پایان نامه کنترل فرکانس در سیستم قدرت در حضور نیروگاه خورشیدی و سیستم ذخیره انرژی با باتری

پایـان نـامـه

مقطـع کارشناسـی ارشـد

رشته:مهندسی برق قدرت

عنـوان: کنترل فرکانس در سیستم قدرت در حضور نیروگاه خورشیدی و سیستم ذخیره انرژی با باتری

استـاد راهنمـا: جنـاب آقای دکترعبدالرضا شیخ الاسلامی

استـاد مشاور: رویا احمدی

تابستان 1392

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

چکیده:

خورشید یک منبع عظیم انرژی محسوب می شود و با توجه به کاهش هزینه های ساخت سلول های خورشیدی در طول زمان، استفاده از سیستم های فتوولتائیک جهت تولید برق به عنوان یکی از منابع تولید پراکنده مورد توجه بسیاری قرار گرفته است. مزیت نیروگاه های خورشیدی بر آن است که به یک بار هزینه راه اندازی و نصب نیاز داشته و انرژی رایگان، با هزینه اندک تعمیرات و نگه داری به شبکه تا مدت طولانی تحویل می دهد. مشکل عمده نیروگاه های توان بالای متصل به شبکه قدرت، وابستگی توان تولیدی شبکه به شرایط آب و هوایی می باشد که رفع این مشکل با کنترل فرکانس شبکه با روش های هوشمند و استفاده از تجهیزات با سرعت بالا و همچنین استفاده از نیروگاه ذخیره انرژی به صورت کاملا بهینه انجام پذیر می باشد .در اینجا سعی بر طراحی یک سیستم کنترلی هوشمند برای کنترل فرکانس یک شبکه الکتریکی قدرت، تشکیل یافته از تولید هیبرید خورشید، گاز و ذخیره ساز باتری، می باشد. این سیستم کنترلی هوشمند به صورت خودکار ضرایب کنترلی را برای نیروگاه گازی و باتری محاسبه می نماید. در این روش برای تعیین مقادیر ضرایب کنترل کننده فازی از روش الگوریتم پرندگان استفاده شده که موجب بهینه سازی هر چه بهتر معیار خطا برای به دست آوردن ضرایب کنترل کننده فازی شده است. مدل سیستم کنترل فازی در متلب دارای انعطاف در شبیه سازی محیط سیمولینک نمی باشد و در حین انجام سیولینک شبکه نمی تواند، مقادیر رنج های ورودی و خروجی فازی را تغییر دهد. در این پایان نامه تمام کد های فازی و توابع عضویت در محیط متلب نوشته شده است و با توابع دیگر به سیستم شبکه قدرت سیمولینک اتصال پیدا کرده و نتایج را در حافظه می تواند ذخیره داشته باشد. تمام اجزا نیروگاه خورشیدی به طور کامل شبیه سازی شده از مدل کردن یک سلول تا پنل خورشیدی و اتصال چندین هزار پنل به یکدیگر تست شده و مدار ردیاب حداکثر توان نیروگاه خورشیدی شبیه سازی شده و تعیین مقدار سلف و خازن آن با شبیه سازی تعیین گشته شده است و تعداد سوییچینگ مبدل بوست سیستم با الگوریتم ردیابی و مشاهده[1] استفاده شده است. به منظور بررسی، ابتدا شبکه قدرت به صورت بلوک کنترلی لاپلاس مدل شده و بار را تغییر می دهیم. همان طور که نتایج را مشاهده می کنیم در صورت استفاده کنترل فازی بهبود یافته با الگوریتم پرندگان زمان نشست نسبت به کنترلر معمول و نسبت به کنترلر انتگرالگیر ساده بهبود یافته است. پیک حداکثر خطای فرکانس در صورت استفاده کنترل فازی بهبود یافته با الگوریتم پرندگان نسبت به کنترلر معمول و نسبت به کنترلر انتگرالگیر ساده نیز بهبود یافته است. سپس اجزاء دینامیکی به طور کامل مدل شده در شبیه سازی، کارایی استراتژی پیشنهادی را مشاهده کرده و با روش های دیگر مقایسه می نماییم. نتایج حاصل از شبیه سازی بیانگر رفتار دقیق شبکه قدرت می باشد در نتیجه امکان ناپایداری در سیستم وجود داشته با این حال الگوریتم هوشمند جواب های مقدار کنترل قازی را محاسبه کرده و نتایج نشان دهنده کارایی بالای روش پیشنهادی می باشند.

 

 

 

فصل اول.. 1

مقدمه و کلیات تحقیق.. 1

1-1 مقدمه.. 2

1-1-1 مشخصات نیروگاه خورشیدی:.. 2

1-1-2 مزایای استفاده از نیروگاه خورشیدی:.. 3

1-1-2-1 مطالعات در ایران:.. 3

1-1-2-2 تولید برق بدون نیاز به انرژی های دیگر:.. 3

1-1-2-3 عدم احتیاج به آب زیاد :.. 3

1-1-2-4 عدم آلودگی محیط زیست.. 3

1-1-2-5 امکان تامین شبکه های کوچک و ناحیه ای:.. 4

1-1-2-6 استهلاک کم و عمر زیاد:.. 4

1-1-2-7 عدم احتیاج به متخصص.. 4

1-1-3 مشکلات نیروگاه خورشیدی متصل به شبکه:.. 4

1-1-4 کنترل فرکانس شبکه:.. 5

1-1-5 اهداف کنترل فرکانس شبکه قدرت:.. 5

1-1-6 شبیه سازی شبکه قدرت برای کنترل فرکانس شبکه متصل به نیروگاه خوشیدی:.. 6

1-1-7 لزوم استفاده نیروگاه ذخیره انرژی در شبکه:.. 7

1-1-8 روش کنترلی هوشمند استفاده شده و معیار اندازه گیری انحراف فرکانس:.. 7

1-1-9   مزیت روش پیشنهادی.. 7

1-1-10آنچه پیشرو داریم:.. 8

فصل دوم.. 9

ادبیات موضوع.. 9

مقدمه:.. 10

2-1 کنترل فرکانس از دیدگاه کنترلی.. 10

2-1-1 کنترل کننده PI. 10

2-1-2روش دو درجه ی آزادی در کنترل داخلی :. 11

2-2روش های کنترل هوشمند.. 12

2-2-1الگوریتم ژنتیک.. 12

2-2-2 الگوریتم جستجوی گرانشی.. 14

2-2-3 بهینه سازی گروهی پرندگان :. 15

2-2-4 شبکه عصبی مصنوعی :. 16

2-2-5کنترل منطق فازی.. 19

2-2-5-1خود سازماندهی کنترل فازی.. 24

2-2-5-2الگوریتم ژنتیک در مدل فازی برای کنترل بار فرکانس   24

2-3روش کنترل با منطق فازی:.. 27

2-4سیستم کنترل فرکانس:.. 31

2-5 مدل ذخیره انرژی :.. 32

2-6 مدل اینورتر برای تولید DC/AC.. 34

فصل سوم.. 35

روش تحقیق.. 35

3-1 مقدمه:.. 36

3-2مدل فازی:.. 36

3-2-1:قسمت های مختلف یک سیستم فازی.. 36

3-2-2مدل کنترلر ترکیب فازی با PI:.. 39

3-3 الگوریتم بهینه سازی گروه پرندگان:.. 40

3-4 کاربردی ازPSO در ریاضیات:.. 41

3-5 تشریح عملکرد پیدا کردن ضرایب کنترلر فازی و کنترلر PI و بهبود کارایی:.. 43

فصل چهارم.. 48

محاسبات و.. 48

یافته های تحقیق.. 48

4-1مقدمه.. 49

4-2-1 مدل شبیه سازی شده به صورت بلوک کنترلی با توابع لاپلاس:   49

4-2-2 مدل شبیه سازی شده کامل شبکه قدرت:.. 50

4-3 پنل خورشیدی:.. 51

4-4 مشخصه های پانل فتوولتائیک:.. 51

4-5 مدل و مشخصات سیستم فتوولتاییک:.. 52

4-6مدل ردیابی حداکثر توان.. 54

4-7 مدار داخلی مبدل بوست شبیه سازی شده در متلب :.. 58

4-8 الگوریتمMPPT:.. 59

4-8-1روش کنترل P&O:.. 59

4-8-2 روش هدایت افزایشی:.. 59

4-8-3دنبال کننده حداکثر توان(MPPT):.. 60

4-8-4 الگوریتمMPPT شبیه سازی شده در متلب :.. 61

4-9 مدل اینورتر:.. 62

4-10 مدل اینورتر شبیه سازی شده در متلب :.. 63

4-11 مدل واحد:.. 65

4-12مدل کردن نیروگاه گازی:.. 65

4-13 مدل بار:.. 66

4-14 مدل موتور محرک:.. 66

4-15مدل گاورنر:.. 66

4-16مدل خط ارتباطی:.. 68

4-17مدل ذخیره ساز انرژی :.. 68

4-18 مقایسه PI-FUZZYدر مدل بلوکی بدون باتری:.. 69

4-19 مقایسه کنترلرها در حضور تمام تجهیزات در مدل بلوکی:   70

حال مدل فازی را در شرایط گوناگون بررسی می کنیم :.. 71

4-20-1بدون حضور خورشید و باتری:.. 71

4-20-2 با حضور باتری :.. 72

4-20-3   نتایج با حضور نیروگاه خورشید و باتری :.. 75

فصل پنجم.. 80

نتیجه گیری و پیشنهادات.. 80

5-1 نتیجه گیری :.. 81

5-2 پیشنهادات:.. 82

 

 

 

 

فهرست اشکال، نمودارها و جداول

 

شکل 2-1 ساختارTDF-IMC………………………………………………………………………………………………..12

شکل 2-2 مدل کردن برای الگوریتم ژنتیک…………………………………………………………………………………14

شکل 2-3 کنترلر سیستم قدرت تک منطقه ای…………………………………………………………………………… 15

شکل 2-4 عملکرد بهینه سازی pso…………………………………………………………………………………………16

شکل 2-5 یک لایه شبکه عصبی……………………………………………………………………………………………….18

شکل2-6 نمای پایه یک شبکه فازی…………………………………………………………………………………………..19

شکل 2-7 سیستم تولید قدرت منطق فازی پایه مرکزی……………………………………………………………….21

شکل2-8 توابع عضویت کنترل فازی…………………………………………………………………………………………22

شکل2-9 مدل فازی برای مرجع………………………………………………………………………………………………23

شکل2-10معماری کنترل فازی خود سازماندهی شده ……………………………………………………………….24

شکل 2-11 مسیر برای آموزش در طرح الگوریتم ژنتیک………………………………………………………………25

شکل 2-12 نمودار کلی یک سیستم قدرت دو منطقه……………………………………………………………………27

شکل2- 13ساختار پایه ای از یک سیستم کنترل فازی………………………………………………………………….28

شکل2-14 توابع فازی برای کارکرد مدل MPPT……………………………………………………………………..28

شکل 2-15 اتصال دو سیستم دارای MPPT مجزا به یکدیگر……………………………………………………30

شکل2-16 شماتیک ساختار سیستم قدرت………………………………………………………………………………..31

شکل 2-17 مدل یک BES در شبکه قدرت…………………………………………………………………………….32

شکل 2-18 اجزاء مدل یک BES به صورت بلوک دیاگرامی………………………………………………………33

شکل 2-19 مدار بایاس از اینورتر منبع ولتاژی……………………………………………………………………………34

شکل 2-20 سوییچ زنی PWM برای یک فاز برای جریان………………………………………………………….34

شکل3-1 توابع عضویت سیستم فازی نمونه………………………………………………………………………………37

شکل 3-2 مدل PI-FUZZY………………………………………………………………………………………………..39

شکل 3-3 مقادیر تصادفی برای ردیابی تابع هدف در الگوریتمPSO……………………………………………41

شکل 3-4 عملکرد بهینه سازی pso ………………………………………………………………………………………42

شکل 3-5 توابع عضویت فازی برای یک متغییر ورودی……………………………………………………………….43

شکل 3-6 نمودار فرکانس با نواحی تشخیص برای کنترل کننده فازی…………………………………………..44

شکل 3-7 مقدار دهی به ضرایب فازی ساز………………………………………………………………………………..45

شکل 3-8 الگوریتم پیشنهادی برای محاسبه ضرایب……………………………………………………………………47

شکل 4-1 سیستم بلوکی مدل لاپلاس ……………………………………………………………………………………….50

شکل4-2 مدل شبیه سازی کامل شبکه………………………………………………………………………………………50

شکل 4-3 مدل مداری سلول خورشیدی…………………………………………………………………………………..51

شکل 4-4 شبیه سازی نیروگاه خورشیدی با مدار بوست و کنترلر مبدل dc/ac با اینورتر و سلف

خطوط در متلب……………………………………………………………………………………………………………………..53

شکل 4-5 شبیه سازی سلول خورشیدی و ماژول خورشیدی در متلب…………………………………………..53

شکل 4-6   مشخصات ولتاژ- جریان(a) و ولتاژ- توان(b) یک ماژول خورشیدی………………………….54

شکل 4-7 ماژول PV به طور مستقیم به یک بار مقاومتی(متغییر) متصل است……………………………….55

شکل 4-8 منحنی IV BP SX 150S ماژول PV و بارهای مختلف مقاومتی شبیه سازی با مدل

متلب………………………………………………………………………………………………………………………………….. 55

شکل 4-9 مبدل بوست…………………………………………………………………………………………………………. 56

شکل 4-10 جریان سلف در دو زمان قطع و وصل سوییچ……………………………………………………………57

شکل 4-11 مدار مبدل بوست و سلف و ورودی سوییچینگ MPPT شبیه سازی شده در متلب……..57

شکل 4-12 مدار داخلی مبدل بوست………………………………………………………………………………………..58

شکل 4-13 ورودی و خروجی ولتاژ مبدل بوست با مقدار 50% دستور MPPT………………………….. 58

شکل 4-14 فلوچارت روش…………………………………………………………………………………………………. 59

شکل 4-15 دسته بندی مکان های نمودار توان – ولتاژ برای ردیابی نقطه MPP………………………….. 59

شکل 4-16 مشخصه توان ولتاژ MPPT………………………………………………………………………………… 61

شکل 4-17 اجزاء ورودی و خروجی برای Mfile نوشته شده در MPPT ………………………………….62

شکل 4-18 نحوه بدست آوردن مقدار جریان مرجع در نقاط توان ماکزیمم در تابش های مختلف….. 63

شکل 4-19 مدل شبیه سازی اجزاء کامل اینورتر با وجود سلف و ترانس برای اتصال به شبکه……….. 61

شکل 4-20 مدار داخلی سیستم کنترلی اینورتر dc/ac ……………………………………………………………..61

شکل 4-21 مدل داخلی تبدیل سه بردار abc به مختصات dq…………………………………………………… 65

شکل 4-22 مدل داخلی سیستم نیروگاه گازی با مدل کنترلی………………………………………………………..65

شکل 4-23 مدل ساده از سیستم کنترلی همراه با گاورنر……………………………………………………………. 67

شکل4-24: بلوک دیاگرام گاورنر، ژنراتور، بار و توربین و کنترلر…………………………………………………..68

شکل 4-25 مقایسه نتایج PI-FUZZY در مدل بلوکی……………………………………………………………….69

شکل 4-26 نتایج فرکانس از شبکه…………………………………………………………………………………………….70

شکل4-27 توان الکتریکی خط از نیروگاه گاز…………………………………………………………………………… 71

شکل 4-28 فرکانس سیستم در حالت تامین بارفقط از نیروگاه گازی در شبکه سیمولینک کامل……….71

شکل 4-29 توان انتقالی نیروگاه ذخیره، باتری در حالت ورود بار در شبکه سیمولینک کامل……………..72

شکل 4-30 فرکانس سیستم در حالت ورود بار در شبکه سیمولینک کامل با وجود باتری………………73

شکل4-31 مقایسه نتایج فرکانس سیستم در دو حالت وجود و عدم نیروگاه ذخیره …………………………73

