پایان نامه بهره‌برداری بهینه از ترانسفورماتورهای قدرت مبتنی به مفاهیم قابلیت اطمینان

مقطع کارشناسی ارشد

رشته : مهندسی برق – قدرت
عنوان :

بهره‌برداری بهینه از ترانسفورماتورهای قدرت مبتنی به مفاهیم قابلیت اطمینان
استاد راهنما : جناب آقای دکتر تقی بار فروشی

استاد مشاور : جناب آقای دکتر ایرج احمدی

(زمستان 1392)

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

چکیده

ترانسفورماتور یکی از مهم‌ترین اجزا سیستم قدرت بوده و به علت گران‌قیمت بودن و اهمیت عملکرد ترانسفورماتور در سیستم قدرت و زمان‌بر بودن جایگزینی آن، فرایند بررسی و انتخاب روش بهره‌برداری بهینه و مطلوب برای ترانسفورماتورها با در نظر گرفتن مسائل اقتصادی و قابلیت اطمینان همواره از مهم‌ترین و ضروری‌ترین مسائل سیستم‌های قدرت بوده است. از این‌رو در این پایان‌نامه یک روش جدید احتمالی برای تعیین محدوده بهره‌برداری اقتصادی ترانسفورماتور ارائه شده است. ایده اصلی این پایان‌نامه بر خروج عمدی یکی از ترانسفورماتورهای موازی پست‌های فوق توزیع یا انتقال و قرار دادن آن در وضعیت آماده به کار استوار بوده و شامل پنج مرحله اصلی است: 1) محاسبه دسترس‌پذیری و عدم دسترس‌پذیری بر اساس مدل مارکوف و تبدیل آن به شاخص اقتصادی با استفاده از مفهوم انرژی انتظاری تأمین نشده؛ 2) محاسبه مجموع تلفات بی‌باری و مسی ترانسفورماتور بر اساس اطلاعات بارگذاری و تبدیل آن به شاخص اقتصادی؛ 3) تعیین یک نقطه بار بحرانی برای پست و تعیین محدوده‌‌ی اقتصادی بهره‌برداری بر اساس مراحل 1 و 2. 4) بررسی اثر روش جدید بهره‌برداری بر عمر متوسط ترانسفورماتور. 5) محاسبه قابلیت اطمینان سیستم در دوره فرسایش با استفاده از مدل حرارتی و رابطهٔ تسریع فرسودگی و استفاده از تابع توزیع نرمال. به منظور مطالعه موردی، شبیه‌سازی‌های لازم بر اساس اطلاعات واقعی یکی از پست‌های 63/230 کیلوولت شبکه برق ایران انجام گردیده است. نتایج مطالعه موردی حاکی از کارایی روش پیشنهادی جدید می‌باشد. بطوریکه باعث صرفه‌جویی اقتصادی، افزایش چشمگیر عمر متوسط ترانسفورماتورها و افزایش فرصت تعمیرات پیشگیرانه خواهد شد. همچنین از شبیه‌سازی‌های انجام شده در این پایان‌نامه می‌توان برای پایش قابلیت اطمینان و عمر باقیمانده ترانسفورماتور به صورت بر خط        (On-line) استفاده نمود.
واژه‌های کلیدی:

ترانسفورماتورهای قدرت، بهره‌برداری بهینه، مفاهیم قابلیت اطمینان، انرژی انتظاری تأمین نشده، تلفات توان ترانسفورماتور، خروج عمدی، فرسایش ترانسفورماتور

 

فصل اول

 

مقدمه

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

پیشگفتار
ترانسفورماتورها از اصلی‌ترین تجهیزات شبکه قدرت جهت تأمین انرژی مشترکین به شمار می روند. با توجه به هزینه‌ی بسیار زیاد تعمیرات و نگهداری ترانسفورماتورهای قدرت و از آنجاییکه تعمیر، تهیه و نصب آن‌ها در صورت خرابی مستلزم صرف زمان طولانی است، رخ دادن خطا و ایجاد خرابی در ترانسفورماتورها باعث قطع طولانی مدت انرژی و متعاقب آن کاهش فروش انرژی و درآمد شرکت‌های برق می‌گردد. از این‌رو بهره‌برداری بهینه از ترانسفورماتورها جهت کاهش هزینه و میزان خرابی آن‌‌ها، از جمله مسائلی است که در حال حاضر پیش‌روی شرکت‌های مدیریت و بهره‌برداری شبکه‌های قدرت در بسیاری از کشورهای دنیا قرار دارد.

