل این پایان نامه :

 همراه ظرفیت 72mbps پیشنهاد داده است. این تكنولوژ ی یک ارتباط NLOS (مسیر غیر خط مستقیم) با محدوده 4mile را نیز پیشنهاد داده و همینطور، این مدل در یک توزیع نقطه به چند نقطه در هر پهنای باندی برای تقریباً هر تعداد مشتركی كه به تراكم مشترك و ساختار شبكه وابسته است می تواند توزیع شود. شكل 1-1 این امكانات محرك را نشان داده است.

(*) شبكه های ارتباط راه دور نیازمند به یک دسترسی به شكل تناوبی می باشند:
فهمیدن كار اصلی یک شبكه تلفن سوئیچ شده عمومی (PSTN) به بهترین نحو، دانستن 3 جزء اصلی آن است: دسترسی، سوئیچینگ و انتقال. هركدام از این اجزاء تاریخچه بالای صد سال PSTN را نشان می دهد. دسترسی، به چگونگی دسترسی مشترك به شبكه، اشاره دارد، سوئیچینگ به چگونگی تلفن كردن در داخل شبكه، كه سوئیج شده یا مسیردهی شده است، اشاره دارد و انتقال هم در مورد چگونگی انتقال صدا در سرتاسر شبكه توضیح می دهد.
(*) سوئیچینگ:
PSTN یک شبكه ستاره ای است. در این شبكه هر مشتركی به مشترك دیگر از طریق كوچكترین واحد، (اگر هاب های زیادی نباشد، این واحد كوچك به اتاقهایی (offices) شبیه است) متصل می شود. در این اتاقها سوئیچها قرار دارند. به صورت خیلی ساده اتاقهای محلی، با سرویس محلی ارتباط دارند و اتاقها به صورت جفت برای سرویس دهی به فواصل دور (master, slave) كار می كنند. اتاقهای محلی بهتر است كه اتاقهای مركزی (central office) (Co) نامیده شوند، این اتاقها از 5 دسته سوئیچ استفاده می كنند و هنگامیكه اتاقها به صورت جفت كار می كنند از 4 دسته سوئیچ استفاده م ی كنند. یک شهر بزرگ ممكن است چندین Co داشته باشند. برای مثال شهر دِنور (Denver) (با جمعیت 2 میلیونی) تقریبا 40، co دارد. Co ها در یک شهر بزرگ اغلب بیشتر توده یک شهر را در بر می گیرد و به صورت ساختمانهای آجری بزرگ بدون پنجره قابل شناسایی هستند.

در طراحی سیستم های کنترل فیدبک حالت و رؤیتگر، قطب های حلقه بسته در مکان های مطلوب جایابی می شوند. همچنین، با انتخاب مناسب بهره رؤیتگر قطب های آن انتخاب می گردند. سرعت پاسخ و دینامیک خطای تخمین، با انتخاب قطب های حلقه بسته تعیین می شود. اما انتخاب مناسب و بهینه این قطب ها برای سیستم های صنعتی و فرایندهای واقعی دشوار است. بنابراین، در این بخش سیستم های کنترل بهینه خطی ارائه می گردد. گرچه با فیدبک حالت می توان سیستم ناپایدار را پایدار کرد و قطب ها را در هر نقطه صفحه s قرار داد، ولی به دلایلی بررسی بیشتر و مطالعه سیستم های کنترل بهینه خطی ضروری به نظر می رسد.

نخست آنکه، تعیین مکان قطب های حلقه بسته در توصیف رفتار مطلوب مورد نظر طراح بسیار مهم و امری دشوار است. انتخاب موقعیت قطب های حلقه بسته دور از مبدا، سریع تر شدن پاسخ دینامیکی سیستم را به همراه دارد. اما با سریع تر کردن پاسخ (دورتر کردن قطب های حلقه بسته سیستم از مبدا) سیگنال های کنترل بزرگ شده و عموما محرک های سیستم قادر به اجرای فرامین کنترلی نخواهند بود. اگر قطب های حلقه بسته به گونه ای جایابی گردند که باعث تجاوز سیگنال های کنترل از حدهای فیزیکی شوند یا به عبارت دیگر اشباع گردند، رفتار دینامیکی حلقه بسته مشابه رفتار پیش بینی شده با تحلیل خطی نبوده و حتی ممکن است که رفتار حلقه

خرید متن کامل این پایان نامه :

 بسته سیستم واقعی ناپایدار گردد. دلیل دیگری که برای محدود کردن سرعت پاسخ وجود دارد، مسئله نویز است که معمولا با سیستم های بهره بالا همراه است. با انتخاب بهینه قطب های حلقه بسته، می توان به سرعت دلخواه حلقه بسته و اندازه قابل قبول سیگنال کنترلی دست یافت.