شکل4-32 مقدار توان نیروگاه خورشیدی…………………………………………………………………………………..74

شکل 4-33 فرکانس سیستم در شبکه کامل با حضور نیروگاه خورشیدی و عدم سیستم ذخیره انرژی

باتری…………………………………………………………………………………………………………………………………..75

شکل 4-34 فرکانس سیستم در شبکه کامل با حضور نیروگاه خورشیدی و سیستم ذخیره انرژی باتری……………………………………………………………………………………………………………………………………..76

شکل 4-35 مقایسه فرکانس شبکه در دو حالت با وجود نیروگاه خورشیدی با تابش متغییر در صورت

وجود و عدم نیروگاه ذخیره انرژی……………………………………………………………………………………………77

جدول(2-1)قوانین فازی برای بلوک اول…………………………………………………………………………………..21

جدول(3-1):تقسیم بندی ورودی شرایط در بازه های کلی………………………………………………………….38

جدول(3-2):قوانین ورودی و خروجی………………………………………………………………………………………39

 

 

جدول(4-1) مشاهدات نتایج شبیه سازی در متلب با توجه به شکل4-25………………………………………69

جدول(4-2) مشاهدات نتایج شبیه سازی کامل شبکه در متلب با توجه به شکل4-26………………………7

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

پایان نامه کنترل فرکانس در سیستم قدرت مدرن در حضور مزارع بادی و باطری

پایـان نـامـه

مقطـع کارشناسـی ارشـد

رشته:مهندسی برق قدرت

 

عنـوان: کنترل فرکانس در سیستم قدرت مدرن در حضور مزارع بادی و باطری

استـاد راهنمـا: جنـاب آقای دکترعبدالرضا شیخ الاسلامی

استـاد مشاور: رویا احمدی

 

 

تابستان 1392

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

فهرست مطالب:……………………………………………………………………………………………..صفحه

فصل 1 :چکیده

1-1:چکیده……………………………………………………………………………………………………………………….2

فصل 2:مفاهیم کلی باد و کنترل فرکانس

2-1:مقدمه باد …………………………………………………………………………………………………………………. 4

2-2 : تاثیرات باد در شبکه ………………………………………………………………………………………………… 6

2-3 : جنبه های حضور باد در سیستم تولید ………………………………………………………………………… 8

2-4 : جنبه های اتصال به شبکه …………………………………………………………………………………………. 9

2-5 : قدرت ……………………………………………………………………………………………………………………. 9

2-6:حد بتز …………………………………………………………………………………………………………………….10

2-7:توربین های بادی از نظر نوع ارتباط با شبکه سراسری…………………………………………………… 10

2-7-1:توربین های بادی جدا از شبکه ……………………………………………………………………………… 10

2-7-2:توربین های بادی متصل به شبکه ………………………………………………………………………. ….11

2-8 : انواع توربین های بادی از لحاظ محور چرخش توربین ………………………………………………. 11

2-8-1 : توربین بادی با محور افقی ………………………………………………………………………………….. 11

2-8-2 : نوع محور عمودی …………………………………………………………………………………………….. 11

2-9 : اجزای اصلی توربین باد…………………………………………………………………………………………… 12

2-9-1 : روتور ……………………………………………………………………………………………………………… 13

2-10 : ژنراتور و انواع مورد استفاده در مزارع بادی ……………………………………………………………. 14

2-10-1:ژنراتور القایی روتور قفسه ای……………………………………………………………………………… 14

2-10-2:ژنراتور القایی روتور سیم پیچی شده با کنترل مقاومت روتور………………………………….. 15

2-10-3:ژنراتور القایی دو تغذیه ای………………………………………………………………………………….. 16

2-10-4:ژنراتور سنکرون ………………………………………………………………………………………………… 17

2-11:انواع توربین های بادی از نظر سرعت ……………………………………………………………………… 18

2-11-1:توربین های سرعت ثابت …………………………………………………………………………………… 18

2-11-2:توربین های سرعت متغییر ………………………………………………………………………………….. 19

2-12:مفاهیم کنترل توان …………………………………………………………………………………………………. 20

2-13:انواع اتصالات الکتریکی …………………………………………………………………………………………. 21

2-14 : پایداری سیستم قدرت………………………………………………………………………………………….. 23

2-15 : انواع پایداری …………………………………………………………………………………………………….. 23

2-16 : فرکانس سیستم ……………………………………………………………………………………………………25

2-17: پاسخ ژنراتور به تغییر بار ………………………………………………………………………………………. 26

2-18 : انواع گاورنر ……………………………………………………………………………………………………….. 26

2-19 مشخصه واقعی دروپ ………………………………………………………………………………………….. 28

2-20: کنترل خودکار تولید AGC……………………………………………………………………………………… 28

2-21: کنترل بار فرکانس ………………………………………………………………………………………………… 30

2-22: کنترل فرکانس سیستم بادی……………………………………………………………………………………..31

2-23 : کنترل اینرسی ………………………………………………………………………………………………………33

2-24 : شبیه سازی ذخیره سریع قدرت ……………………………………………………………………………..34

2-25 : کنترل دروپ ……………………………………………………………………………………………………….35

2-26 : کنترل پیچ …………………………………………………………………………………………………………… 36

2-27 : کنترل سطح مزرعه بادی ………………………………………………………………………………………. 37

2-28:استراتژی کنترل ذخیره ساز در کنترل کلاسیک AGC…………………………………………………….38

2-29 کنترل ذخایر انرژی مبتنی بر الگوریتم PSO ……………………………………………………………….39

فصل 3 ساختار کنترلی

3-1:مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………… 42

3-2:کنترلر عصبی……………………………………………………………………………………………………………. 43

3-2-1:روش انتشار بازگشتی…………………………………………………………………………………………….43

3-2-2:آموزش ………………………………………………………………………………………………………………. 44

3-3بهینه سازی ضرایب شبکه عصبی………………………………………………………………………………… 46

3-4:روش بهینه سازی جستجوگر باکتری …………………………………………………………………………..47

3-5:ترکیب عصبی و الگوریتم باکتری……………………………………………………………………………….. 49

3-6 اینورتر باتری…………………………………………………………………………………………………………… 50

3-7:سیستم گاورنر …………………………………………………………………………………………………………. 52

فصل چهارم :ساختار شبکه

4-1:شرح سیستم…………………………………………………………………………………………………………….. 55

4-2:مدل دینامیکی بلوکی…………………………………………………………………………………………………. 55

4-2-1:مدل توربین باد………………………………………………………………………………………………………55

4-2-2:مدل باد……………………………………………………………………………………………………………….. 56

4-2-3:سیستم ذخیره انرژی……………………………………………………………………………………………… 56

4-2-4:گاورنر ژنراتور……………………………………………………………………………………………………… 56

4-2-5:مدل سیستم و انحراف فرکانس …………………………………………………………………………….. 56

4-2-6:سیستم کنترل……………………………………………………………………………………………………….. 57

4-2-7:معیارهای خطا …………………………………………………………………………………………………….. 57

4-3:مدل سیمولینک………………………………………………………………………………………………………… 57

4-3-1مزرعه باد…………………………………………………………………………………………………………….. 58

4-3-2:ذخیره سازانرژی ………………………………………………………………………………………………….. 62

4-3-3سیستم بخار………………………………………………………………………………………………………….. 63

فصل پنجم روش پیشنهادی و بررسی نتایج

5-1 شرح روش پیشنهادی…………………………………………………………………………………………………66

5-2 انجام شبیه سازی و بررسی نتایج …………………………………………………………………. ………….. 68

5-3 مقایسه روش پیشنهادی در سیستم بلوکی بدون حضور باتری………………………………………… 68

• بررسی کارایی کنترلر در سیستم بلوکی ………………………………………………………………….. 68

5-5 بررسی سیستم سیمولینک کامل………………………………………………………………………………….. 70

5-6بررسی پاسخ فرکانسی روش پیشنهادی و توان تحویلی اجزاءبدون حضور باتری…………………70

5-7 بررسی پاسخ فرکانسی روش پیشنهادی و توان تحویلی اجزاءبدون حضور باتری……………….71

5-8 نتیجه گیری…………………………………………………………………………………………………………….74

5-9پیشنهادات……………………………………………………………………………………………………………….75

 

فهرست اشکال، نمودارها و جداول

شکل(2-1)نمودار سالیانه باد در جهان………………………………………………………………………………..6

شکل(2-3):میزان رشد استفاده از باد در مقایسه با سایر انرژی ها در آمریکا…………………………….6

شکل(2-2)تاثیرات تغییر سرعت باد در توان خروجی مزرعه……………………………………………………7

شکل(2-4):میزان تاثیرارتفاع در باد……………………………………………………………………………………10

شکل(2-5): انواع توربین محور افقی…………………………………………………………………………………..12

شکل(2-6):توربین عمودی داریوس…………………………………………………………………………………….13

شکل(2-7):اجزا اصلی توربین بادی محور افقی…………………………………………………………………….13

شکل(2-8):توربین بر مبنای ماشین روتور قفسه ای………………………………………………………………14

شکل(2-9):ژنراتور القایی روتور سیم پیچی شده………………………………………………………………..15

شکل(2-10):ژنراتور القایی دو تغذیه ای………………………………………………………………………….16

شکل(2-11):یک توربین سرعت ثابت با ژنراتور قفس سنجابی………………………………………………18

شکل(2-12):توربین با ژنراتور دو تغذیه ای………………………………………………………………………….19

شکل(2-13):سیستم با مبدل تمام قدرت………………………………………………………………………………20

شکل(2-14)اتصال ac…………………………………………………………………………………………………21

شکل(2-15):اتصال hvdc……………………….. ………………………………………………………………….22

شکل(2-16):اتصال vschvdc……………………………………………………………………………………..22

شکل(2-17):تقسیم بندی انواع پایداری……………………………………………………………………………….24

شکل(2-18):تقسیم بندی زمانی برنامه ریزی و بهره برداری سیستم قدرت……….………………………24

شکل(2-19):تابع انتقال رابطه قدرت وسرعت………………………………………………………………………26

شکل(2-20): تابع انتقال رابطه توان با فرکانس……………………………………………………………………..26

شکل(2-21):گاورنر سعت ثابت………………………………………………………………………………………….27

شکل(2-22)گاورنر با فیدبک حالت دایم………………………………………………………………………….27

شکل(2-23):منحنی حالت دایم از یک گاورنر با مشخصه دروپ………………………………………….28

شکل(2-24)منحنی دروپ خطی ایده آل…………………………………………………………………………28

شکل(2-25):کنترل خودکار تولید با کنترل اضافی انتگرال………………………………………………………29

شکل(2-26):یک ناحیه مجهز به کنترل بار فرکانس ……………………………….……………………………..30

شکل(2-27):شبیه سازی اینرسی پنهان برای توربین سرعت متغییر…………………………………………..34

شکل(2-28):منحنی فرکانس دروپ…………………………………………………………………………………….35

شکل(2-29)کنترل دروپ برای توربین سرعت متغییر…………………………………………………………35

شکل(2-30):کنترل پیچ سنتی………………………………………………………………………………………..36

شکل(2-31)کنترل پیچ اصلاح شده………………………………………………………………………………..36

شکل(2-32):ساسله مراتب کنترل در سطح مزرعه باد…………………………………………………………….37

شکل(2-33):کنترل دیاگرام سیستم باتری …………………………………….………..…………………………….39

شکل(2-34):بلوک دیاگرام مربوط به کنترل agc با باد و باتری………………………………………………39

شکل(2-35):بلوک دیا گرام سیستم هیبرید……………………………………………………………………………40

شکل(3-1): ساختار دو لایه شبکه عصبی…………………………………………………………………………….44

شکل(3-2)شبکه تحت آموزس در متلب………………………………………………………………………………46

شکل(3-3)سیستم کنترلی مدل شده ساده……………………………………………………………………………..47

شکل(3-4)مقایسه کنترلر عصبی و pi معمولی………………………………………………………………………47

شکل(3-5): چکونگی عملکرد الگوریتم باکتری و شبکه عصبی………………………………………………48

شکل(3-6)فلوچارت چگونگی عملکرد باکتری…………………………………………………………………….49

شکل(3-7)شکل موج سوئیچ زنی……………………………………………………………………………………….50

شکل(3-8)شماتیک سیستم تولید سیگنال کنترل برای اینورتر………………………………………………….51

شکل(3-9): کنترل هیسترزیس جریان………………………………………………………………………………….51

شکل(3-10)نحوه عملکرد سیستم کنترل باتری……………………………………………………………………..51

شکل(3-11)نمودار بلوکی برای کنتل اولیه سیستم بخار………………………………………………………….53

شکل(3-12)نمودار بلوکی مربوط به گاورنر………………………………………………………………………….53

شکل(3-13)مدل کنترل در متلب…………………………………………………………………………………………53

شکل(4-1):مدل بلوکی شبکه مورد بررسی…………………………………………………………………………..55

شکل(4-2):مدل کلی سیمولینکی…………………………………………………………………………………….58

شکل(4-3):ساختار ژنراتور القایی دو تغذیه ای ………………………………………………………………59

شکل(4-4): شکل منحنی cp-χ………………………………………………………………………………59

شکل(4-5):کنترل زاویه گام………………………………………………………………………………………………..60

شکل(4-6):توان های خروجی مزرعه باد……………………………………………………………………………..61

شکل(4-7):اتصال برای باتری……………………………………….. ………………………………………………..62

شکل(4-8) تبدیل abcبهdq……………………………………………………………………………………………..63

شکل(4-9) روش هماهنگی مرجع SRF……………………………………………………………………………64

شکل(4-10):بلوک دیاگرام سیستم مکانیکی ژنراتور سنکرون………………………………………………64

شکل(4-11):مدل کلی گاورنر……………………………………………………………………………………….64

جدول(4-1):جدول مقایسه باتری ها……………………………………………………………………………………61

نمودار (4-1)نمودار مقایسه باتری ها ………………………………………………………………………………….63

شکل(5-1):فلوچارت روش انجام کار………………………………………………………………………………..67

شکل(5-2):مقایسه پاسخ فرکانسی روش پیشنهادی و piمعمولی…………………………………………..68

شکل(5-3):مقایسه پاسخ فرکانسی و روش پیشنهادی در بلوکی کامل……………………………………69

شکل(5-4): مقایسه پاسخ فرکانسی روش پیشنهادی در حالت کامل و عدم حضور باتری…………..69

شکل(5-5):توان تحویلی نیروگاه بخار…………………………………………………………………………………70

شکل(5-6):توان تحویلی نیروگاه باد……………………………………………………………………………………71

شکل(5-7):تغییرات فرکانس در عدم حضور باتری………………………………………………………………71

شکل(5-8):توان تحویلی نیروگاه بخار در حضور باتری…………………………………………. ……..72

شکل(5-9):توان تحویلی باتری…………………………………………………………………………………….72

شکل(5-10): تغییرات فرکانس در حضور باتری…………………………………………………………………..73

شکل(5-11):مقایسه تغییرات فرکانس در دو حالت با باتری و بدون باتری……………………………….73

شکل 5-12 توان تحویلی مزرعه باد…………………………………………………………………………………….74

شکل 5-13توان تولیدی برای توربین بخار در حالت حضور و عدم حضور باتری……………………..74

شکل (5-14)توان تحویلی باتری در طول تغییرات توان تولیدی باد ………………………………………..74

شکل 15-5مقایسه دو حالت باد متغییر با باتری و بدون باتری………………………………………………..75

 

 

 

فصل اول

چکیده

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

چکیده:

با توجه به اهمیت فرکانس در پایداری و عملکرد صحیح اجزائ سیستم قدرت و همچنین توسعه روز افزون استفاده از انرژی های تجدید پذیر خصوصا بادبه عنوان منابع ارزان ودر دسترس وبدون آلودگی ،استفاده از نیروگاههای بادی در سیستم قدرت به دلیل مسائل فنی تاثیر معکوسی برپایداری فرکانس شبکه خواهد داشت.در سیستم های سنتی ژنراتور های سنکرون به صورت اتوماتیک می توانستند کنترل فرکانس شبکه را بر عهده گیرند. اما نیروگاههای بادی به علت محدودیت های فنی در تنظیم فرکانس در نظر گرفته نمی شوند . با توجه به این دلایل وبه منظور اینکه استفاده از این انرژی بهینه واقتصادی و با اعتماد بالا باشد و جهت بررسی و پیدا کردن راهکار مناسب به منظور شرکت این واحدهای تولیدی که استفاده از آنها با سرعت بالایی در حال گسترش است در کنترل فرکانس سیستم قدرت که فاکتور مهمی در ارزیابی و عملکرد صحیح یک سیستم می باشد خود اهمیت وضرورت انجام بررسی در این زمینه را مشخص می نماید.بنابراین نیاز به یک طرح کنترلی جهت مشارکت این نیروگاهها در کنترل اولیه وثانویه فرکانس سیستم وجود دارد.