تاکنون مطالعات بسیاری در زمینه‌ی بهره‌برداری اقتصادی و بهینه از ترانسفورماتورهای قدرت مبتنی بر دیدگاه‌های متفاوتی انجام شده است. از آن جمله می‌توان به بهره‌برداری اقتصادی از ترانسفورماتورهای قدرت مبتنی بر توان کل و توان راکتیو، مشخصات و پارامترهای فنی ترانسفورماتورها، بهبود ضریب بار، جابجایی بارو … اشاره نمود]7[. این در حالی است که مطالعات و تحقیقات چندانی در زمینه بهره‌برداری اقتصادی ترانسفورماتورهای قدرت با در نظر گرفتن شاخص‌های قابلیت اطمینان صورت نگرفته است. از طرفی در اندک تحقیقات انجام شده، اثر متقابل عوامل تاثیرگذار بر شاخص‌های قابلیت اطمینان و در نهایت اثر تجمعی آنها بر بهره‌برداری بهینه از ترانسفورماتور دیده نشده است.

نکته‌ی چالش بر انگیز در این خصوص اینست که توجه بیش از حد به قابلیت اطمینان باعث هدر رفتن بودجه و سرمایه و افزایش هزینه‌ها خواهد شد و در مقابل توجه نامعقول و غیر منطقی به مسائل اقتصادی و تلاش برای کاهش هزینه بهره‌برداری بدون در نظر گرفتن شاخص‌های قابلیت اطمینان، سیستم را در ناحیه ریسک و خطر قرار خواهد داد، به همین دلیل ایجاد مصالحه و تعادل بین هزینه‌های بهره‌برداری و شاخص‌های قابلیت اطمینان همواره از مهم‌ترین و پیچیده‌ترین مسائل در مطالعات سیستم‌های قدرت بوده است. از این‌رو مهم‌ترین اصل جهت سیاست‌گذاری در بهره‌برداری بهینه از ترانسفورماتورهای پست‌های فوق توزیع و انتقال مبتنی بر مفاهیم قابلیت اطمینان، یافتن تعادل مناسبی بین هزینه‌ها و قابلیت اطمینان می‌باشد.

از طرفی با توجه به تأثیر تغییر روش بارگذاری ترانسفورماتورها بر عمر آن‌ها، تخمین طول عمر باقیمانده ترانسفورماتورهای قدرت در هر لحظه با حفظ سطح قابل قبولی از قابلیت اطمینان، از دغدغه‌های اصلی اغلب دارندگان این تجهیزات، مخصوصاً در مواقعی که ترانسفورماتور در شرایط اضافه بار پیوسته و دوره‌ای قرار می‌گیرد، می‌باشد.

از عوامل مهم در تعیین عمر متوسط ترانسفورمرها در محدوده ترانسفورمرهای قدرت، فوق توزیع و توزیع، توجه به مسائل عایقی این تجهیزات می‌باشد. عوامل مختلفی در این زمینه وجود دارند که می‌توانند هر یک بر عمر عایقی ترانسفورمر اثرگذار باشند.

زوال عایق تابعی از دمای کار، رطوبت و اکسیژن موجود در عایق می‌باشد. امروزه با سیستم‌های مدرن فرآوری و نگهداری روغن و عایق‌های دیگر ترانسفورمر، اکسیژن و رطوبت عایق‌ها حداقل شده است، از آنجا که توزیع دما در ترانسفورمر یکنواخت نیست، تحقیقات روی تعیین داغ‌ترین نقطه ترانسفورمر (اصطلاحاً نقطه داغ) متمرکز شده است و از آن به عنوان عامل اصلی تعیین فرسایش عایقی یاد می‌شود.

حد بارگذاری ترانسفورمر به صورت جداولی در استانداردهای IEEE به شماره‌های C57.91-1981، C57.92-1982 و C57.115-1991 ارائه شده است. اما در استاندارد C57.91-1995 مربوط به بارگذاری ترانسفورمرهای روغنی، این جداول حذف شده‌اند و به جای آن‌ها مدل انتقال حرارتی ارائه شده است که کاربر می‌تواند بر مبنای روابط حالت گذرای آن و با استفاده از مشخصات حرارتی ترانسفورمر مورد نظر به دست آمده از آزمایش، دمای نقطه داغ را تعیین کند. برای تعیین دمای نقطه داغ در این مدل حرارتی، بارگذاری وارد روابط می‌شود. از این رو بارگذاری یکی از موارد تأثیرگذار روی دماهای ترانسفورمر مخصوصاً دمای نقطه داغ می‌باشد.