همچنین، در سیستم های چند ورودی و چند خروجی روش جایابی قطب با فیدبک حالت، ماتریس بهره فیدبک حالت خاصی را تعیین نمی کند. در واقع، این ماتریس نا یکتا است. در اینجا این سؤال مطرح خواهد شد که از کدام بهره برای جایابی قطب استفاده گردد و از چه الگوریتمی برای تعیین بهره های فیدبک می توان استفاده کرد؟ از کنترل بهینه، می توان برای تعیین ماتریس فیدبک حالت در سیستم های چند متغیره استفاده کرد.

تقریبا سی درصد منابع انرژی اولیه در جهان برای تولید انرژی الکتریکی به مصرف می رسد و تقریبا تمامی این انرژی الکتریکی توسط جریان متناوب با فرکانس 50 یا 60 هرتز انتقال یافته و توزیع می گردد. در حال حاضر بیش از هر زمانی طراحی و بهره برداری سیستم های قدرت با حداکثر بازده و بیشترین میزان قابلیت اعتماد و ایمنی حائز اهمیت است.
امنیت یکی از ویژگی های رفتاری بسیار مهم و حیاتی سیستم های قدرت می باشد. وجود امنیت برای یک سیستم قدرت، معرف توانایی آن سیستم برای حفظ و نگهداری پایداری خود در برابر بروز اختلالات و اغتشاشات می باشد. پدیده ناپایداری ولتاژ از عوامل مهم تهدید کننده امنیت سیستم های قدرت است.
منابع توان راکتیو شبکه، ساختار شبکه و الگوی تولید اکتیو شین های شبکه از عوامل موثر بر پایداری ولتاژ می باشند. هریک از این عوامل، می تواند به نحوی در حاشیه امنیت پایداری ولتاژ سیستم تأثیرگذار باشند و به عبارتی برای هریک می توان وضعیت های بحرانی تعریف نمود.
با پیدایش پدیده تولیدهای پراکنده در شبکه های قدرت، به خلاف حالت های مرسوم تولید متمرکز، الگوی تولید شین ها می تواند به نحو انعطاف پذیری تغییر نماید و لذا دارای تأثیر بر روند پایداری ولتاژ و حاشیه امنیت پایداری ولتاژ خواهد بود.
فصل اول: کلیات
1-1- هدف
امنیت سیستم های قدرت طبق تعریف IEEE عبارت است از توانایی سیستم برای کار پایدار و نیز توانایی سیستم در حفظ پایداری در طی پیشامدهای محتمل معقول و مخالفت با تغییر سیستم تا جایی که ولتاژ سیستم در محدوده قابل قبوی حفظ شود.

پایداری سیستم قدرت ویژگی ای از آن سیستم است که آن را قادر می سازد تا در شرایط عادی در حالت تعادل باقی بماند و در صورتی که تحت تأثیر اغتشاشاتی قرار گیرد، مجددا حالت قابل قبول متفاوتی به دست آورد. ناپایداری در یک سیستم قدرت ممکن است بستگی به ترکیب سیستم و حالت کاری آن به شکل های مختلفی بروز کند. یکی از مسائل پایداری، مسأله حفظ عملکرد سنکرون ژنراتورهاست. از آنجا که تولید سیستم بر پایه ژنراتورهای سنکرون استوار است، شرط لازم برای عملکرد قابل قبول سیستم این است که همه ماشین ها با یکدیگر در حالت سنکرون یا هماهنگ باقی بمانند. ممکن است سیستمی بدون از دست دادن حالت سنکرون دچار ناپایداری شود، یعنی بر اثر فروپاشی ولتاژ بار، ناپایدار گردد.