به دلیل عدم قطعیت باد نوساناتی در توان خروجی ایجاد می شود واین نوسانات قدرت نوسانات فرکانس را در سطح اولیه ایجاد می کنند به منظور کاهش تاثیر این نوسانات امروزه استفاده از توربین های سرعت متغییر دو تغذیه ای به دلیل فعالیت در بازه بزرگتری از باد و کاهش نوسانات تولید باد به صورت گسترده افزایش یافته است اما از سوی دیگر اینکه توربین های بادی دوتغذیه ای به دلیل ساختار خود مستقل از فرکانس سیستم عمل می نمایند و در نزدیک مقدار نامی خود فعالیت میکنند بنابراین به تغییرات فرکانس عکس العمل نشان نمی دهند هم چنین نمی توانند به صورت رزرو در کنترل فرکانس سیستم شرکت نمایند وهمیشه نیاز به قدرت رزرو از نوع سنتی دارند.در سیستم های سنتی ژنراتور ای سنکرون به صورت اتوماتیک می توانستند سرعت ژنراتورها را برای تامین کنترل فرکانس تنظیم نمایند.و به صورت لحظه ای توان خروجی را افزایش می دهند که تا حدی نیاز شبکه را بر طرف نموده و مانع از افت شدید و ناگهانی فرکانس می شود .همانطور که در مورد ژنراتور دو تغذیه ای عنوان شد به دلیل حضور تجهیزات الکترونیک قدرت سرعت چرخش آن از فرکانس شبکه جداست و تغییرات فرکانس شبکه توسط روتور دیده نمی شود ،و در نتیجه اینرسی سیستم قدرت با افزایش تولید باد کاهش می یابد . که برای حل این مساله باید تولیدات بادی را در کنترل فرکانس سیستم شرکت داد.همچنین با توجه به گستردگی سیستم های قدرت و رو به رشد بودن آنها که این وسعت وپیچیدگی بالای شبکه های قدرت سبب غیر خطی شدن معادلات حاکم بر سیستم میگردد .کنترل های سنتی و مرسوم که به صورت خطی عمل می نمایند و از قابلیت بروزرسانی پایینی برخوردار هستند و تا حدودی کند می باشند از کارایی پایینی برخوردار هستند. بنابراین امروزه به سمت طراحی یک کنترلرهای هوشمند با بهره گیری از الگوریتم های هوشمند میرویم.

در این پایان نامه یک روش کنترلی مبتنی بر شبکه عصبی با توجه به ویژگی هاو محاسن این روش به منظور شرکت در کنترل فرکانس برای یک سیستم هیبرید باد ، بخارو ذخیرره ساز باتری که ضرایب کنترلراز طریق الگوریتم باکتری های جستجو گر بهبود داده شده است پیشنهاد شده است ،همچنین بمنظور بهتر شدن وضعیت فرکانس و پاسخ سیستم به اغتشاشات توان و افزایش اینرسی سیستم از ذخیره ساز انرژی باتری جهت شرکت تولید باد در فرآیند کنترل فرکانس استفاده شده است.برای بررسی کارایی روش کنترلی پیشنهادی ابتدا سیستم مذکور به صورت دینامیکی در محیط متلب شبیه سازی شده است و نتایج شبیه سازی ها با یک کنترلر معمول مقایسه شده است که نتایج نشان دهنده رفتار مناسب و مقاوم بودن روش پیشنهادی در مقابل تغییرات بار و باد و همچنین بهبود پاسخ فرکانسی سیستم در این حالت می باشد.

قسمت های مختلف این پایان نامه به شرح زیر می باشد:در بخش 2ادبیات موضوع و کارهای گذشته مطرح شده است ،در بخش 3 ساختار سیستم کنترل پیشنهادی و اجزاء آن ، در بخش 4 اجزاء مختلف به کار رفته در سیستم مورد مطالعه شرح داده شده است ،در بخش 5 الگوریتم حل روش پیشنهادی و نتایج شبیه سازی ها و پیشنهادات بیان شده است.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

پایان نامه کنترل هماهنگ مزرعه بادی بزرگ و STATCOM به وسیله¬ی کنترل کننده پیشبین برای بهبود قابلیتLVRT

پایان‌نامه کارشناسی ارشد

در رشته مهندسی برق گرایش قدرت

 

کنترل هماهنگ مزرعه بادی بزرگ و STATCOM به وسیله­ی کنترل کننده پیشبین برای بهبود قابلیت LVRT

 

 

 

استاد راهنما:

دکتر محسن گیتی زاده

 

شهریورماه 1392

 

 

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

چکیده

کنترل هماهنگ مزرعه بادی بزرگ و STATCOM به وسیله­ی کنترل کننده پیشبین برای بهبود قابلیت LVRT

نگارش:

سیاوش بهشت‌آیین

 

در این پایان‌نامه از STATCOM برای بهبود قابلیت عبور از ولتاژ کم (LVRT) توربین بادی استفاده‌شده است. برای کنترل STATCOM از سه قسمت مجزا و پیوسته استفاده‌شده است.

قسمت اول وظیفه تشخیص و شناسایی اندازه و زاویه ولتاژ را بر عهده دارد. با توجه به اینکه در طول مدت خطا ولتاژ علاوه بر توالی مثبت توالی منفی نیز پیدا می‌کند، بنابراین در این شرایط از روشی موسوم به قاب مرجع دوتایی مجزای سنکرون بهینه‌شده ( (ODDSRF استفاده‌شده است، که این روش بر مبنای DDSRF است اما پارامترهای فیلتر پایین­گذر آن به وسیله‌ی الگوریتم بهینه‌سازی تجمع ذرات فازی تطبیقی (AFPSO) بهینه‌شده­ است.

قسمت دوم کنترل منطق فازی (FLC) با توجه به اندازه ولتاژ، توان راکتیو مرجع مورد نیاز کنترل پیش بین توان مستقیم (P-DPC) فراهم می‌شود. همچنین مقدار دقیق توان راکتیو مرجع به وسیله بهینه‌سازی پارامترهای توابع عضویت FLC به وسیله‌ی روش AFPSOبدست آمده است.

قسمت سوم کلید زنی جبران ساز استاتیک سنکرون (STATCOM)بر اساس روش P-DPC صورت می پذیرد. . این کنترل­کننده با توجه به زاویه ولتاژ ، مقدار توان‌های راکتیو و اکتیو اعمالی و مقدار توان‌های راکتیو و اکتیو مرجع، سه بردار ولتاژ به همراه زمان اعمال آن‌ها را تعیین می‌کند.

نتایج شبیه‌سازی کنترل STATCOM به وسیله‌ی ساختار فوق نشان می‌دهد که علاوه بر بهبود ولتاژ در زمان خطا در لحظه­ی راه‌اندازی توربین بادی نیز زمان نشست کم می‌شود. همچنین با توجه به کد شبکه­ی Nordic بهبود ولتاژ به وسیله STATCOM مانع از انفصال توربین بادی از شبکه می‌شود.

 

واژه‌های کلیدی:کنترل‌کننده پیش بین توان مستقیم، کنترل فازی، حلقه بسته فاز ، قابلیت عبور از ولتاژ کم،STATCOM ، بهینه سازی

 

فهرست مطالب

1. فصل اول: مقدمه 1
   

1-1- ضرورت احتیاج به تحقیق 2

1-2- هدف تحقیق و اهمیت آن 3

1-3- بخش‌های پایان‌نامه 3

2. فصل دوم: مروری بر تحقیقات انجام‌شده 5
   

2-1- مقدمه 6

2-2- مروری بر ادبیات موضوع 6

3. فصل سوم: توربین بادی و کدهای شبکه 9
   

3-1- مقدمه 10

3-2- توربین بادی 10

3-2-1- توربین‌های بادی سرعت ثابت 12

3-2-2- توربین بادی سرعت متغیر محدودشده 13

3-2-3- توربین سرعت متغیر با ژنراتور القایی دو سویه 14

3-2-4- توربین بادی سرعت متغیر با مبدل تمام سطح 14

3-3- جریان خطای توربین بادی 15

3-3-1- جریان اتصال کوتاه در توربین بادی سرعت ثابت 15

3-3-2- جریان اتصال کوتاه در توربین بادی سرعت متغیر محدودشده 16

3-3-3- جریان اتصال کوتاه در توربین سرعت متغیر با ژنراتور القایی دو سو تغذیه 16

3-3-4- جریان اتصال کوتاه در توربین بادی سرعت متغیر با مبدل تمام سطح 17

3-4- کد شبکه 18

3-4-1- معیار توان اکتیو و راکتیو 19

3-4-2- معیار فرکانس 21

3-4-3- معیار ولتاژ 22

3-5- راه‌حل‌های عبور از ولتاژ کم 24

4. فصل چهارم: کنترل پیش بین توان مستقیم STATCOM 26
   

4-1- مقدمه 27

4-2- حلقه بسته فاز 28

4-2-1- روش قاب مرجع سنکرون تحت شرایط عدم تعادل 29

4-2-2- بررسی روش قاب مرجع در شرایط عدم تعادل 30

4-2-3- قاب مرجع دوتایی مجزا سنکرون 33

4-2-4- روش قاب مرجع دوتایی سنکرون بهینه شده 38

4-3- منطق فازی 42

4-3-1- مفاهیم و اصطلاحات 42

4-3-2- توابع عضویت 43

4-3-3- متغیر زبانی 45

4-3-4- سیستم استنتاجی 46

4-3-5- غیر فازی ساز 47

4-3-6- تنظیم کردن پارامترهای کنترل فازی 49

4-4- بهینه‌سازی فازی تطبیقی گروه تجمع ذرات 50

4-4-1- مقدمه 50

4-4-2- الگوریتم بهینه‌سازی گروه ذرات 50

4-4-3- الگوریتم بهینه‌سازی فازی تطبیقی تجمع ذرات 52

4-5- معرفی STATCOM 55

4-5-1- مشخصه ولتاژ-جریان 56

4-5-2- مدل حالت دائم STATCOM 57

4-6- منابع ذخیره انرژی 60

4-6-1- باتری 61

4-6-2- چرخ طیار 61

4-6-3- ابررسانا 62

4-7- کنترل پیش بین 62

4-7-2- کنترل پیش بین در مبدل قدرت و درایو 64

4-7-3- چرا کنترل پیش بین برای الکترونیک قدرت مناسب است؟ 66

4-7-4- کنترل پیش بین برای مبدل سه فاز 68

4-7-5- رفتار دینامیکی مبدل DC-ACبه شبکه 69

4-7-6- کنترل پیش بین مبدل DC-AC بر اساس روش 3+3 74

5. فصل پنجم: نتایج شبیه‌سازی 78
   

5-1- مقدمه 79

5-2- شبکه مورد مطالعه 79

5-3- شناسایی اندازه و زاویه ولتاژ در شرایط خطا به وسیله‌ی ODDSRF-PLL 80

5-4- ایجاد مرجع توان راکتیو توسط کنترل فازی 81

5-5- بهبود ولتاژ باس توربین بادی توسط P-DPC نوع 3+3 84

6. فصل ششم: جمع‌بندی و پیشنهادها 88
   

6-1- مقدمه 89

6-2- راهکارهای پیشنهادی ادامه‌ی کار بهتر 89

7. مراجع 91
   

 

 

فهرست شکل‌ها

شکل 3-1 شماتیک توربین بادی سرعت ثابت 12

شکل 3-2 شماتیک توربین بادی سرعت متغیر با ژنرانور سیم‌پیچی شده 13

شکل 3-3 شماتیک توربین بادی سرعت متغیر با DFIG 14

شکل 3-4 شماتیک کلی توربین بادی سرعت متغیر با مبدل تمام سطح 15

شکل 3-5 ضریب توان برای توان‌های بالاتر از 100 مگاوات در کد شبکه آلمان 20

شکل 3-6 شرایط کاری توربین بادی با توجه به اندازه فرکانس در کدهای مختلف شبکه 22

شکل 3-7 مقایسه معیار ولتاژ برای توربین بادی در سه کد آلمان ،دانمارک و سوئد 23

شکل 4-1 شماتیک SRF 29

شکل 4-2 توالی مثبت و منفی ولتاژ در حالت عدم تعادل ولتاژ 34

شکل 4-3 سلول جداکننده 37

شکل 4-4 شماتیک کلی DDSRF 37

شکل 4-5 شماتیک ODDSRF-PLL 38

شکل 4-6 مقدار مولفه d و q اندازهگیری شده بوسیلهی روش ODDSRF-PLL برای پرش فاز40 درجه. 39

شکل 4-7 مقایسه ولتاژ اندازهگیری شده بوسیلهی ODDSRF-PLL و PLLاستفاده شده در MATLAB برای حالت اول. 39

شکل 4-8 مقدار مولفه d و q اندازهگیری شده بوسیلهی روش ODDSRF-PLL برای خطای دو فاز به زمین. 40

شکل 4-9 مقایسه ولتاژ اندازهگیری شده بوسیلهی ODDSRF-PLL و PLLاستفاده شده در MATLAB برای حالت دوم. 40

شکل 4-10 مقدار مولفه d و q اندازهگیری شده بوسیلهی روش ODDSRF-PLL برای خطای سه فاز به زمین. 41

شکل 4-11 مقایسه ولتاژ اندازهگیری شده بوسیلهی ODDSRF-PLL و PLLاستفاده شده در MATLAB برای حالت سوم. 41

شکل 4-12 دسته بندی توابع عضویت 43

شکل 4-13 اجزای سیستم فازی 46

شکل 4-14 کلاسه بندی غیر فازی ساز 47

شکل 4-15 اساس کار الگوریتم PSO 51

شکل 4-16 توابع عضویت برای NBF ، NBU ، ، و 53

شکل 4-17 فلوچارت AFPSO 54

شکل 4-18 مشخصه ولتاژ-جریان STATCOM 56

شکل 4-19 شماتیک STATCOM به همراه قابلیت در تولید یا تزریق توان اکتیو راکتیو 57

شکل 4-20 شماتیک STATCOM به همراه بردارهای ولتاژ خروجی STATCOM و شبکه 58

شکل 4-21 انواع کنترل‌کننده‌ها برای مبدل 65

شکل 4-22 قابلیت‌های کنترل پیش بین 67

شکل 4-23 انواع مختلف کنترل پیش بین 69

شکل 4-24 شماتیک مبدل DC-AC 70

شکل 4-25 شمای ساده‌شده‌ی مبدل DC-AC 70

شکل 4-26 بردارهای 8 گانه مدولاسیون SVM 73

شکل 4-27 تغییرات توان اکتیو راکتیو به وسیله‌ی اعمال بردارهای 8 گانه ولتاژ 76

شکل 4-28 نحوه‌ی اعمال بردارهای سه گانه انتخاب‌شده برای کنترل P-DPC 77

شکل 5-1 شماتیک شبکه شبیه‌سازی شده 79

شکل 5-2 کمینه شدن تابع هزینه ITAE 81

شکل 5-3 اندازه ولتاژ مؤلفه‌های d و q پس از بهینه‌سازی ODDSRF 81

شکل 5-4 نحوه‌ی اتصال ODDSRF-PLL ،FLC و P-DPC به یکدیگر 83

شکل 5-5 الف) توان راکتیو تولیدشده با توجه به خطا و تغییرات خطای ولتاژ ب)میزان توان راکتیو مرجع بدست آمده 83