از طرفی تا زمانی که ترانسفورمر به محدوده عمر متوسط وارد نشده صرفاً خرابی‌های اتفاقی اجزاء در دوره عمر مفید در تعیین قابلیت اطمینان نقش دارند [8]. ولی در زمان ورود ترانسفورمر به محدوده عمر متوسط، فرسایش نیز روی قابلیت اطمینان ترانسفورمر تأثیرگذار خواهد بود. مهم‌ترین عامل در تعیین قابلیت اطمینان در مرحله فرسایش، عمر متوسط ترانسفورمر می‌باشد [8،9]. همان طور که ذکر شد عمر متوسط ترانسفورمر متأثر از دمای نقطه داغ و در نتیجه بارگذاری می‌باشد.
هدف تحقیق
ارزیابی دسترس‌پذیری و قابلیت اطمینان پست دارای دو ترانسفورماتور موازی در یک دوره بهره‌برداری بلندمدت و معین با اعمال روش پیشنهادی با فرض خروج عمدی یک ترانسفورماتور آن و قرار دادن آن در حالت آماده به کار.
محاسبه مجموع تلفات ترانسفورماتورها و انرژی انتظاری تأمین نشده[1] و تبدیل آن‌ها به شاخص‌های اقتصادی و مقایسه دو روش بهره‌برداری متداول و روش جدید پیشنهادی با رویکرد حداقل نمودن هزینه کل بهره‌برداری از ترانسفورماتور در افق زمانی معین.
بررسی تأثیر روش جدید بهره‌برداری بر طول عمر ترانسفورماتورها و تخمین طول عمر باقیمانده آن‌ها و همچنین قابلیت اطمینان سیستم در دوره فرسایش.
در این پایان‌نامه با مطالعه موردی روی یکی از پست‌های انتقال کشور نشان داده خواهد شد که بهره‌برداری از ترانسفورماتورهای موازی یک پست بر اساس روش جدید پیشنهادی در این تحقیق چه تأثیری بر هزینه بهره‌برداری، قابلیت اطمینان، طول عمر و زمان شروع فرسایش ترانسفورماتورها خواهد داشت در حالی که تاکنون در هیچ پژوهشی این روش بهره‌برداری مطرح و مورد بررسی قرار نگرفته است.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

پایان نامه از الگوریتم های بهینه سازی مولد پالسی با استفاده تکاملی

پایان‌نامه

مقطع کارشناسی ارشد

رشته :مهندسی برق گرایش قدرت

از الگوریتم های بهینه سازی مولد پالسی با استفاده تکاملی

استاد راهنما:دکتر عبدالرضا شیخ الاسلامی

استاد مشاور:مهندس محمد رضا نژاد

 

(زمستان 1392)

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

چکیده:

توان پالسی طرحی است برای تخلیه انرژی ذخیره شده الکتریکی بر روی بار در یک یا چند پالس کوتاه با نرخ تکرار قابل کنترل. فناوری تولید توان پالسی به دو شاخه پالسهای کم توان و پالسهای پر توان تقسیم می شود. پالسهای کم توان در حد چند مگا وات و پالسهای پرتوان دارای توانی در حد گیگا و تراوات یا بیشتر می باشد.

در این پایان نامه با هدف تولید شکل موج پالسی مورد نیاز برای تولید ورقهای فلزی از مولد مارکس تک قطبی با قطعات نیمه هادی استفاده شده؛ سپس با در مدار آوردن با تاخیر هر طبقه شکل موج مورد نیاز پالسی ساخته می شود. برای محاسبه زمان مناسب ورود هر طبقه به مدار الگوریتم ژنتیک به کار می رود.

با افزایش زمان، به دلیل افت ولتاژ خازنهای ذخیره کننده انرژی در مولد مارکس سطح پالس دچار افت و در نتیجه سبب خارج شدن شکل موج پالسی از حالت مورد نیاز می شود. برای از بین بردن این مشکل از جبران کننده فعال مدولاسیون عرض پالس استفاده می شود. به منظور کاهش هزینه و افزایش سادگی مدار در این پایان‌نامه طرح جدیدی برای جبران کننده فعال مدولاسیون عرض پالس ارائه شده‌ است؛ در این طرح منبع تغذیه کمکی حذف و تعدادی از خازنهای مولد مارکس به عنوان جبران کننده پالس اصلی استفاده می‌شود.

تمامی شبیه سازی ها در محیط سیمولینک[1] و محاسبات ریاضی مربوط به نمونه برداری از پالس خروجی و مقایسه آن با پالس الگو و بدست آوردن تابع خطا در محیط برنامه نویسی متلب[2] انجام می گیرد و نوار ابزار «گوست[3]» برای محاسبه زمان تاخیر سوییچ ها‌ی هر واحد استفاده می‌شود.