خرید متن کامل این پایان نامه :

منابع توان راکتیو شبکه، ساختار شبکه و الگوی تولید اکتیو شین های شبکه از عوامل موثر بر پایداری ولتاژ می باشند. هریک از این عوامل، می تواند به نحوی در حاشیه امنیت پایداری ولتاژ سیستم تأثیرگذار باشند و به عبارتی برای هریک می توان وضعیت های بحرانی تعریف نمود.
یکی از عوامل تاثیرگذار در امنیت سیستم های قدرت آرایش و پراکندگی تولید نیروگاه ها به ازای هر سطحی از بار می باشد به گونه ای که ممکن است درجه امنیت متناظر با بعضی از آرایش های تولید، ضعیف بوده و برای بعضی دیگر مناسب و کافی باشد. بنابراین از فاکتورهای اساسی در تعیین آرایش تولید نیروگاه ها ویژگی امنیت سیستم می باشد.
با پیدایش پدیده تولیدهای پراکنده در شبکه های قدرت، به خلاف حالت های مرسوم تولید متمرکز، الگوی تولید شین ها می تواند به نحو انعطاف پذیری تغییر نماید و لذا دارای تأثیر بر روند پایداری ولتاژ و حاشیه امنیت پایداری ولتاژ خواهد بود.
در این نوشتار، هدف این است که تأثیر تولیدهای پراکنده بر روند پایداری ولتاژ و حد بارگذاری استاتیک سیستم ارزیابی و بررسی گردد.
چنانچه بتوان مناسب ترین الگوی تولید در محیط تولیدهای پراکنده بر پایداری ولتاژ را پیدا نمود، بدین وسیله می توان معیارهای مناسبی جهت تعیین محل و ظرفیت مناسب و ایمن برای تولیدهای پراکنده از نقطه نظر بهبود پایداری ولتاژ در طراحی و توسعه شبکه های قدرت مشخص نمود. همچنین در زمان بهره برداری سیستم می توان با بهره گرفتن از میزان تأثیرگذاری هریک از تولیدها بر پایداری ولتاژ، معیاری برای قیمت گذاری خرید انرژی از نقطه نظر امنیت سیستم استخراج نمود.
2-1- پیشینه تحقیق
استفاده از انرژی های نو و تجدیدپذیر جهت تامین بخشی از انرژی برق، دردنیا روند روبه رشدی را طی می کند. رشد تکنولوژی در بخش های گوناگون، باعث استفاده بیشتر از منابع انرژی تجدیدپذیر و نو به دلیل توانایی بیشتر در به کارگیری و مقرون به صرفه تر شدن آن ها از بعد اقتصادی شده است.
مطالعه ای که توسط انیستیتو تحقیقاتی توان الکتریکی (
EPRI) انجام شده، نشان می دهد که تا سال 2010، 25 درصد از تولیدهای جدید از نوع تولیدهای پراکنده هستند. مطالعات برخی از موسسات نیز مقدار آن را متجاوز از 30 درصد می دانند. در آینده انتظار می رود که تولیدهای پراکنده در سیستم های قدرت اهمیت بیشتری یابند.
از توان خروجی برخی از تولیدهای پراکنده نمی توان پیش بینی درستی کرد. توان خروجی برخی از تولیدهای پراکنده از قبیل مبدل های انرژی فتوولتائیک و توربین های بادی، تابع شرایط آب و هوایی است و تخمین دقیقی از آنها نمی توان داشت.
نوع بهره برداری از مولدهای گرما و توان (The Combined Production Of Heat and CHP یا Power) ها اغلب براساس درخواست گرمایشی مصرف کنندگان است که در این صورت تولید توان و برق تابعی از آن می گردد.
به لحاظ اندازه کوچک و دسترسی و استفاده از منابع محلی، اغلب واحدهای تولید پراکنده در سطح شبکه های توزیع وصل می شوند. هنگامی که ضریب نفوذ تولید پراکنده در شبکه بالا باشد، قدرت تولیدی واحدهای تولید پراکنده، علاوه بر تغییر پخش بار شبکه های توزیع، پخش بار سیستم قدرت را نیز تغییر می دهند.