شکل 5-6 پروفیل ولتاژ باس توربین بادی قبل و پس از اعمال STATCOM 85

شکل 5-7 مدت زمان تحمل ولتاژ های توربین بادی بر حسب ولتاژ بر اساس Nordic grid code 86

شکل 5-8 الگوریتم کلی برای بهینه کردن عملکرد کنترل پیش بین 87

 

فهرست جدول‌ها

جدول 3-1 مقایسه مزایا و معایب توربین بادی سرعت ثابت و متغیر 11

جدول 3-2 مقایسه ضریب توان توربین بادی در کدهای شبکه 19

جدول 5-1 قواعد فازی برای ضریب یادگیری 53

جدول 5-2 قواعد فازی برای ضریب یادگیری 53

جدول 5-3 قواعد فازی برای 54

جدول 6-1 نمونه‌هایی از کاربردهای کنترل پیش بین 63

جدول 6-2 اندازه بردارهای ولتاژ 8 گانه بر روی محورهای قاب ساکن 73

جدول 6-3 بردارهای انتخاب‌شده برای اعمال آن به کنترل پیش بین توان مستقیم 76

جدول 7-1 پارامترهای ثابت شبکه 80

جدول 7-2 قواعد فازی برای تولید توان راکتیو مرجع به وسیله‌ی خطا و تغییرات خطای ولتاژ 83

جدول 7-3 مقایسه‌ی ولتاژ باس توربین بادی قبل و بعد اعمال STATCOM 85

 برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

پایان نامه مبدل¬های منبع امپدانسی و ارائه ساختار جدید مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن

پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد

رشته: مهندسی برق قدرت

 

موضوع: مبدل­های منبع امپدانسی و ارائه ساختار جدید مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن

استاد راهنما: دکتر عبدالرضا شیخ­الاسلامی

 

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

 

چکیده:

مبدل­های الکترونیک-قدرت نقش عمده­ای در سیستم­های قدرت دارند. در سال­های اخیر مبدل­های منبع امپدانسی به دلیل داشتن برتری­ها و ویژگی­های منحصر به فرد نسبت به مبدل­های سنتی، مورد توجه بسیاری قرار گرفته­اند.

در این پایان­نامه، ابتدا به بررسی نحوه عملکرد، معرفی روش­های کنترلی و مرور ساختار­های اصلی این مبدل­ها پرداخته و در ادامه با بهره­گیری از مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن ساختار­های جدیدی ارائه می­گردد.

برتری عمده مبدل­­های پیشنهادی نسبت به ساختار­های قبلی، افزایش ولتاژ خروجی تا اندازه مطلوب، بدون نیاز به تعمیم ساختار و افزودن اجزاء جدید می­باشد. در ساختار این مبدل­ها از یک ترانسفورمر با آرایش گاما ( ) استفاده شده و بهره ولتاژ با کاهش نسبت دور­های ترانسفورمر افزایش می­یابد که موجب صرفه­جویی در هزینه و افزایش بازده آن­ها می­گردد.

در بخش نتایج، روابط به دست آمده از ساختار­های جدید، با شبیه­سازی در محیط سیمولینک متلب تصدیق می­گردند. ضمن این که آنالیز مبدل­ها در حالت پایدار انجام گرفته و از روش کنترلی بوست ساده در شبیه­سازی­ها استفاده شده است.

 

واژه­های کلیدی:

مبدل­های سنتی، مبدل­های منبع امپدانسی، مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن، روش کنترلی بوست ساده

 

 

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                                    صفحه

فصل اول: مقدمه و کلیات تحقیق
1-1 مقدمه	2
1-2 تعریف مساله	2
1-3 پیشینه تحقیق	3
1-4 ضرورت و اهداف پژوهش	3
1-5 پیش فرض­های پژوهش	3
1-6 جمع­ بندی و طرح کلی تحقیق	4
فصل دوم: ادبیات و پیشینه تحقیق
2-1 مقدمه	6
2-2 مبدل­های سنتی	6
2-3 مبدل­های منبع امپدانسی	9
2-4 بازده مبدل­های منبع امپدانسی	11
2-5 سلف و خازن مورد نیاز مبدل­های منبع امپدانسی	14
2-6 حالات کاری مبدل­های منبع امپدانسی	15
2-7 روش­های کنترلی مبدل­های منبع امپدانسی	19
2-7-1 روش کنترلی بوست ساده با حامل مثلثی	19
2-7-2 روش کنترلی بوست ساده با حامل سینوسی	22
2-7-3 روش کنترلی بوست ماکزیمم	24
2-7-4 روش کنترلی بوست ماکزیمم ثابت	25
2-8 مبدل منبع امپدانسی سنتی	27
2-9 مبدل شبه منبع امپدانسی	30
2-10 مبدل منبع امپدانسی ترانس	32
2-11 مبدل منبع امپدانسی گاما	35
2-12 مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن	37
2-13 مبدل شبه منبع امپدانسی دو طبقه	40
2-14 مبدل منبع امپدانسی سنتی با سلف سوئیچ­شونده	43
2-15 مبدل شبه منبع امپدانسی با سلف سوئیچ­شونده	46
2-16 مبدل منبع امپدانسی افزاینده تعمیم­یافته	48
2-16-1 مبدل منبع امپدانسی افزاینده تعمیم­یافته با استفاده از دیود	49
2-16-2 مبدل منبع امپدانسی افزاینده تعمیم­یافته با استفاده از خازن	52
2-16-3 مبدل منبع امپدانسی افزاینده تعمیم­یافته هیبرید	56
2-17 جمع­بندی	58
فصل سوم: روش تحقیق
3-1 روش کنترلی بوست ساده با تزریق هارمونیک سوم	60
3-2 مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن با سلف سوئیچ­شونده	63
3-3 مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن دو طبقه	68
3-4 مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن جریان ناپیوسته	71
3-5 مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن تعمیم­یافته با استفاده از دیود	73
3-6 مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن تعمیم­یافته با استفاده از خازن	78
3-7 مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن تعمیم­یافته هیبرید	84
3-8 جمع­بندی	89
فصل چهارم: محاسبات و یافته­های تحقیق
4-1 نتایج شبیه­سازی مبدل منبع   امپدانسی گاما نامتقارن   جریان ناپیوسته به کمک روش کنترلی بوست ساده با تزریق هارمونیک سوم	91
4-2 نتایج شبیه­سازی مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن با سلف سوئیچ­ شونده	94
4-3 نتایج شبیه­سازی مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن دو طبقه	98
4-4 نتایج شبیه­سازی مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن تعمیم­یافته   با استفاده از دیود	102
4-5 نتایج شبیه­سازی مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن تعمیم­یافته با استفاده از خازن	106
4-6 نتایج شبیه­سازی مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن تعمیم­یافته هیبرید	110
4-7 بررسی خاصیت کاهندگی-افزایندگی مبدل­های پیشنهادی	115
4-8 جمع­بندی	118
فصل پنجم: نتیجه­گیری و پیشنهادات
5-1 نتیجه گیری	120
5-2 پیشنهادات	121
مراجع	122
واژه­نامه فارسی به انگلیسی	126
چکیده انگلیسی	128

 

 

 

 

 

 

فهرست جدول­ها

عنوان                                                                                                                                        صفحه

2-1 اجزاء مورد نیاز برای سه اینورتر مختلف	13
2-2 مقایسه بازده سه اینورتر در توان­های مختلف	14
2-3 حالات کاری اینورتر منبع امپدانسی در حالت فعال غیر اتصال کوتاه	17
2-4 حالات کاری اینورتر منبع امپدانسی در حالت صفر غیر اتصال کوتاه	18
2-5 حالات کاری اینورتر منبع امپدانسی در حالت اتصال کوتاه	19
2-6 پارامتر­های مبدل منبع امپدانسی سنتی	28
2-7 پارامتر­های مبدل منبع امپدانسی ترانس	33
4-1 پارامتر­های مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن جریان ناپیوسته	91
4-2 پارامتر­های مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن با سلف سوئیچ­شونده	94
4-3 پارامتر­های مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن دو طبقه	98

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست شکل­ها

عنوان                                                                                                                                         صفحه

2-1 مبدل منبع ولتاژی (VSI)	7
2-2 مبدل منبع جریانی (CSI)	8
2-3 ساختار کلی مبدل منبع امپدانسی	9
2-4 مبدل منبع امپدانسی با ترکیب معکوس موازی سوئیچ و دیود	10
2-5 مبدل منبع امپدانسی با ترکیب سری سوئیچ و دیود	10
2-6 مبدل منبع ولتاژی با مبدل اضافی افزاینده برای پیل سوختی	11
2-7 مبدل منبع امپدانسی برای پیل سوختی	11
2-8 اینورتر سنتی با ورودی پیل سوختی	12
2-9 اینورتر سنتی همراه با مبدل افزاینده DC-DC با ورودی پیل سوختی	12
2-10 اینورتر منبع امپدانسی با ورودی پیل سوختی	12
2-11 پالس­های PWM رایج بر اساس حامل مثلثی بدون در نظر گرفتن حالت صفراتصال کوتاه	16
2-11 پالس­های PWM اصلاح شده براساس حامل مثلثی با در نظر گرفتن حالت صفراتصال کوتاه	16
2-12 حالت غیر اتصال کوتاه در مبدل منبع امپدانسی	17
2-13 حالت اتصال کوتاه در مبدل منبع امپدانسی	18
2-14 نحوه تولید پالس­های اتصال کوتاه به کمک روش کنترلی بوست ساده با حامل مثلثی	20
2-15 روش کنترلی بوست ساده با حامل مثلثی	21
2-16 نحوه تولید پالس­های اتصال کوتاه به کمک روش کنترلی بوست ساده با حامل سینوسی	22
2-17 نمودار بهره ولتاژ بر حسب اندیس مدولاسیون در روش کنترلی بوست ساده با حامل مثلثی و حامل سینوسی	23
2-18 روش کنترلی بوست ساده با حامل سینوسی	23
2-19 نحوه تولید پالس­های اتصال کوتاه به کمک روش کنترلی بوست ماکزیمم	25
2-20 روش کنترلی بوست ماکزیمم	25
2-21 نحوه تولید پالس­های اتصال کوتاه به کمک روش کنترلی بوست ماکزیمم ثابت	26
2-22 مبدل منبع امپدانسی سنتی	27
2-23 نتایج شبیه­سازی مبدل منبع امپدانسی سنتی	29
2–24 مبدل شبه منبع امپدانسی	30
2-25 نتایج شبیه­سازی مبدل شبه منبع امپدانسی	31
2-26 مبدل منبع امپدانسی ترانس	32
2-27 نتایج شبیه­سازی مبدل منبع امپدانسی ترانس	34
2-28 مبدل منبع امپدانسی گاما	35
2-29 نتایج شبیه­سازی مبدل منبع امپدانسی گاما	36
2-30 مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن	37
2-31 نتایج شبیه­سازی مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن	39
2-32 مبدل شبه منبع امپدانسی دو طبقه	40
2-33 نتایج شبیه­سازی مبدل شبه منبع امپدانسی دو طبقه	42
2-34 مبدل منبع امپدانسی سنتی با سلف­ سوئیچ­شونده	43
2-35 نتایج شبیه­سازی مبدل منبع امپدانسی سنتی با سلف سوئیچ­شونده	44
2-36 تعمیم اول مبدل منبع امپدانسی سنتی با سلف­ سوئیچ­شونده	45
2-37 مبدل شبه منبع امپدانسی با سلف سوئیچ­شونده	46
2-38 نتایج شبیه­سازی مبدل شبه منبع امپدانسی با سلف سوئیچ­شونده	47
2-39 تعمیم اول مبدل شبه منبع امپدانسی با سلف سوئیچ­شونده	48
2-40 مبدل منبع امپدانسی افزاینده تعمیم­یافته با استفاده از دیود	49
2-41 نتایج شبیه­سازی مبدل منبع امپدانسی افزاینده تعمیم­یافته با استفاده از دیود	51
2-42 تعمیم دوم مبدل منبع امپدانسی افزاینده تعمیم­یافته با استفاده از دیود (جریان پیوسته)	52
2-43 مبدل منبع امپدانسی افزاینده تعمیم­یافته با استفاده از خازن	53
2-44 نتایج شبیه­سازی مبدل مبدل منبع امپدانسی افزاینده تعمیم­یافته با استفاده از خازن	55
2-45 تعمیم دوم مبدل منبع امپدانسی افزاینده تعمیم­یافته با استفاده از خازن (جریان پیوسته)	56
2-46 مبدل منبع امپدانسی افزاینده تعمیم­یافته هیبرید (جریان ناپیوسته)	57
2-47 نتایج شبیه­سازی مبدل منبع امپدانسی افزاینده هیبرید	57
3-1 نحوه تولید پالس­های اتصال کوتاه به کمک روش کنترلی بوست ساده با حامل مثلثی	60
3-2 روش کنترلی بوست ساده با تزریق هارمونیک سوم	61
3-3 موج مبنا اصلی	62
3-4 موج هارمونیک سوم	62
3-5 موج مبنا اصلی با هارمونیک سوم	62
3-6 مبدل شبه منبع امپدانسی با سلف سوئیچ­شونده	63
3-7 ساختار پیشنهادی مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن همراه با سلف سوئیچ­شونده	64
3-8 مدار معادل مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن همراه با سلف سوئیچ­شونده در حالت غیر اتصال کوتاه	65
3-9 مدار معادل مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن همراه با سلف سوئیچ­شونده در حالت اتصال کوتاه	66
3-10 مبدل شبه منبع امپدانسی دو طبقه	68
3-11 ساختار پیشنهادی مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن دو طبقه	68
3-12 مدار معادل مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن دو طبقه در حالت غیر اتصال کوتاه	69
3-13 مدار معادل مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن دو طبقه در حالت اتصال کوتاه	69
3-14 ساختار پیشنهادی مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن جریان ناپیوسته	71
3-15 مدار معادل مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن جریان ناپیوسته در حالت غیر اتصال کوتاه	71
3-16 مدار معادل مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن جریان ناپیوسته در حالت اتصال کوتاه	72
3-17 مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن تعمیم یافته با استفاده از دیود	73
3-18 ساختار پیشنهادی مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن تعمیم یافته با استفاده از دیود (جریان پیوسته)	74
3-19 مدار معادل مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن تعمیم یافته با استفاده از دیود (جریان پیوسته) در حالت غیر اتصال کوتاه	74
3-20 مدار معادل مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن تعمیم یافته با استفاده از دیود (جریان پیوسته) در حالت اتصال کوتاه	75
3-21 ساختار پیشنهادی مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن تعمیم یافته با استفاده از دیود (جریان ناپیوسته)	76
3-22 مدار معادل مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن تعمیم یافته با استفاده از دیود (جریان نا پیوسته) در حالت غیر اتصال کوتاه	77
3-23 مدار معادل مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن تعمیم یافته با استفاده از دیود (جریان نا پیوسته) در حالت اتصال کوتاه	77
3-24 مبدل منبع امپدانسی افزاینده تعمیم­یافته با استفاده از خازن	79
3-25 ساختار پیشنهادی مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن تعمیم­یافته با استفاده از خازن (جریان پیوسته)	79
3-26 مدار معادل مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن تعمیم یافته با استفاده از خازن (جریان پیوسته) در حالت غیر اتصال کوتاه	80
3-27 مدار معادل مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن تعمیم یافته با استفاده از خازن (جریان پیوسته) در حالت   اتصال کوتاه	80
3-28 ساختار پیشنهادی مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن تعمیم­یافته با استفاده از خازن (جریان نا پیوسته)	82
3-29 مدار معادل مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن تعمیم یافته با استفاده از خازن (جریان نا پیوسته) در حالت غیر اتصال کوتاه	82