 

1-1مقدمه

توان پالسی طرحی است برای تخلیه انرژی ذخیره شده الکتریکی بر روی بار در یک پالس کوتاه یا پالسهایی کوتاه با نرخ تکرار قابل کنترل. فناوری تولید توان پالسی به دو شاخه پالسهای کم توان و پالسهای پر توان تقسیم می شود. پالسهای کم توان در حوزه مخابرات، الکترونیک سرعت بالا، اندازه گیری و پالسهای پرتوان دارای توانی در حد چند مگاوات یا بیشتر بوده ویژگی این پالسها در جدول زیر نشان داده شده است.

فناوری پالسهای پرقدرت ایده اصلی آن مبتنی بر جمع آوری انرژی از منابع عادی اولیه در سطوح پایین توان و چگالی توان اندک و در درمرحله بعد ذخیره سازی موقت آن انرژی است سپس انرژی به سرعت از منبع ذخیره موقت رها می شود و شکل پالسی می یابد. و در نهایت پس از فشرده سازی توان پالسی، انرژی الکتریکی با سطوح بالای توان و چگالی توان به بار انتقال می یابد.[1]

شکل 1-1 محدوده توان پالسی

شکل 1-2 شکل ظاهری پالس

علاوه بر توان و انرژی، پالسها با نوع شکل شان نیز شناسایی می شوند. مثلاً با زمان صعود، زمان افت، عرض پالس یا صافی سطح پالس. معمولاً عرض پالسها توان بالا بین چند نانو ثانیه تا چند میکروثانیه در نظر گرفته می شود.(شکل 1-1)

زمان صعود زمانی است که ولتاژ از 10% تا 90% اندازه نهایی افزایش می یابد. زمان افت نیز مدت زمان افت ولتاژ از 90% تا 10% است. زمان افت و صعود تا حدود زیادی به امپدانس بار بستگی دارد که با زمان معمولاً متغیر است. تعریف واحدی برای عرض پالس در منابع وجود ندارد اما برای برخی کاربردها بهتر است مدت زمانی که شکل موج حداقل 90% مقدار بیشینه را دارد تعریف گردد.

جدول ‏0‑1 محدوده توان پالسی

انرژی	10-107 ژول
توان	106 – 1014 وات
ولتاژ	103– 107 ولت
جریان	103 – 107 آمپر
چگالی جریان	106-1011 آمپر بر متر مربع
عرض پالس	ثانیه
انرژی	10-107 ژول
توان	106 – 1014 وات
ولتاژ	103– 107 ولت
جریان	103 – 107 آمپر
چگالی جریان	106-1011 آمپر بر متر مربع
عرض پالس	ثانیه

طرح توان پالس قابلیت شکل دهی پالس را علاوه بر چند برابر کنندگی توان دارا می باشد. مثلاً می توان زمان صعود و عرض پالس دلخواه را ایجاد کرد. برای بهینه سازی انتقال انرژی به بار تبدیل امپدانس ممکن است نیاز باشد. شکل 1-2 اجزای مولد پالس را نشان می دهند.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

پایان نامه پخش بار سری زمانی

پخش بار سری زمانی

 

 

 

استاد راهنما

دکتر حیدر صامت

 

 

 

اسفند ماه

1392

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

چکیده

 

پخش بار سری زمانی

 

به کوشش

مرتضی خورشیدسوار

 

در این تحقیق به کاربرد مدل­های سری زمانی در سیستم قدرت پرداخته شده است. سری­های زمانی برای مدلسازی پارامترهای مختلف شبکه قدرت و در کاربردهای متنوع به کار گرفته می­شود. این مدل­ها قادرند همبستگی زمانی متغیرهای شبکه قدرت را در نظر بگیرند. با توجه به مدلسازی بارها و تولیدات سیستم قدرت به صورت مدل سری زمانی، روش پخش باری بر اساس مدل­های سری زمانی پیشنهاد شده است. در روش پیشنهادی از مدل­های سری زمانی به صورت مستقیم در حل مسئله پخش بار، برای یافتن متغیرهای حالت شبکه استفاده می­شود. خروجی این روش مدل­های سری زمانی چند متغیره برای مجهولات شبکه است.

در ادامه از پخش بار سری زمانی معرفی شده در این پایان­نامه در مسئله تجدید ساختار شبکه­های توزیع و برای یافتن بهترین ساختار شبکه با هدف کمینه کردن تلفات در سیستم قدرت استفاده می­شود.

در انتها نیز از مدل­های سری زمانی معرفی شده در سال­های اخیر جهت شبیه سازی پارامترهای گسسته در سیستم قدرت استفاده شده است. سری­های زمانی مرسوم ARMA جهت مدلسازی داده­های پیوسته کاربرد دارند. متغیرهایی چون توان خروجی واحدهای تولید پراکنده CHP و وضعیت بانک­های خازنی در سیستم قدرت ماهیت گسسته دارند. این مدل­ها می­توانند برخی توابع توزیع گسسته را برای متغیرهای مختلف در نظر بگیرند.