موتورهای dc كاربردهای وسیعی در صنعت سرعت متغیر، بخاطر مشخصه گشتاور مطلوبشان و سادگی كنترل دارند. در بسیاری كاربردهای حلقه باز تنظیم تحریک موتور موثر است. در فیدبك یا حلقه بسته كنترل برای كارایی بهتر لازم است. كه توسط یک سیگنال ثابت و فرمان آنالوگ سیستم فیدبك دست یافتنی است. هر تغییری در سرعت، بوسیله یک سرعت سنج قابل حس است و مقایسه با یک ولتاژ مرجع ثابت، سیستم فیدبك را خواهیم داشت اما این سیستم فیدبك آنالوگ در بعضی كاربردهای تنظیم سرعت بسیار خوب و رضایت بخش نیست و پاسخ دینامیک سریع لازم است. این خصوصیات می تواند با بكار بردن یک سیستم كنترل PLL دست یافتنی باشد.
در روش PLL سرعت موتور به قطار پالس دیجیتال تبدیل شده است، كه با قطار پالس دیجیتال مرجع منطبق است. در این روش با Lock كردن روی یک فركانس مرجع، كنترل دقیق سرعت موتور انجام می شود.
برای كنترل سرعت موتورهای dc ما می توانیم ولتاژهای ترمینال موتور را كنترل كنیم، جداسازی ولتاژ خروجی متناسب با جداسازی فركانس سوئیچ است و با این روش، ولتاژ ورودی ترمینال موتورها و در نتیجه سرعت موتور قابل تنظیم خواهد بود.
با یک جداكننده، تحریک موتور dc توسط PLL، برای همزمانی دقیق سرعت موتور با یک فركانس مرجع عملی می شود. ایجاد سرعت متغیر موتور DC با تحریک كردن سیستم كنترل بوسیله یک شبكه فیدبك PLL صورت می گیرد.
بعد از معرفی موتورهای DC، مشخصه و چگونگی كنترل، به مدلسازی سیستم كنترل سرعت پرداخته و سپسس كنترل كننده را به روش PLL توضیح داده و یک سیستم آزمایشی نتیجه واقعی را برای ارزیابی عمل موتور بدون بار و با بار كامل نشان می دهد.

فصل اول: کلیات

خرید متن کامل این پایان نامه :

معرفی
1-1- تاریخچه
ابتدا PLL ها برای جارورب عمودی در تلویزیون ها بكار می رفتند كه یک سیگنال پیوسته با یک دوره تناوب پالسی همزمان شده و برای رنگ تلویزیون می باشد. اولین IC ی PLL در سال 1965 وارد شد كه در كار PLL ها سر و صدا ایجاد كرد. اولین PLL دیجیتال در سال 1970 پدیدار شد كه یک نوع PLL دیجیتال كلاسیک بود. چند سال بعد PLL تمام دیجیتال ظاهر شد. اولین لیزر در سال 1960 ظاهر شد و PLL نوری چهار سال بعد رسید.
PLL ها در هر سلول تلفن، تلویزیون، رادیو، پیجر و كامپیوترها بكار رفتند. بسیاری از سیستم های فیدبك توسط مهندسان ساخته شد. تمام نرم افزارهای PLL، توابع آن را با شبیه سازی دیتا اجرا كردند. در نهایت PLL های نوری در بهبود كلاك برای دیتای 160 گیگا بایت در ثانیه بكار رفتنند.
2-1- انواع كنترل موتورهای dc
1-2-1- موتورهای dc كنترل شونده با آرمیچر
موتور dc اغلب در سیستم های كنترلی كه مقدار قابل ملاحظه ای توان در محور لازم دارند به كار می رود. بازدهی این موتورها بسیار بیشتر از بازدهی سروموتورهای ac دو فاز است.
موتورهای dc میدانهای تحریک مجزایی دارند. آنها یا با آرمیچر كنترل می شوند و میدان ثابت دارند یا با میدان كنترل می شوند و جریان آرمیچر ثابت دارند. مثلا، موتورهای dc مورد استفاده در ابزار، میدان آهنربایی دائم ثابت دارند و سیگنال كنترل به آرمیچر اعمال می شود.
مشخصه های عملكرد موتور dc كنترل شونده با آرمیچر شبیه مشخصه های ایدئال سروموتور ac دو فاز است.