3-30 مدار معادل مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن تعمیم یافته با استفاده از خازن (جریان           نا پیوسته) در حالت اتصال کوتاه                                                                                                   83                

3-31 مبدل منبع امپدانسی افزاینده تعمیم­یافته هیبرید	84
3-32 ساختار پیشنهادی مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن تعمیم­یافته هیبرید (جریان پیوسته)	85
3-33 مدار معادل مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن تعمیم یافته هیبرید (جریان پیوسته) در حالت غیر اتصال کوتاه	85
3-34 مدار معادل مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن تعمیم یافته هیبرید (جریان پیوسته) در حالت اتصال کوتاه	86
3-35 ساختار پیشنهادی مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن تعمیم­یافته هیبرید (جریان نا پیوسته)	87
3-36 مدار معادل مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن تعمیم یافته هیبرید (جریان نا پیوسته) در حالت غیر اتصال کوتاه	88
3-37 مدار معادل مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن تعمیم یافته هیبرید (جریان نا پیوسته) در حالت اتصال کوتاه	88
4-1 نتایج شبیه­سازی مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن جریان ناپیوسته با تزریق هارمونیک سوم به موج­ مبنا	93
4-2 نتایج شبیه­سازی مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن همراه با سلف سوئیچ­شونده	97
4-3 نتایج شبیه­سازی مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن دو طبقه	101
4-4 نتایج شبیه­سازی مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن تعمیم­یافته با استفاده از دیود	105
4-5 نتایج شبیه­سازی مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن تعمیم­یافته با استفاده از خازن	109
4-6 نتایج شبیه­سازی مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن تعمیم­یافته هیبرید	115

4-7 نتایج شبیه­سازی مبدل منبع امپدانسی گاما نامتقارن با سلف سوئیچ­شونده (کاهنده)          117

 

 

                                                      

 

فصل اول

مقدمه و کلیات تحقیق

 

1-1 مقدمه

اینورتر­ها یکی از اقسام مبدل­های الکترونیک-قدرت می­باشند که یک ولتاژ ورودی مستقیم را به ولتاژ خروجی متناوب تبدیل می­کنند. در این مبدل­­ها حاصل شدن یک ولتاژ خروجی با شکل موج سینوسی مطلوب است، اما در عمل به دلیل وجود هارمونیک­ها این شکل موج­ها غیر سینوسی (تقریبا مربعی) و همراه با اعوجاج می­باشند. اگرچه در کاربرد­های توان­ بالا خروجی سینوسی ضروری  می­باشد.

بهره ولتاژ خروجی که همان نسبت ولتاژ خروجی متناوب به ولتاژ مستقیم ورودی می­باشد، یک پارامتر مهم در اینورتر­ها محسوب می­شود. در صورتی­ که بهره ولتاژ بزرگتر از یک باشد اینورتر­ها افزاینده¹ و برای بهره ولتاژ­های کوچکتر از یک اینورتر کاهنده² خواهد بود. مبدل­های منبع امپدانسی³ دارای ویژگی افزایندگی و کاهندگی هم­ زمان می­باشند که این ویژگی در مبدل­های سنتی دیده    نمی­شود. علاوه بر این مبدل­های سنتی دارای محدودیت­ها و معایب دیگری نیز هستند که مبدل­های منبع امپدانسی این معایب را پوشش می­دهند. از همین رو در این تحقیق به بررسی دقیق و موشکافانه مبدل­های منبع امپدانسی می­پردازیم.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

ابعاد فیزیولوژیکی تمرینات پلایومتریک

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

ابعاد فیزیولوژیکی تمرینات پلایومتریک

بازتاب کششی یکی از اصلی ترین مکانیزم­ها در چرخه کشش- انقباض(کوتاه شدن) است. بازتاب کشش موجب می‌شود تا عضلات هنگام کشیده شدن منقبض شده و مانع انقباض عضلات مخالف می‌شود.

دوک­‌های  عضلانی[1] (به عنوان گیرنده­های عضلانی)  نسبت به کشش عضله و سرعت کشش حساس می­باشند در نتیجه با کشش عضله این گیرنده تحریک شده، اطلاعات و پیام عصبی را به مراکز عصبی در نخاع ارسال می‌کنند. تارهای عصبی آوران با ارسال پیام و تحریک عضلات از کشش بیش از اندازه عضله جلوگیری می‌کنند. این بدین مفهوم است که عضلات با جلوگیری از کشش بیشتر منقبض شده و عضلات مخالف غیر فعال شده که نتیجه این فعالیت تولید یک نیروی عضلانی قوی تر است (جیمز و همکاران، 1386).

کومی‌و همکارانش[2] در سال 1986، افزایش در نیروی تولیدی در تمرینات پلایومتریک را نتیجه افزایش طول عضله قبل از هر نوع انقباض درون گرا بیان کرده اند. آنها در تحقیقات خود به این نتیجه رسیدند که افزایش زمان استراحت بین فاز برون گرا و درون گرا (فاز استهلاک) موجب کاهش تولید نیرو شده و علت آن را هم از بین رفتن انرژی حاصل از بازتاب کششی بیان کردند. در سال 1996 چو[3]و همکاران بیان کردند که تمرینات پلایومتریک به خاطر تقویت سرعت بازتاب کششی موجب فراخوان بیشتر واحدهای حرکتی می­شود. همچنین نتیجه گیری که آن‌ها به آن دست یافتند. این بود که تمرینات پلایومتریک موجب سفتی اجزای الاستیک عضله می‌شود (شیران، 1385).

یکی از نکات مهم در اجرای تمرینات پلایومتریک، اهمیت بیشتر سرعت کشش در برابر  میزان کشش است. سرعت کم باعث پاسخ الاستیکی عضله و بازتاب کشش و از بین رفتن آن‌ها به صورت گرمایی می­شود. بدین صورت که کاهش مرحله استراحت موجب افزایش پاسخ عملکردی در نتیجه خاصیت الاستیک و بازتاب کششی می‌شود (جیمز و همکاران، 1386. جیمز و همکاران، 1386).

با توجه به توضیحات فوق می‌توان نتیجه گیری کرد که تمرینات پلایومتریک باعث تغییرات عضلانی، افزایش سرعت بازتاب، سفتی اجزای الاستیک، کاهش تحریک پذیری گیرنده‌های مهار، هماهنگی در سیستم عصبی – عضلانی، تقویت حساسیت دوک­های عضلانی، فرا خوان واحد‌های حرکتی بیشتر می‌شود.

---

1. Muscle Spindle

[2] . Komi et al

[3] . Chu 1996

پایان نامه مدیریت انرژی خوشه‌ایِ بارهای متصل‌به‌همِ پاسخگو به قیمت با رویکرد کارایی و برابری

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی برق الکترونیک گرایش قدرت

با عنوان :مدیریت انرژی خوشه‌ایِ بارهای متصل‌به‌همِ پاسخگو به قیمت با رویکرد  کارایی و برابری

 

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده درج نمی شود

پایان‌نامه کارشناسی ارشد رشته مهندسی برق – قدرت آقای علیرضا وهابی
تحت عنوان

 

مدیریت انرژی خوشه‌ایِ بارهای متصل‌به‌همِ پاسخگو به قیمت با رویکرد کارایی و برابری

 

 

 

در تاریخ 19/3/1394 توسط کمیته تخصصی زیر مورد بررسی و تصویب نهایی قرار گرفت.

• استاد راهنما                    دکتر محمد‌امین لطیفی
• استاد مشاور                    دکتر غلامرضا یوسفی
• استاد داور دکتر رحمت‌ا… هوشمند
• استاد داور دکتر احمدرضا تابش

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

فهرست مطالب

     عنوان                                                                                                                                                                         صفحه

فهرست مطالب.. هشت

فهرست اشکال.. ده

فهرست جداول.. یازده

لیست نمادها.. سیزده

چکیده.. 1

 

فصل اول: مقدمه

1-1……………………………………………………………………………………………………….. پیشگفتار.. 2

1-2……………………………………………… توابع رفاه اجتماعی و مدیریت انرژی.. 4

1-3……………………………… مروری بر ساختارهای مدیریت انرژی الکتریکی.. 6

1-3-1………………………………………………………. ساختار مدیریت انرژی متمرکز.. 7

1-3-2……………………………………………….. ساختار مدیریت انرژی غیرمتمرکز.. 7

1-3-3………………………………………………………. ساختار مدیریت انرژی ترکیبی.. 8

1-4……………………………………………………………. اهداف و نوآوری­های پایان­نامه.. 9

1-5…………………………………………………………………. مروری بر ساختار پایان­نامه.. 11

 

فصل دوم: مدیریت انرژی خوشه­ای از بارهای پاسخگو به قیمت بر اساس بازی همکارانه

2-1……………………………………….. پیشگفتار 13

2-2………………………………………… مدلسازی 14

2-2-1………………………………….. فروض مسأله 14

2-2-2……………………………………. فرمول‌بندی 15

2-2-3……………. نقد مسأله کلاسیک مدیریت انرژی ترکیبی 19

2-2-4 مدلسازی مسأله مدیریت انرژی ترکیبی بر اساس بازی همکارانه 20

2-3……………………………………… نتایج عددی 21

2-3-1…………………… ترکیب اول: خوشه‌ای از دو بار 23

2-3-2…………………… ترکیب دوم: خوشه‌ای از سه بار 29

2-3-3………………….. ترکیب سوم: خوشه‌ای از هفت بار 34

2-4……………………………… جمع‌بندی و نتیجه‌گیری 39

 

فصل سوم: مدلسازی مسأله انتخاب نقطه تعادل به کمک بهینه‌سازی دوسطحی

3-1……………………………………………………………………………………………………….. پیشگفتار.. 41

3-2 مدلسازی انتخاب نقطه تعادل در مسأله مدیریت انرژی ترکیبی به‌صورت یک مسأله بهینه‌سازی.. 42

 

 

3-3………………………………… تبدیل مسأله انتخاب نقطه تعادل به MPCC.. 44

3-4…………………………………………. استفاده از روش خطی‌سازی FM در MPCC.. 50

3-5… تبدیل مسأله انتخاب نقطه تعادل مدیریت انرژی به MPPDC.. 53

3-6………………… استفاده از روش گسترش باینری در خطی‌سازی MPPDC.. 55

3-7………………………………………………………………………….. جمع‌بندی و نتیجه‌گیری.. 59

 

فصل چهارم: معرفی معیارهای برابری تخصیص در انتخاب نقطه تعادل و نتایج عددی

4-1……………………………………… پیشگفتار 60

4-2…………………………….. توابع هدف پیشنهادی 61

4-2-1…………………… تابع هدف حداقل فاصله (MD) 61

4-2-2…………………. تابع هدف حداقل نسبت‌ها (MND) 62

4-2-3………. تابع هدف حداقل­سازی تفاضل نسبت‌ها (MDND) 62

4-3……………………………………. نتایج عددی 63

4-4………………………………… مسائل محاسباتی 65

4-4-1…………………. ترکیب اول: خوشه‌ای از دو بار 65

4-4-2…………………. ترکیب دوم: خوشه‌ای از سه بار 69

4-4-3………………… ترکیب سوم: خوشه‌ای از هفت بار 73

4-5……………………… جبران کاهش کارایی در شبکه 77

4-5-1…………………….. روش جبران نسبت‌های مساوی 78

4-5-2…………………………………. نتایج عددی 79

4-6……………………………. جمع‌بندی و نتیجه‌گیری 81

 

فصل پنجم: نتیجه‌گیری و پیشنهادات

5-1……………………………. جمع‌بندی و نتیجه‌گیری 83

5-2…………………………………….. پیشنهادات 88

 

پیوست الف: مسأله بهینه­سازی چندهدفه.. 89

پیوست ب: مسائل بهینه‌سازی چندسطحی.. 92

پیوست ج: شرایط بهینگی KKT.. 103

پیوست د: دوگان مسأله بهینه­سازی.. 105

مراجع.. 107

 

 

فهرست اشکال

 

شکل ‏1‑1 ساختار مدیریت انرژی ترکیبی……………………………………………………… 9

شکل ‏2‑1 پله‌های پیشنهادی بار i برای مصرف انرژی در ساعت t…………. 16

شکل ‏2‑2 محاسبه انرژی مصرفی بار i در فاصله ساعت t₁ تا t₂ با استفاده از قانون ذوزنقه‌ای………………………………………………………………………………………………………….. 17

شکل ‏2‑3 مثالی از یک شبکه محلی با شین‌های داخلی 3،2 و 5 و شین‌های متصل به شبکه اصلی 1 و 4……………………………………………………………………………………………………… 18

شکل ‏2‑4 شبکه 5 شینه پیشنهادی………………………………………………………………… 22

شکل ‏2‑5 شبکه 5 شینه با خوشه‌ای از دو بار………………………………………… 23

شکل ‏2‑6 درصد کاهش مازاد بارها و مازاد کل در سناریوهای الف-2 تا الف-4 نسبت به IP در شبکه با خوشه‌ای از دو بار……………………………………………………… 25

شکل ‏2‑7 جبهه پارتو در سناریوهای الف-2 تا الف-4 در شبکه با خوشه‌ای از دو بار…………………………………………………………………………………………………………………………… 27

شکل ‏2‑8 مقایسه جبهه پارتو در سناریوهای الف-4 و ب-1 در شبکه با خوشه‌ای از دو بار…………………………………………………………………………………………………………………….. 28

شکل ‏2‑9 مقایسه جبهه پارتو در سناریوهای الف-4 و ب-2 در شبکه با خوشه‌ای از دو بار…………………………………………………………………………………………………………………….. 28

شکل ‏2‑10 مقایسه جبهه پارتو در سناریوهای الف-4 و ب-3 در شبکه با خوشه‌ای از دو بار…………………………………………………………………………………………………………………….. 29

شکل ‏2‑11 شبکه 5 شینه با خوشه‌ای از سه بار………………………………………. 29

شکل ‏2‑12 درصد کاهش مازاد بارها و مازاد کل در سناریوهای الف-2 تا الف-4 نسبت به IP در شبکه با خوشه‌ای از سه بار……………………………………………………… 32

شکل ‏2‑13 جبهه پارتو در سناریو الف-4 در شبکه با خوشه‌ای از سه بار      33

شکل ‏2‑14 شبکه 5 شینه با خوشه‌ای از هفت بار…………………………………….. 34

شکل ‏2‑15 مقایسه درصد کاهش مازاد بارهای 1 تا 4 و 6 تا 7 در سناریوهای الف-4 و ب-1 نسبت به IP در شبکه با خوشه‌ای از هفت بار……………………………. 37

شکل ‏2‑16 مقایسه درصد کاهش مازاد بارهای 1 تا 6 در سناریوهای الف-4 و ب-2 نسبت به IP در شبکه با خوشه‌ای از          هفت بار………………………………. 38

شکل ‏2‑17 مقایسه درصد کاهش مازاد بارهای 1 تا 6 در سناریوهای الف-4 و ب-3 نسبت به IP در شبکه با خوشه­ای از         هفت بار………………………………… 38

شکل ‏4‑1 جبهه پارتو سناریو الف-4 و نقاط تعادل روش‌های مختلف در شبکه با خوشه‌ای از دو بار……………………………………………………………………………………………………….. 68

شکل الف-1: جبهه پارتو مثالی از دو بازیگر فرضی…………………………… 91

شکل ‏ب‑1 ساختار OPcOP با n مسأله بهینه‌سازی مقیدکننده…………………… 94

شکل ‏ب‑2 ساختار MPCC با n مسأله بهینه‌سازی سطح پایین……………………. 96

شکل ‏ب‑3 ساختار OPcLP با n مسأله بهینه‌سازی خطی سطح پایین…………… 99

شکل ‏ب‑4 ساختار MPPDC با n مسأله بهینه‌سازی خطی سطح پایین…….. 101

 

 

 

 

 

فهرست جداول

 