 

کلمات کلیدی: پخش بار، سری­های زمانی، متغیرهای همبسته، تجدید ساختار شبکه­های توزیع، مدلسازی پارامترهای گسسته

 

1-    مقدمه

 

 

1-1- اهمیت مسئله

 

اولین و اصلی­ترین قدم در بهره­برداری، برنامه­ریزی و طراحی سیستم­های قدرت داشتن اطلاعات کافی از شرایط شبکه قدرت، شامل توان­های عبوری از خطوط و ولتاژ باس­ها در حالت دائمی است. داشتن چنین اطلاعاتی نیازمند انجام پخش بار در شبکه قدرت است. ضرورت انجام مطالعات پخش بار از دیر باز مورد توجه محققین بوده است، به طوری که همه ساله روش­ها و الگوهای جدیدی جهت بهبود روش­های موجود پخش بار ارائه می­گردد. روش­های مختلف پخش بار به صورت گسترده­ای برای مطالعات برنامه­ریزی و بهره­برداری در شبکه قدرت استفاده می­شود.

ابزار پخش بار با پاسخ به ورودی­های توان تزریقی ژنراتور، بار و توپولوژی شبکه، متغیرهای حالت شبکه و توان­های عبوری از خطوط را در خروجی محاسبه می­کند. در پخش بار قطعی[1] سیستم قدرت، مقادیر توان­­های تولیدی ژنراتورها و مصارف بارهای سیستم و همچنین توپولوژی شبکه به صورت کاملا مشخص در نظر گرفته می­شوند. بنابراین این روش نمی­تواند عدم قطعیت موجود در بار سیستم، نرخ خروج ژنراتورها از مدار و همچنین تغییرات توپولوژی شبکه را مدل نماید. در حالی که متغیرهای حالت سیستم به دلیل احتمالی بودن بارها، خطای پیش­بینی بار و تخمین غیر دقیق پارامترهای سیستم، دارای طبیعت متغیر است. روش پخش بار احتمالی[2]، راه حل موثری جهت ورودی­های غیر قطعی با دانستن مشخصات آماری آن­ها می­باشد.

با تحول در سیستم­های قدرت به دلیل نفوذ منابع انرژی پراکنده و عدم کنترل بر روی محرک­های طبیعی در برخی از این منابع، همانند توربین­های بادی و سیستم­های فوتوولتائیک[3]، یک پخش بار معمولی، متغیرهای حالت سیستم را در یک بازه زمانی محدود معین می­کند. با گسترش تولیدات پراکنده در شبکه قدرت، کاربرد سری زمانی تولید و مصرف در آنالیز پخش بار می­تواند مفید باشد، زیرا داده­های تولید و مصرف در یک دوره زمانی به دست می­آیند و می­توانند به صورت یک سری زمانی نوشته شوند ]1[.

در یک سیستم قدرت بارها تغییر می­کنند و توزیع آماری و ارتباط بین آن­ها باید مدل شود. بر خلاف آنالیز پخش بار احتمالی که داده­های ورودی آن­ها از توزیع­های آماری حاصل می­شود، در این جا از سری زمانی تولید و مصرف به طور مستقیم استفاده می­گردد. در این تحقیق سعی بر معرفی پخش بار سری زمانی و همچنین استفاده از مدلسازی سری زمانی برای برخی پارامترهای با ماهیت گسسته همچون تپ ترانس، وضعیت بانک های خازنی و توان خروجی واحدهای تولید پراکنده [4]CHP در سیستم قدرت می باشد.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

پایان نامه تخمین پارامترهای شبکه قدرت بر اساس کمیات بهره¬برداری اندازه¬گیری شده بهنگام با استفاده از واحدهای اندازه¬گیری فازوری جایابی شده به کمک الگوریتم ژنتیک

تخمین پارامترهای شبکه قدرت بر اساس کمیات بهره­برداری اندازه­گیری شده بهنگام با استفاده از واحدهای اندازه­گیری فازوری جایابی شده به کمک الگوریتم ژنتیک

 

پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی برق قدرت

گرایش قدرت

 

 

 

استادراهنما:

محمد رضا آقا محمدی

 

دی­ماه 1392

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

چکیده

 