 

جدول ‏2‑1 قیمتهای ساعتی انرژی (برحسب $/MWh)…………………………………… 22

جدول ‏2‑2 اطلاعات شبکه 5 شینه………………………………………………………………….. 23

جدول ‏2‑3 مشخصات فنی بارها در شبکه با خوشه‌ای از دو بار…………… 24

جدول ‏2‑4 حداقل سطح بار ساعتی برای بارها در شبکه با خوشه‌ای از دو بار        24

جدول ‏2‑5 اطلاعات تابع مطلوبیت در شبکه با خوشه‌ای از دو بار…….. 24

جدول ‏2‑6 مقادیر منفی مازاد بارها در شبکه با خوشه‌ای از دو بار در طول 24 ساعت (برحسب $)………………………………………………………………………………………………………… 25

جدول ‏2‑7 مقایسه درصد کاهش مازاد در سناریوهای الف-4 و ب-1 تا ب-3 نسبت به IP در شبکه با خوشه‌ای از دو بار…………………………………………………………………. 26

جدول ‏2‑8 مشخصات فنی بارها در شبکه با خوشه‌ای از سه بار…………… 30

جدول ‏2‑9 حداقل سطح بار ساعتی برای بارها در شبکه با خوشه‌ای از سه بار        30

جدول ‏2‑10 اطلاعات تابع مطلوبیت در شبکه با خوشه‌ای از سه بار….. 31

جدول ‏2‑11 مقادیر منفی مازاد بارها در شبکه با خوشه‌ای از سه بار در طول 24 ساعت (برحسب $)……………………………………………………………………………………………… 31

جدول ‏2‑12 مقایسه درصد کاهش مازاد در سناریوهای الف-4 و ب-1 تا ب-3 نسبت به IP در شبکه با خوشه‌ای از سه بار…………………………………………………………………. 33

جدول ‏2‑13 مشخصات فنی بارها در شبکه با خوشه‌ای از هفت بار………. 34

جدول ‏2‑14 حداقل سطح بار ساعتی برای بارها در شبکه با خوشه‌ای از هفت بار   35

جدول ‏2‑15 اطلاعات تابع مطلوبیت در شبکه با خوشه‌ای از هفت بار… 35

جدول ‏2‑16 مقادیر منفی مازاد بارها در شبکه با خوشه‌ای از هفت بار در طول 24 ساعت (برحسب $)……………………………………………………………………………………………… 36

جدول ‏2‑17 درصد کاهش مازاد در سناریوهای الف-2 تا الف-4 نسبت به IP در شبکه با خوشه‌ای از هفت بار………………………………………………………………………………………. 36

جدول ‏2‑18 اطلاعات جبهه پارتو در نقاط ضریب وزنی واحد برای هر بار در سناریو الف-4 در شبکه با خوشه‌ای از هفت بار………………………………………………….. 39

جدول ‏4‑1 مقادیر منفی مازاد بارها و مازاد کل در روش‌های مختلف در شبکه با خوشه‌ای از دو بار در طول 24 ساعت       (برحسب $)………………………… 66

جدول ‏4‑2 مقادیر ضرایب وزنی بارهای شبکه در روش‌های مختلف در شبکه با خوشه‌ای از دو بار……………………………………………………………………………………………………………… 66

جدول ‏4‑3 مقادیر SRP بارها و مازاد کل نسبت به IP و مقادیر معیارهای SSP و MSSP در شبکه با خوشه‌ای از دو بار…………………………………………………………………. 66

جدول ‏4‑4 مقایسه SRP بار 1 نسبت به IP در سناریوهای الف-4 و ب-1 در روش‌های مختلف در شبکه با خوشه‌ای از دو بار…………………………………………………………………. 69

جدول ‏4‑5 مقادیر منفی مازاد بارها و مازاد کل در روش‌های مختلف در شبکه با خوشه‌ای از سه بار در طول 24 ساعت     (برحسب $)……………………….. 70

جدول ‏4‑6 مقادیر ضرایب وزنی بارهای شبکه در روش‌های مختلف در شبکه با خوشه‌ای از سه بار……………………………………………………………………………………………………………… 70

جدول ‏4‑7 مقادیر SRP بارها و مازاد کل نسبت به IP و مقادیر معیارهای SSP و MSSP در شبکه با خوشه‌ای از سه بار…………………………………………………………………. 70

جدول ‏4‑8 مقایسه SRP بار 2 و 3 در سناریوهای الف-4 و ب-1 در روش‌های مختلف در شبکه با خوشه‌ای از سه بار……………………………………………………………………….. 72

 

 

جدول ‏4‑9 مقادیر منفی مازاد بارها و مازاد کل در روش‌های مختلف در شبکه با خوشه‌ای از هفت بار در طول 24 ساعت (برحسب $)………………………………….. 73

جدول ‏4‑10 مقادیر ضرایب وزنی بارهای شبکه در روش‌های مختلف در شبکه با خوشه‌ای از هفت بار……………………………………………………………………………………………………… 73

جدول ‏4‑11 مقادیر SRP بارها و مازاد کل نسبت به IP و مقادیر معیارهای SSP و MSSP در شبکه با خوشه‌ای از هفت بار……………………………………………………………….. 74

جدول ‏4‑12 مقادیر SSP، MSSP و کارایی، پس از حذف بار 1 از ترکیب خوشه‌ای از هفت بار…………………………………………………………………………………………………………………….. 75

جدول ‏4‑13 مقایسه SRP بار 1 تا 4 و 6 تا 7 در سناریوهای الف-4 و ب-1 نسبت به IP در روش‌های مختلف در شبکه با خوشه‌ای از هفت بار………………………… 76

جدول ‏4‑14 مقادیر جبرانسازی شده مازاد بارها و مازاد کل در روش‌های مختلف در شبکه با خوشه‌ای از دو بار (برحسب $)…………………………………………………… 79

جدول ‏4‑15 مقادیر جبران‌سازی شده SRP بارها و مازاد کل نسبت به IP در روش‌های مختلف در شبکه با خوشه‌ای از دو بار…………………………………………………….. 79

جدول ‏4‑16 مقادیر جبران‌سازی شده مازاد بارها و مازاد کل در روش‌های مختلف در شبکه با خوشه‌ای از سه بار (برحسب $)…………………………………………………… 80

جدول ‏4‑17 مقادیر جبران‌سازی شده SRP بارها و مازاد کل نسبت به IP در روش‌های مختلف در شبکه با خوشه‌ای از سه بار…………………………………………………….. 80

جدول ‏4‑18 مقادیر جبران‌سازی شده مازاد بارها و مازاد کل در روش‌های مختلف در شبکه با خوشه‌ای از هفت بار (برحسب $)………………………………………………… 80

جدول ‏4‑19 مقادیر جبران‌سازی شده SRP بارها و مازاد کل نسبت به IP در روش‌های مختلف در شبکه با خوشه‌ای از هفت بار………………………………………………….. 81

 برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

پایان نامه مدیریت بر شرایط گذرای میکروگرید ها، چالش ها و راهکارها

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی برق الکترونیک گرایش قدرت

با عنوان :مدیریت بر شرایط گذرای میکروگرید ها، چالش ها و راهکارها

 

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده درج نمی شود

مدیریت بر شرایط گذرای میکروگرید ها، چالش ها و راهکارها

Transient management of microgrids, challenges and strategies

 

 

 

 

استاد راهنما

دکتر ابراهیم فرجاه

 

 

 

مهر 1391

 

 

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

چکیده

 

مدیریت بر شرایط گذرای میکروگرید ها، چالش ها و راهکارها

Transient management of microgrids, challenges and strategies

 

به کوشش

تیمور قنبری هاشم آبادی

 

این تحقیق به بررسی شرایط گذرای میکروگریدها اختصاص یافته است. شرایط مورد نظر مشتمل بر گذراهای مربوط به تغییر وضعیت میکروگرید بصورت عادی و غیر عادی است. راهکارها و چالشهای پیش رو در اجرای یک مدیریت مطلوب بر شرایط گذرای میکروگریدها مورد مطالعه قرار گرفته است.

ویژگیهای ذاتی اجزای یک میکروگرید از جمله حساس بودن برخی بارها و نیز ظرفیت پایین واحدهای DG آن، اهمیت حفظ کیفیت توان در سطح مطلوب و تعامل صحیح با شبکه اصلی را در شرایط گذرا مشخص می سازد. در صورتی که پدیدهای گذرا بسرعت تشخیص داده شده و از همان لحظات ابتدایی مدیریت صحیحی برای کاهش اثرات آنها صورت گیرد، بنظر می رسد که هم فرونشاندن آنها راحتتر صورت گرفته و هم اجزای میکروگرید کمترین تاثیر را از این شرایط خواهند پذیرفت. در واقع در یک میکروگرید هر گونه تغییر کوچک در ولتاژ نقاط مختلف شبکه، ممکن است با اضافه جریانهای قابل ملاحظه ای همراه شود. هر عملکرد غیر صحیح از جانب تجهیزات حفاظتی شبکه سبب وخیم تر شدن اوضاع و اضافه جریان بیشتر می شود. هدف اصلی این پایان نامه مطالعه در مورد اعمال یک مدیریت صحیح بر سیکلهای اولیه هر پدیده گذرا مبتنی بر سناریوهای از پیش تعیین شده می باشد، بنحوی که اجازه ندهیم بخشهای حساس شبکه تحت تاثیر این وقایع قرار گیرند. برای این کار دو تکنیک بکار گرفته می شود. در روش اول با تشخیص سریع وقوع و نوع پدیده گذرا، بهترین استراتژی مدیریتی از پیش تعیین شده در شبکه پیاده سازی می شود. در روش دوم با نصب تجهیزات مناسب در مکانهایی از شبکه که احتمال پدیده گذرا در آنها زیاد است، از شرایط حاد پدیده گذرا جلوگیری می شود. این روش شامل استفاده از تجهیزاتی برای جلوگیری اساسی از وقوع پدیده های گذرا و یا بدست فرصت کافی (By some time) در مقابله با شرایط گذرا می باشد. یک روش سریع و مطمئن برای تشخیص و طبقه بندی پدیده های گذرا مبتنی بر فیلتر کالمن و شبکه عصبی ارائه شده است. بکارگیری محدود کننده های جریان خطا (FCL)[1] و مدار شکن های حالت جامد (SSCB)[2] و برخی دیگر از تجهیزات مشابه در مدیریت بر شرایط گذرای میکروگریدها نشان داده شده و توانمندیهای آنها در فرونشاندن پدیده های گذرا بصورت محلی و کلی در میکروگرید بررسی شده است.

 

 

 

فهرست مطالب

 

عنوان                                         صفحه

 

پیشگفتار ز

چکیده ح

فهرست مطالب ط

فهرست جداول ل

فهرست اشکال م

 

فصل اول: مقدمه

1-1- آشنایی با ساختارهای جدید در شبکه های قدرت 2

1-1-1- تولیدات پراکنده 3

1-1-2- میکروگریدها 6

1-1-3- شبکه های هوشمند 10

1-2- مدیریت بر میکروگریدها 11

1-2- 1- مبانی کلی مدیریت بر میکروگریدها 12

1-2-2- مدیریت اولیه بر شرایط گذرای میکروگریدها 13

1-2-3- تعدادی از مهمترین وقایع گذرای میکروگریدها 14

1-2-3-1- خطاها 15

1-2-3-2- جزیره ای شدن 15

1-2-3-3- مغناطیس شدن ترانسفورمر 17

1-2-3-4-کلید زنی خازن 18

1-2 -4- روشهای تشخیص و طبقه بندی وقایع گذرا 18

1-2 -5- بررسی تعدادی از تجهیزات مناسب برای مقابله با شرایط گذرا 20

1-2-5-1- واسطه های الکترونیک قدرت 22

1-2-5-2- محدود کننده های جریان خطا 25

1-2-5-3- کلیدهای استاتیکی 26

1-2-5-4- ادوات DFACT 27

 

عنوان                                         صفحه

 

1-3- انگیزه اصلی تحقیق 28

1-4- چهارچوب تحقیق 28

 

فصل دوم: تشخیص و طبقه بندی وقایع گذرا در میکروگرید

2-1- تشخیص و طبقه بندی Real time وقایع در یک میکروگرید 31

2-2- مروری بر روشهای پیشنهادی 32

2-3- روش پیشنهاد شده در این تحقیق 34

2-3-1- محاسبه مدال 34

2-3-1- تخمین فرکانس 35

2-3-1- فیلترینگ کالمن 35

2-3-1- بیان ریاضی ORBFNN 38

2-4- مطالعه موردی و متدولوژی تکنیک 42

2-5- نتایج شبیه سازی 43

2-6- نتیجه گیری 47

 

فصل سوم: معرفی چند وسیله مناسب برای مدیریت بر شرایط گذرا و مدیریت اولیه بر چندین پدیده گذرای مهم بصورت محلی در میکروگریدها

3-1- تعدیل کننده، محدود کننده و قطع کننده جریان گذرا 49

3-1-1- قطع کننده جریان 49

3-1-2- تعدیل کننده جریان 53

3-1-2- محدود کننده جریان 56

3-2- خطاها 61

3-3- مغناطیس شدن ترانسفورمر 66

3-4- کلید زنی خازن 71

3-5- جزیره ای شدن 81

3-6- نتیجه گیری 93

 

فصل چهارم: مدیریت اولیه کلی بر پدیده های گذرا در میکروگریدها

4-1- جبران سازی سگ ولتاژ با استفاده از محدود کننده جریان خطا و DVR 95

عنوان                                         صفحه

 

4-1-1- تحلیل سگ ولتاژ در ساختار پیشنهادی برای شبکه 97

4-1-2- ملاحظات طراحی DVR 99

4-1-3- شبیه سازی و نتایج عملی 101

4-2- حفظ هماهنگی حفاظتی شبکه و بهبود کیفیت توان میکروگرید در وضعیت اتصال میکروگرید به شبکه اصلی 105

4-2-1- تاثیر UFCL بر کیفیت توان میکروگرید و هماهنگی حفاظتی شبکه 109

4-2-2- نتایج عددی 112

4-2-3- الگوریتم تشخیص جهت جریان خطا 116

4-3- مدیریت گذرای یک میکروگرید توسط یک سیستم چند عاملی از محدود کننده های جریان خطا 121

4-1-1- طرح مبانی روش پیشنهادی 124

4-1-2- ارزیابی روش پیشنهادی 129

4-4- نتیجه گیری 133

 

فصل پنجم: جمع بندی و پیشنهادات

5-1-نتیجه گیری 136

5-2-پیشنهادات برای تحقیقات آینده 137

 

فهرست منابع و مآخذ 139

 برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

پایان نامه مشارکت جایگاه شارژ خودروهای الکتریکی در کنترل فرکانس ریز شبکه در حالت جزیره ای

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی برق الکترونیک گرایش قدرت

با عنوان :مشارکت جایگاه شارژ خودروهای الکتریکی در کنترل فرکانس ریز شبکه در حالت جزیره ای

 

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده درج نمی شود

پایان نامه

مقطع کارشناسی ارشد

رشته: مهندسی برق قدرت

موضوع:

مشارکت جایگاه شارژ خودروهای الکتریکی در کنترل فرکانس ریز شبکه در حالت جزیره ای

استاد راهنما:

دکتر خلیل گرگانی فیروزجاه

استاد مشاور:

مهندس عماد صمدایی

 

     

تابستان 1393

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

چکیده:

خورشید یک منبع عظیم انرژی محسوب می شود و با توجه به کاهش هزینه­های ساخت سلول­های خورشیدی در طول زمان، استفاده از سیستم­های فتوولتائیک جهت تولید برق به عنوان یکی از منابع تولید پراکنده مورد توجه بسیاری قرار گرفته است.