برنامه­ریزی توسعه شبکه، برنامه­ریزی بهره­برداری و یافتن راهکارهایی برای بهبود امنیت و عملکرد اقتصادی سیستم قدرت همگی نیازمند انجام مطالعات سیستم می­باشند. ضروری­ترین قدم در انجام این مطالعات، مدل­سازی شبکه بوده که خود نیازمند اطلاعات دفیق از پارامترهای امپدانسی خطوط و ترانسفورماتورها است. این پارامترها می­توانند تحت شرایط کاری و محیطی و یا عمر تجهیزات تغییر نمایند. بنابراین نیازمند تخمین پارامترهای شبکه به صورت بهنگام خواهیم بود. در سال­های اخیر تخمین پارامترهای شبکه به صورت بهنگام براساس اطلاعات کمیات بهره­برداری، موضوعی است که با بکارگیری واحدهای اندازه­گیری فازوری مورد توجه واقع شده است. در این پایان­نامه، روش پیشنهادی قادر است که با استفاده از 3 نوبت اندازه­گیری از کمیات­ ولتاژ و جریان در ابتدای دوخط متوالی، پارامترهای آن دو خط و همچنین ولتاژ شین میانی را تخمین بزند. بوسیله این الگوریتم می­توان به طور همزمان به تخمین متغیرهای حالت و پارامترهای امپدانسی شبکه پرداخت. مزیت این روش نسبت به روش­های دیگر این است که به تعداد کمتری از دستگاه­های اندازه­گیری نیاز دارد. در این پایان­نامه ابتدا به معرفی الگوریتم تخمین حالت-پارامتر پرداخته شده و سپس با توجه به الگوریتم ارائه­شده به جایابی بهینه واحدهای اندازه­گیری فازوری پرداخته خواهد شد. در پایان، جایابی بهینه واحدهای اندازه­گیری فازوری و الگوریتم پیشنهادی تخمین حالت-پارامتر بر روی شبکه 39 باسه IEEE به عنوان شبکه آزمون پیاده­سازی شده­است.

 

واژه‌های کلیدی — تخمین پارامتر؛ تخمین حالت؛ کمیات بهره­برداری؛ واحدهای اندازه­گیری فازوری؛ جایابی بهینه PMU

 

فهرست

فصل اول: مقدمه. 1

1-1- مقدمه 2

فصل دوم: مروری بر منابع و پیشینه­ی تحقیق 5

2-1- مقدمه 6

2-2- روش تخمین پارامتر با استفاده از الگوریتم تخمین حالت….. 7

2-2-1- تخمین حالت 9

2-2-2- محاسبه خطای پارامتر به روش آنالیز حساسیت 11

2-2-3- محاسبه خطای پارامتر به روش گسترش بردار حالت 15

2-3- روش مستقیم تخمین پارامتر 20

2-3-1- مدل خطوط انتقال 22

2-3-2- مدل ترانسفورماتور 25

2-3-3- الگوریتم تخمین پارامتر در روش مستقیم 27

2-4- جایابی بهینه واحدهای اندازه‌گیری فازوری. 27

2-4-1- روش توپولوژیکی تحلیل مشاهده­پذیری 29

2-5- نتیجه­گیری 31

فصل سوم: الگوریتم ارائه­شده برای تخمین پارامتر و جایابی بهینه واحد اندازه‌گیری فازوری…………………………….32

3-1- مقدمه 33

3-2- الگوریتم تخمین حالت- پارامتر 34

3-2-1- بررسی نحوه عملکرد الگوریتم تخمین حالت- پارامتر 35

3-3- جایابی بهینه واحدهای اندازه‌گیری فازوری. 38

3-3-1- توصیف کلی الگوریتم جایابی بهینه واحد اندازه‌گیری فازوری 40

فصل چهارم: نتایج شبیه­سازی……… 51

4-1- مقدمه 52

4-2- نتایج بدست آمده برای جایابی بهینه واحدهای اندازه‌گیری فازوری 53

4-2-1- نتایج جایابی بهینه واحدهای اندازه‌گیری فازوری به منظور تخمین حالت سیستم 53

4-2-2- نتایج جایابی بهینه واحدهای اندازه‌گیری فازوری به منظور تخمین حالت و پارامترهای                     سیستم به طور همزمان…………………………………………………………………………………………………………. 57

4-2-3- نتایج جایابی بهینه واحدهای اندازه‌گیری فازوری با در نظر گرفتن شین­های تزریق صفر 61

4-3- ارزیابی دقت تخمینگر پارامترهای سیستم …………………………………………………………………………………………66

4-3-1- بررسی تأثیر تعداد نمونه­گیری­ها بر دقت تخمین 66

4-3-2- بررسی تأثیر فاصله نمونه‌گیری‌ها بر دقت تخمین 68

4-3-3- تخمین پارامترهای یک خط بوسیله ترکیب‌های مختلف 75

فصل پنجم: جمع­بندی و پیشنهادها 78

5-1- جمع‌بندی 79

5-2- پیشنهاد‌ها 81

مراجع………………….. 82

پیوست…………………………………………………………………………………………………………………………84

 