در این پایان نامه، به ارائه یک سیستم کنترلی مناسب جهت مدیریت انرژی در سیستم تولید پراکنده هیبرید متشکل از سیستم فتوولتائیک، دیزل ژنراتور، ذخیره سازی انرژی در باتری خودرو الکتریکی پرداخته شده است. در این تحقیق، سیستم فتولتائیک و باتری خودرو الکتریکی به عنوان منابع اصلی انرژی تحویل دهنده به شبکه می باشند و دیزل ژنراتور به عنوان سیستم پشتیبان مورد استفاده قرار می­گیرد.

ابتدا به مدل سازی دینامیکی مناسب از اجزای این سیستم ها مبادرت شده و سپس سیستم کنترلی پیشنهاد شده که مبتنی بر مدل فازی می­باشد ارائه می­گردد. این استراتژی پیشنهادی با کنترل کننده کلاسیک مقایسه می­گردد. میزان مقاوم بودن استراتژی پیشنهادی در برابر تغییرات بار بررسی و در محیط نرم افزار متلب شبیه سازی گردیده است و نتایج مرتبط تحلیل شده است.

در بخش نتایج مشاهده می شود که سیستم­های کنترلی، قادر به جبران سازی و مدیریت توان در برابر تغییرات ناگهانی بار می باشند و سیستم در تامین تقاضای بار با مشکل مواجه نمی­گردد. در این میان مشاهده می­گردد که استراتژی پیشنهادی که مبتنی بر مدل فازی بوده دارای عملکرد بهتری نسبت به کنترل کننده کلاسیک می­باشد.

 

واژه های کلیدی:

خودرو الکتریکی، فتوولتائیک، کنترل فرکانس، منطق فازی

 

 

 

 

 

 

 

فهرست مطالب

عنوان                                          صفحه

       فصل اول: مقدمه و کلیات تحقیق

1-1 مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………… 2

1-2 تعریف مسأله …………………………………………………………………………………………………………. 3

1-3 پیشینه تحقیق …………………………………………………………………………………………………………. 4

1-4 سوالات اصلی تحقیق ……………………………………………………………………………………………… 6

1-5 اهداف …………………………………………………………………………………………………………………. 6

1-6 ضرورت و اهداف پژوهش ………………………………………………………………………………………. 7

فصل دوم: ادبیات و پیشینه تحقیق

2-1 مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………. 10

2-2 ریز شبکه …………………………………………………………………………………………………………….. 10

2-3 تولیدات پراکنده …………………………………………………………………………………………………… 10

2-3-1 تعریف تولیدات پراکنده …………………………………………………………………………………….. 10

2-3-2 مزایای تولیدات پراکنده ……………………………………………………………………………………… 11

2-3-3 بهره برداری از واحدهای تولید پراکنده …………………………………………………………………. 11

2-3-4 انواع تولیدات پراکنده ………………………………………………………………………………………. 13

2-4 سیستم هیبرید ………………………………………………………………………………………………………. 13

2-4-1 مزایای ریز شبکه و چالش های سیستم هیبریدی ……………………………………………………… 14

2-5 سیستم فتوولتائیک ………………………………………………………………………………………………… 15

2-5-1 تبدیل انرژی خورشیدی به الکتریکی در سیستم فتوولتائیک ……………………………………… 15

2-6 روش های کاربرد سیستم های برق خورشیدی …………………………………………………………….21

2-6-1 متصل به شبکه سراسری برق ……………………………………………………………………………….21

2-6-2 مستقل از شبکه سراسری برق ……………………………………………………………………………….23

2-7 مدل پنل خورشیدی ……………………………………………………………………………………………….24

2-7-1 بررسی روش های دنبال کننده ماکزیمم توان…………………………………………………………..26

2-8 دیزل ژنراتور ……………………………………………………………………………………………………….30

2-9 وسایل ذخیره انرژی ………………………………………………………………………………………………31

2-10 خودرو الکتریکی ……………………………………………………………………………………………….33

2-10-1 تعریف و معرفی انواع خودروهای الکتریکی ………………………………………………………..33

2-10-2 تعریف V2G و کابردهای آن ……………………………………………………………………………35

2-10-3 فرصت ها و چالش­های اتصال خودرو الکتریکی به شبکه………………………………………..38

2-10-4 روش های مدل سازی باتری …………………………………………………………………………….39

2-11 سیستم کنترل فازی ……………………………………………………………………………………………. 44

2-11-1 مقدمه فازی …………………………………………………………………………………………………. 44

2-11-2 سیستم های فازی …………………………………………………………………………………………. 45

2-11-3 ساختار یک کنترل کننده فازی ………………………………………………………………………. 48

فصل سوم: روش تحقیق

3-1 مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………..53

3-2 ساختار سیستم پیشنهادی………………………………………………………………………………………..53

3-3 کنترل کننده PI …………………………………………………………………………………………………..54

3-4 کنترل کننده فازی-کلاسیک ……………………………………………………………………………… 58

فصل چهارم: محاسبات و یافته های تحقیق

4-1 مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………….63

4-2 شبیه سازی پنل خورشیدی ……………………………………………………………………………………63

4-3 سیستم پیشنهادی………………………………………………………………………………………………….66

4-4 نتایج شبیه سازی …………………………………………………………………………………………………66

فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات

5-1 نتیجه گیری ……………………………………………………………………………………………………….75

5-2 پیشنهادات …………………………………………………………………………………………………………76

مراجع ………………………………………………………………………………………………77

ضمیمه ………………………………………………………………………………………………82

چکیده انگلیسی …………………………………………………………………………………..83

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست جدول­ها

عنوان                                          صفحه

فصل دوم: ادبیات و پیشینه تحقیق

2-1 عملکرد روش کنترلی P&O ………………………………………………………………………………………27

2-2 مشخصات توابع انتقال دیزل ژنراتور …………………………………………………………………………….31

فصل سوم: روش تحقیق

3-1 اثرات افزایش پارامتر به طور مستقل …………………………………………………………………………… 56

3-2 پایگاه قواعد کنترل کننده فازی ………………………………………………………………………………….61

3-3 معرفی پارامترهای پایگاه قواعد کنترل­کننده فازی ………………………………………………………….61

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست شکل ها

عنوان                                          صفحه

فصل دوم: ادبیات و پیشینه تحقیق

2-1 بخش های اصلی یک سیستم فتوولتائیک ……………………………………………………………………..16

2-2 آرایه، پنل، ماژول و سلول فتوولتائیک …………………………………………………………………………17

2-3 بلوک دیاگرام یک سیستم PV با بار AC و DC ……………………………………………………………..18

2-4 مراحل اصلی در طراحی یک سیستم فتوولتائیک……………………………………………………………20

2-5 نمای کلی یک سیستم متصل به شبکه …………………………………………………………………………21

2-6 نمای کلی یک سیستم جدا از شبکه ……………………………………………………………………………23

2-7 مدار معادل پنل خورشیدی ……………………………………………………………………………………….25

2-8 سیستم کنترل اغتشاش و مشاهده ……………………………………………………………………………….27

2-9 عملکرد روش P&O در شرایط تغییرات جوی………………………………………………………………28

2-10 الگوریتم روش اغتشاش و مشاهده……………………………………………………………………………29

2-12 مدل ساده دیزل ژنراتور………………………………………………………………………………………….30

2-13 بلوک دیاگرام از مدل باتری ………………………………………………………………………………….32

2-14 بلوک دیاگرام خودروی الکتریکی برای کنترل فرکانس………………………………………………………43

2-15 یک کنترل کننده دمای ساده…………………………………………………………………………………………………46

2-16 نمایش بلوکی استفاده از کنترل کننده فازی به صورت مستقیم……………………………………………..48

2-17 بلوک دیاگرام ساختار کنترل کننده فازی…………………………………………………………………………….48

2-18 تابع تعلق تک مقداری و تابع تعلق مثلثی…………………………………………………………………..49

فصل سوم: روش تحقیق

3-1 بلوک دیاگرام سیستم توان هیبریدی پیشنهادی…………………………………………………………….54

3-2 بلوک دیاگرام کنترل کننده PI ………………………………………………………………………………..56

3-3 بار پله­ای ……………………………………………………………………………………………………………..57

3-7 سیستم فرمان توسط کنترل کننده فازی-کلاسیک………………………………………………………. 58

3-8 توابع عضویت ورودی اول کنترل کننده فازی ………………………………………………………….59

3-9 توابع عضویت ورودی دوم کنترل کننده فازی …………………………………………………………59

3-10 توابع عضویت خروجی کنترل کننده فازی ……………………………………………………………60

فصل چهارم: محاسبات و یافته های تحقیق

4-1 بلوک دیاگرام پنل خورشیدی با توجه به دما و تابش خورشید…………………………………….63

4-2 منحنی مشخصه ولتاژ- جریان پنل خورشیدی ………………………………………………………….64

4-3 منحنی مشخصه ولتاژ- توان پنل خورشیدی …………………………………………………………….64

4-4 منحنی ولتاژ- جریان پنل خورشیدی در تابش های متفاوت………………………………………..65

4-5 منحنی ولتاژ- توان پنل خورشیدی در تابش های متفاوت…………………………………………..65

4-6 بلوک دیاگرام سیستم توان هیبریدی پیشنهادی………………………………………………………..66

4-7 بار پله­ای …………………………………………………………………………………………………………67

4-7 بلوک دیاگرام از سناریوهای مختلف از سیستم پیشنهادی …………………………………………67

4-8 توان خروجی سیستم فتوولتائیک در سناریوی اول …………………………………………………..68

4-9 توان خروجی دیزل ژنراتور در سناریوی اول ………………………………………………………….69

4-10 انحراف فرکانس در سناریوی اول ……………………………………………………………………..69

4-11 توان خروجی سیستم فتوولتائیک در سناریوی دوم ………………………………………………..71

4-12 توان خروجی خودرو الکتریکی در سناریوی دوم …………………………………………………71

4-13 توان خروجی دیزل ژنراتور در سناریوی دوم ……………………………………………………….72

4-14 انحراف فرکانس در سناریوی دوم …………………………………………………………………….73

 

 

 

 

 

 

 

 

فصل اول

مقدمه و کلیات تحقیق

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1-1 مقدمه

پیامدهای محیطی، کمبود انرژی و نگرانی­های مربوط به بیشینه شدن مصرف سوخت های فسیلی موجب پیدایش رویکرد جالب توجهی به انواع مختلف منابع انرژی تجدید پذیر شده است. انرژی الکتریکی در زندگی بشر رایج ترین نوع انرژی است، ولی تولید آن اغلب از طریق سوخت­های فسیلی حاصل می آید که این ذخایر سوختی محدودیت­های بسیاری دارند [1]. این محدودیت­ها سبب شده تا تمایلات جدید به سمت تکنولوژی های تولید توان تجدیدپذیر از قبیل باد، خورشید و … جلب شود.

خورشید یکی از منابع مهم انرژی است که باید به آن روی آورده زیرا به فن آوری­های پیشرفته و پرهزینه نیاز نداشته و می تواند به عنوان یک منبع مفید و تامین کننده انرژی در اکثر نقاط جهان به کار گرفته شود. به علاوه استفاده از آن بر خلاف انرژی هسته­ای، خطر و اثرات نامطلوبی از خود باقی نمی­گذارد و برای کشورهایی که فاقد منابع انرژی زیرزمینی هستند، مناسب ترین راه برای دستیابی به نیرو و رشد و توسعه اقتصادی می باشد.

فن آوری ساده، آلوده نشدن هوا و محیط زیست و از همه مهم تر ذخیره شدن سوخت های فسیلی برای آیندگان یا تبدیل آن­ها به مواد و مصنوعات پر ارزش پتروشیمی، از عمده دلایلی هستند که لزوم استفاده از انرژی خورشیدی را برای صنعت و بطور خاص؛ برق، آشکار می سازند. مزیت نیروگاه خورشیدی برآن است که به یک بار هزینه راه اندازی و نصب نیاز داشته و انرژی رایگان، با هزینه اندک تعمیرات ونگهداری به شبکه تا مدت طولانی تحویل می­دهد.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

پایان نامه مقایسه عملکرد ژنراتورهای -DFIG- و -PMSG- در سیستم توربین بادی با در نظر گرفتن -MPPT-

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی برق الکترونیک گرایش قدرت

با عنوان :مقایسه عملکرد ژنراتورهای -DFIG-  و -PMSG-  در سیستم توربین بادی با در نظر گرفتن -MPPT-

 

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده درج نمی شود

رشته : مهندسی برق قدرت

 

عنوان/موضوع : مقایسه عملکرد ژنراتورهای -DFIG- و -PMSG- در سیستم توربین بادی با در نظر گرفتن -MPPT-

 

استاد راهنما : دکتر عبدالرضا شیخ‌الاسلامی

 

استاد مشاور : مهندس عماد صمدایی

 

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

 

چکیده

انرژی بادی در جهان امروز، اهمیت ویژه­ای در تولید انرژی دارد. زیرا این انرژی دوستدار محیط زیست بوده و هیچ نوع آلودگی به غیر از آلودگی صوتی بر جای نمی‌گذارد. در ده سال اخیر استفاده از سیستم توربین بادی سرعت متغیر، بیشتر مورد توجه قرار گرفته است، به این دلیل که این توربین‌های بادی دارای قابلیت کنترل پذیری، دارای راندمان بالاتر و همچنین دارای کیفیت توان بهتری نیز می‌باشند. در این پایان نامه مدل­های جداگانه­ای از ژنراتور القائی از دو سو تغذیه (DFIG[1]) و ژنراتور سنکرون مغناطیس دائم ([2]PMSG) در اتصال به شبکه ارائه شده است که در آن مدل توربین بادی و مدل دو ژنراتور سرعت متغیر و مدل شبکه مورد مطالعه در نظر گرفته شده است. هدف این پایان نامه مقایسه عملکرد ژنراتور القائی از دو سو تغذیه و ژنراتور سنکرون مغناطیس دائم و مقادیر این دو ژنراتور و شبکه از قبیل سرعت، گشتاور، ولتاژ و جریان و دینامیک در موقع تغییرات سرعت باد و همچنین در موقع بروز خطا در شبکه است. این دو ژنراتور از طریق کانورتر پشت به پشت[3] با ([4]IGBT) و مدولاسیون پهنای باند ([5]PWM) به یک شبکه سه فاز متصل می‌شوند که یکی برای کانورتر طرف شبکه و دیگری برای کانورتر طرف ژنراتور است. برای کنترل کانورتر طرف شبکه از روش کنترل برداری (VOC[6]) و برای کنترل کانورتر طرف ژنراتور از روش کنترل برداری ([7]FOC) استفاده شده است. برای به دست آوردن حداکثر توان در سرعت‌های کمتر باد از روش ردیابی ماکسیمم توان ([8]MPPT) استفاده شده است. نتایج شبیه سازی با استفاده از نرم افزار متلب در محیط سیمولینک به دست آمده و نشان می‌دهد که سرعت عملکرد ژنراتور سنکرون بهتر از ژنراتور القائی بوده، به ­طوری­ که ژنراتور سنکرون در زمان 0.1 ثانیه و ژنراتور القائی در زمان 0.7 ثانیه، به حالت نرمال خود می­رسد.

واژه‌های کلیدی: توربین‌های بادی سرعت متغیر، ژنراتور القائی از دو سو تغذیه (DFIG)، ژنراتور سنکرون مغناطیس دائم (PMSG)، روش کنترل برداری ولتاژ هم راستا (VOC)، روش کنترل برداری میدان هم راستا (FOC)، ردیابی ماکسیمم توان (MPPT)

 

 

 

 

فهرست مطالب

 

فصل اول-.. مقدمه. 2

1-1-………………………………………………………………………………………… مقدمه 2

1-2-. آمار نیروگاه بادی نصب شده در ایران و جهان 2

1-3-…………………………………………………………………………. کلیات تحقیق 5

1-4-……………………………………………………………………. هدف پایاننامه 6

فصل دوم-   انرژی بادی و روابط حاکم بر توربین بادی و انواع ژنراتورهای توربین        بادی و روابط آنها و انواع روشهای کنترل. 9

2-1-………………………………………………………………………………………… مقدمه 9

2-2-………………………….. معادلات پایه مربوط به انرژی باد 10

2-3-………………………………. محاسبه‌ی توان استخراجی از باد 11

2-4-…………………………………………… محاسبه‌ی ضریب توان روتور 15

2-5- انواع ساختارهای توربین بادی 15

2-5-1- توربین‌های بادی سرعت ثابت با راه‌انداز نرم 16

2-5-2-……………………………….. توربین‌های بادی سرعت متغیر 17

2-5-2-1- ژنراتور القائی از دو سو تغذیه…………………………………………………………………………18

2-5-2-2- ژنراتور سنکرون………………………………………………………………………………………………20

2-6-…………… مقایسه ژنراتور های به‌کاررفته در صنعت 22

2-7-………… مدلسازی ژنراتور القائی از دو سو تغذیه 24

2-7-1- مدل قاب مرجع سنکرون برای ژنراتور القائی از دو سو تغذیه 24

2-8-……………… مدلسازی ژنراتور سنکرون مغناطیس دائم 30

2-8-1- مدل قاب مرجع سنکرون برای ماشین سنکرون مغناطیس دائم 30

2-9-    روشهای کنترل کانورتر طرف ژنراتور القائی از دو سو تغذیه و ژنراتور سنکرون                  مغناطیس دائم و کانورتر طرف شبکه 34

2-9-1- کنترل کانورتر طرف ژنراتور القائی از دو سو تغذیه 34

2-9-2- کنترل کانورتر طرف ژنراتور سنکرون مغناطیس دائم 35

2-9-3-………………………………………. کنترل کانورتر طرف شبکه 36

2-9-4-….. روش کنترل ردیابی ماکسیمم توان (MPPT) 37

2-10-محدودیتهای شبکه در موقع بروز خطا در شبکه 37

2-11-نتیجه­گیری 38

فصل سوم-. اعمال کنترل بر روی کانورتر طرف شبکه و کانورتر طرف ژنراتور و روش    کنترل ردیابی ماکسیمم توان. 41

3-1-………………………………………………………………………………………… مقدمه 41

3-2-…………………….. روش‌های کنترل برای سیستم مورد نظر 41

3-2-1- اعمال کنترل ولتاژ جهتدار (VOC) برای کنترل کانورتر طرف شبکه 41

3-2-2- ایجاد سیگنال مدولاسیون برای کلید زنی PWM. 46

3-2-3-          اعمال کنترل میدان جهت دار (FOC) برای کانورتر طرف ژنراتور القائی از دو            سوتغذیه…………………………………………………………………………………………………………………………..49

3-2-4-    روش کنترل ردیابی ماکسیمم توان (MPPT) برای کانورتر طرف ژنراتور القائی          از دو سو تغذیه 54

3-2-5-          اعمال کنترل میدان جهت دار (FOC) برای کانورتر طرف ژنراتور سنکرون              مغناطیس دائم………………………………………………………………………………………………………………….56

3-2-6- روش کنترل ردیابی ماکسیمم توان (MPPT) برای کانورتر طرف ژنراتور                سنکرون مغناطیس دائم 59

فصل چهارم-نتایج شبیه­سازی. 62

4-1-………………………………………………………………………………………… مقدمه 62

4-2- بررسی عملکرد سیستم در موقع تغییرات سرعت باد 62

4-2-1- عملکرد ژنراتور سنکرون مغناطیس دائم در موقع تغییرات سرعت باد 64

4-2-2- عملکرد ژنراتور القائی از دو سو تغذیه در موقع تغییرات سرعت باد 71

4-2-3- بررسی شبکه مورد مطالعه در موقع تغییرات سرعت باد 77

4-3- بررسی عملکرد سیستم در موقع بروز خطای سه فاز در شبکه 79

4-3-1- بررسی عملکرد ژنراتور سنکرون مغناطیس دائم در موقع بروز خطا 81

4-3-2- بررسی عملکرد ژنراتور القائی از دو سو تغذیه در موقع بروز خطا 83

4-3-3- بررسی شبکه مورد مطالعه در موقع بروز خطا 86

فصل پنجم-نتیجه گیری و پیشنهاد ادامه کار. 89

5-1-……………………………………………………………………………. نتیجه گیری 89

5-2-……………………………………………………………………………… پیشنهادات 90

……………… منابع و مآخذ 92

چکیده انگلیسی…………………………………………………………………………….97

 

 

 

 

       فهرست جداول

 

جدول ‏1‑1: ظرفیت نصب شده در نیروگاه منجیل و رودبار 4

جدول ‏1‑2: ظرفیت نصب شده نیروگاه بینالود 4

جدول ‏2‑1: مزایا و معایب انواع ژنراتورها 23

جدول ‏4‑1: پارامتر های توربین بادی مورد مطالعه 64

جدول ‏4‑2: پارامتر ژنراتور سنکرون مغناطیس دائم مورد مطالعه 70

جدول ‏4‑3: پارامتر ژنراتور القائی از دو سو تغذیه مورد مطالعه 76

جدول ‏4‑4: پارامترهای شبکه مورد مطالعه 77

جدول ‏5‑1: مقایسه کلی مابین ژنراتور سنکرون و ژنراتور القائی 90

 برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

پایان نامه استخراج روغن پسته¬ی کوهی(Pistacia atlantica) با کمک امواج فراصوت و بررسی ویژگی¬های فیزیکوشیمیایی و آنتی¬اکسیدانی آن

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی برق الکترونیک گرایش کنترل

با عنوان :استخراج روغن پسته¬ی کوهی(Pistacia atlantica) با کمک امواج فراصوت و بررسی ویژگی¬های فیزیکوشیمیایی و آنتی¬اکسیدانی آن

 

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده درج نمی شود

طراحی و اعمال روش‏های مدلسازی و کنترلی پیشرفته چند ورودی چند خروجی روی کنترل‏کننده قابل برنامه‏ریزی (PLC)

 

 

استاد راهنما

دکتر سید علی اکبر صفوی

 

 

بهمن ماه 1393

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

چکیده

طراحی و اعمال روش های مدلسازی وکنترلی پیشرفته چند ورودی چند خروجی روی PLC

توسط

ریحانه مختارنامه

امروزه در اکثر صنایع از کنترل‏کننده‏های قابل برنامه‏ریزی (PLC) به علت مزایای زیاد آن‏ها استفاده می‏شود. PLC های اولیه برای یک کنترل ساده منطقی طراحی گردیده و معمولا اجرای کنترل پیوسته ساده نیز با PLC های قدیمی امکان‏پذیر نیست و حتی در نوع پیشرفته‏ی آن‏ها نیاز به کارت‏ها و ماژول‏های اضافه می‏باشد. از طرفی تقاضا برای کنترل و مدلسازی پیشرفته برای بهبود محصولات در صنایع افزایش پیدا کرده است. بنابراین ارتقاء و بهینه‏سازی شیوه‏های کنترلی PLC ها، یکی از موضوعات قابل بحث از نظر پیاده­سازی و صرف هزینه در صنایع خواهد بود. در این پایان نامه یکی از روش­های کنترلی جدید و مناسب نسبت به کنترل‏کننده‏های سنتی به نام کنترل مدل پیش‏بین، به منظور ارتقا قابلیت کنترلی PLC موجود طراحی و پیاده‏سازی شده است. در این پایان‏نامه دو موضوع جدید دنبال شده است. در گام اول، یک فرآیند به صورت دو ورودی-دو خروجی(MIMO) با تکمیل تجهیزات طراحی گردیده و برای این فرآیند دو متغیره نیمه صنعتی کنترل دما و سطح متصل به PLC-S7-300، پیاده‏سازی صورت گرفته است. از آنجا که PLC موجود از لحاظ قدرت پردازشی و حجم حافظه موجود در دسته PLC های متوسط قرار دارد و از طرف دیگر فرآیند مورد بررسی یک فرآیند چند متغیره می‏باشد، پیاده‏سازی روش کنترل مدل پیش‏بین روی این PLC، با ساده‏سازی‏های ابتکاری و مهندسی امکان پذیر شده است. لازم به ذکر است که پیچیدگی محاسباتی روش کنترل مدل پیش‏بین برای حالت چند متغیره بسیار بیشتر از حالت تک متغیره می‏باشد. در گام دوم تنظیم پارامترهای MPC به صورت تحلیلی بررسی می‏شود و سپس روی فرآیند واقعی اعمال خواهد شد. لازم به یادآوری است که در تحقیقات قابل دسترس جهانی تاکنون گزارشی از کار مشابه این پایان نامه یافت نشده است. نتایج پیاده‏سازی‏ها، موفقیت و کارآمدی روش‏های پیشنهادی را به خوبی نشان می‏دهد.

 

 

فهرست مطالب

 

 

عنوان                                                                                                               صفحه

فصل اول 1

1- مقدمه 2

1-1- کنترل‏کننده‏های قابل برنامه‏ریزی (PLC) 2

1-2- ارتقاء و اعمال روش‏های کنترلی پیشرفته روی PLC ها 3

1-3- هدف تحقیق 4

1-4- ساختار پایان‏نامه 5

فصل دوم 6

2- کنترل‏کننده‏ی قابل برنامه‏ریزی (PLC) 7

2-1- تاریخچه PLC 7

2-2- سخت افزار PLC 10

2-3- انواع PLC ها 14

2-4- مزایای استفاده از PLC ها 15

2-4-1- انعطاف‏پذیری 15

2-4-2- تغییر در منطق برنامه و عیب‏یابی ساده 15

2-4-3- در اختیار گذاشتن تعداد بسیار زیاد کنتاکتها 16

2-4-4- هزینه کمتر 16

2-4-5- قابلیت اجرای آزمایشی برنامه ایجاد شده قبل از اعمال به سیستم 16

2-4-6- نظارت عینی 16

2-4-7- سرعت عمل 17

2-4-8- روش برنامه‏نویسی نردبانی 17

2-4-9- قابلیت اطمینان و نگهداری 17

2-4-10- مستند سازی 18

2-4-11- امنیت 18

2-5- استاندارد IEC 1131-3 18

2-6- روش‏های ارتقاء قابلیت کنترلی PLC ها 20

فصل سوم 23

3- مروری بر فعالیت‏های پیشین 24

3-1- مقدمه 24

3-2- پیاده‏سازی روش کنترل مدل پیش بین روی PLC 24

فصل چهارم 29

4- روش کنترل مدل پیش‏بین (MPC) 30

4-1- مقدمه 30

4-2- توصیف روش کنترل مدل پیش‏بین 32

4-2-1- مدل پیش‏بینی شده 32

4-2-2- تابع هدف 33

4-2-3- به دست آوردن قانون کنترل 33

4-3- مزایا و معایب روش کنترل مدل پیش‏بین 34

4-4- روش کنترل مدل پیش‏بین تعمیم‏یافته برای فرآیندهای تک متغیره 36

4-4-1- مقدمه 36

4-4-2- فرمول بندی کنترل پیش‏بین تعمیم یافته 37

4-5- کنترل پیش بین تعمیم‏یافته صنعتی برای فرآیندهای تک متغیره 41

4-5-1 مدل فرآیند 41

4-5-2 محاسبه پارامترهای کنترلی 45

4-6- روش کنترل پیش‏بین تعمیم‏یافته صنعتی برای فرآیندهای دارای خاصیت انتگرال‏گیر 47

4-6-1- محاسبه قانون کنترل 48

4-6-2- پارامترهای کنترل 49

4-7- معرفی روش کنترل مدل پیش‏بین تعمیم‏یافته برای فرآیند چند‏متغیره 51

4-7-1- GPC چندمتغیره 52

4-7-2- فرمول‏بندی کنترل مدل پیش‏بین تعمیم‏یافته 53

فصل پنجم 57

5- روش کنترل پیش‏بین تعمیم‏یافته صنعتی برای فرآیندهای چندمتغیره 56

5-1- مقدمه 56

5-2- فرمول‏بندی کنترل مدل پیش‏بین تعمیم‏یافته صنعتی چندمتغیره 57

5-3- روش پیشنهادی برای محاسبه پارامترهای کنترل‏کننده 64

5-3-1- معرفی شبکه‏های عصبی مصنوعی (ANN) 65

5-3-1-1- اجزای اصلی یک شبکه عصبی مصنوعی 65

5-3-1-2-1- مدل پرسپترون 67

5-3-2- استفاده از شبکه عصبی مصنوعی برای محاسبه پارامترهای کنترل‏کننده IGPC 70

فصل ششم 75

6- طراحی فرآیند دو متغیره و سخت‏افزار فرآیند مورد مطالعه 84

6-1- مقدمه 84

6-2- اینورتر و کاربردهای آن 85

6-3- مزایا و کاربرد اینورترها 86

6-4- اینورتر مدل C2000 برای پمپ رفت آب 88

6-5- اینورتر مدل VFD-B برای کنترل سرعت پمپ آب برگشت 89

6-6- سخت‏افزار سیستم 91

6-6-1- کنترل‏کننده قابل برنامه‏ریزی و ماژول‏های آن 93

6-6-1-1- پردازنده PLC 93

6-6-1-2- ماژول ‏ورودی آنالوگ 95

6-6-1-2-1- عملکرد ماژول‏های آنالوگ ورودی 96

6-6-1-3- ماژول آنالوگ خروجی 97

6-6-1-4- کارت شبکه 97

6-7- سایر اجزای سخت‏افزاری فرآیند مورد مطالعه 98

6-7-1- شیر برقی 98

6-7-2- سنسور دما از نوع RTD 98

6-7-3- سنسور فشار 100

6-8- نرم‏افزار سیستم و زبان برنامه‏نویسی 101

6-9- طراحی موج PWM برای اعمال به هیتر 102

فصل هفتم 104

7- پیاده‏سازی روش‏های کنترل مدل پیش‏بین روی PLC 97

7-1- مقدمه 97

7-2- پیاده‏سازی روش کنترل مدل پیش‏بین تعمیم‏یافته برای فرآیندهای دما و سطح…………………………………………………………………………………………………………..98

7-2-1- استخراج ماتریس‏های کنترلی روش GPC برای افق کنترل و پیش‏بین 6 98

7-2-2- پیاده‏سازی روش کنترل مدل پیش‏بین تعمیم‏یافته برای فرآیند حرارتی 101

7-2-3- پیاده‏سازی روش کنترل مدل پیش‏بین تعمیم‏یافته برای فرآیند سطح 107

7-3- پیاده‏سازی کنترل مدل پیش‏بین تعمیم‏یافته صنعتی 112

7-3-1- پیاده‏سازی کنترل مدل پیش‏بین تعمیم‏یافته صنعتی برای فرآیند حرارتی 112

7-3-2- پیاده‏سازی کنترل پیش‏بین تعمیم‏یافته صنعتی برای فرآیند سطح 114

7-4- طراحی و تنظیم پارامترهای کنترل‏کننده سنتی PID 117

7-4-1- ترم تناسبی کنترل‏کننده PID 117

7-4-2- ترم انتگرال‏گیر کنترل‏کننده PID 119

7-4-3- ترم مشتق‏گیر کنترل‏کننده PID 120

7-4-3-1- مشتق‏گیر با فیلتر 121

7-5- پیاده‏سازی کنترل‏کننده PID 122

7-5-1 پیاده‏سازی کنترل‏کننده PID برای فرآیند حرارتی 122

7-5-2- پیاده‏سازی کنترل‏کننده PID برای فرآیند سطح 125

7-6- پیاده‏سازی کنترل پیش‏بین تعمیم‏یافته صنعتی برای فرآیند دومتغیره 126

7-7- طراحی کنترل‏کننده PID همراه با جبرانساز برای فرآیند دو متغیره دما و سطح…………………………………………………………………………………………………………136

7-8- استفاده از مدل چندگانه در روش کنترل مدل پیش‏بین برای فرآیند چندمتغیره 140

فصل هشتم 145

8- جمع‏بندی و پیشنهادات 146

8-1- جمع‏بندی 146

8-2- پیشنهادات 148

منابع 149

پیوست‏ها 154

پیوست (الف) 154

پیوست (ب) 158

 برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.