 

 

فصل 1-                                        فصل اول

 

مقدمه

 

1-1-     مقدمه

برنامه­ریزی توسعه شبکه، برنامه­ریزی بهره­برداری و یافتن راهکارهایی برای بهبود امنیت و عملکرد اقتصادی سیستم قدرت همگی نیازمند انجام مطالعات سیستم می­باشند. ضروری­ترین قدم در انجام این مطالعات، مدل‌سازی شبکه بوده که خود نیازمند اطلاعات دقیق از پارامترهای امپدانسی خطوط و ترانسفورماتورها است. تخمین پارامترهای شبکه به صورت بهنگام بر اساس اطلاعات کمیات بهره­برداری موضوعی است که با به‌کارگیری واحدهای اندازه­گیری فازوری مورد توجه واقع شده است.

تخمین پارامتر^[1] روندی است که طی آن یک یا چند پارامتر شبکه که درستی آن‌ها مشخص نیست، تخمین زده می­شوند. مقادیر صحیح پارامترها برای عملکرد امن و اقتصادی سیستم قدرت مورد نیاز است. بیشتر کاربردهای اقتصادی و امنیتی شبکه به مقادیر دقیق پارامترهای شبکه نیاز دارد. این در حالی است که پایگاه داده­ها اغلب دارای پارامترهای نادقیق هستند. خطای پارامترها ممکن است به دلایل زیر باشد:

• اطلاعات نادقیقی که سازنده تجهیزات در اختیار مشتری قرار می­دهد.
• تغییرات در شبکه که به اطلاع اپراتورهای پایگاه داده نرسیده است.
• عملکرد شبکه در شرایطی متفاوت از فرضیات ایده­آلی که برای محاسبات ریاضی فرض شده است.
• نادقیق بودن دستگاه‌های اندازه­گیری­

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

پایان نامه تخمین عدم قطعیت در کنترل مقاوم موقعیت بازوهای رباتیک

تخمین عدم قطعیت در کنترل مقاوم موقعیت بازوهای رباتیک

 

 

 

استاد راهنما:

استاد محمد مهدی فاتح

 

رساله جهت اخذ درجه دکتری

خرداد ماه

1394

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

چکیده

این پایان نامه به تخمین عدم قطعیت در کنترل مقاوم بازوهای رباتیک می‌پردازد و روش­های جدیدی مبتنی بر راهبرد کنترل ولتاژ برای تخمین عدم قطعیت ارائه می‌دهد. روش کنترل ولتاژ در مقایسه با روش مرسوم کنترل گشتاور بسیار ساده­تر است، زیرا نیازی به مدل غیر خطی پیچیده ربات ندارد. در نتیجه، حجم محاسبات کنترل کننده برای تعیین ولتاژ اعمالی به موتورها کمتر می‌شود. طبق قضیه تقریب عمومی، سیستم­های فازی و شبکه­های عصبی، قادر به تقریب توابع غیر خطی حقیقی پیوسته با دقت دلخواه هستند. باید توجه داشت که علاوه بر سیستم­های فازی، تقریبگر­های عمومی دیگری نیز مانند سری فوریه، توابع لژاندر و چند جمله­ای های چبیشف نیز وجود دارند. در این پایان نامه، از این تقریبگر­ها در کنترل مقاوم موقعیت بازوهای رباتیک استفاده می­شود. مزیت اصلی استفاده از این تقریبگرها نسبت به سیستم­های فازی و شبکه­های عصبی، کاهش فیدبک­های مورد نیاز سیستم کنترل است. تاکنون، برخی از مراجع به استفاده از سری فوریه در کنترل مقاوم بازوهای رباتیک پرداخته­اند. نشان می­دهیم که اگر مسیر­های مطلوب توابع متناوب باشند، کوچکترین مضرب مشترک (ک.م.م.) دوره تناوب اساسی آنها می­تواند معیار مناسبی برای دوره تناوب اساسی سری فوریه مورد استفاده برای تخمین عدم قطعیت­ها باشد. نوآوری دیگر این پایان­نامه ارائه یک اثبات پایداری مبتنی بر لیاپانوف برای کنترل سیستم­های غیرخطی مرتبه اول با استفاده از کنترل­کننده­های عاطفی است. برای اولین بار، قوانین کنترل ولتاژ پیشنهادی، روی یک ربات اسکارا اجرا می­شود.

کلید واژه­ها: راهبرد کنترل ولتاژ، سری فوریه، توابع لژاندر، کنترل عاطفی، موتور الکتریکی مغناطیس دائم، بازوی ماهر رباتیک.

 

 

فهرست مقالات مستخرج از رساله

مقالات ژورنالی

• Saeed Khorashadizadeh and Mohammad Mehdi Fateh, (2014), “Robust Task-Space Control of Robot Manipulators Using Legendre Polynomials,” Nonlinear Dynamics, vol. 79 (2), pp.1151-1161. (Springer, IF=2.419).

 

• Saeed Khorashadizadeh and Mohammad Mehdi Fateh, (2015), “Uncertainty estimation in robust tracking control of robot manipulators using Fourier series expansion,” Robotica, (Cambridge University Press, IF=0.89).

 

• Mohammad Mehdi Fateh, Seyed Mohammad Ahmadi, and Saeed Khorashadizadeh, (2014), “Adaptive RBF network control for robot manipulators”, Journal of AI and Data Mining, 2(2), pp. 159-166.

 

• Mohammad Mehdi Fateh, Siamak Azargoshasb, and Saeed Khorashadizadeh, (2014), “Model-free discrete control for robot manipulators using a fuzzy estimator”, COMPEL: The International Journal for Computation and Mathematics in Electrical and Electronic Engineering, 33(3), 1051-1067. (IF=0.44).

مقالات کنفرانسی

• Saeed Khorashadizadeh and Mohammad Mehdi Fateh, (2013) “Adaptive Fourier Series-Based Control of Electrically Driven Robot Manipulators”, The 3^th International Conference on Control, Instrumation and Automation (ICCIA 2013), pp.213-218.

 

• Saeed Khorashadizadeh, Mohammad Mehdi Fateh and Siamak Azargoshasb, (2014) “Compensating the reconstruction error of fuzzy stimator in robust model-free control of electrically driven robot manipulators,” The 14^th Iranian Conference on Fuzzy Systems.

 

 

 

 

 

فهرست مطالب

فصل اول: مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………………………1

1-1- مروری برکارهای گذشته………………………………………………………………………………………………………2

• راهبرد کنترل گشتاور………………………………………………………………………………………..2
• راهبرد کنترل ولتاژ…………………………………………………………………………………………..6
• کنترل عاطفی…………………………………………………………………………………………………14

• اهداف مورد نظر……………………………………………………………………………………………………………..16
• ساختار کلی رساله………………………………………………………………………………………………………….17

فصل دوم: مروری بر مدلسازی ریاضی بازوهای ماهر مکانیکی…………………………………………………………………..19

2-1-    مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………….20

2-2-    مدلسازی سینماتیکی………………………………………………………………………………………………………20

2-2-1-سینماتیک مستقیم………………………………………………………………………………………………….20

2-2-2-سینماتیک وارون……………………………………………………………………………………………………..28

2-2-3- سینماتیک سرعت و ماتریس ژاکوبین…………………………………………………………………..29

2-3- مدلسازی دینامیکی………………………………………………………………………………………………………………31

فصل سوم: راهبرد کنترل ولتاژ……………………………………………………………………………………………………………………35

3-1- مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………………36

         3-2- معادلات حرکت سیستم رباتیک ……………………………………………………………………………………….37

           3-3-قانون کنترل در راهبرد کنترل ولتاژ……………………………………………………………………………………39

         3-4- شبیه­سازی سیستم کنترل………………………………………………………………………………………………….41

3-5-         نتیجه­گیری…………………………………………………………………………………………………………………….44

فصل چهارم: تخمین عدم قطعیت با استفاده از سری فوریه………………………………………………………………………45

4-1- مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………………………………..46

4-2- تقریب توابع با استفاده از سری فوریه……………………………………………………………………………………………….47

4-3- طراحی کنترل­کننده مقاوم مستقل از مدل……………………………………………………………………………………….48

4-3-1- قانون کنترل پیشنهادی………………………………………………………………………………………………………..49

4-3-2- تحلیل پایداری……………………………………………………………………………………………………………………..51

4-3-3- تعیین دوره تناوب اساسی سری فوریه………………………………………………………………………………….55

4-4- نتایج شبیه سازی­ها…………………………………………………………………………………………………………………………..61

4-4-1- ردگیری مسیرهای سینوسی………………………………………………………………………………………………..61

4-4-2- ردگیری مسیرهای متناوب غیر سینوسی…………………………………………………………………………….64

4-4-3- سایر دوره­های تناوب……………………………………………………………………………………………………………67

 

4-4-4- دوره­های تناوب اصم………………………………………………………………………………………………………..68

4-4-5-مسیرهای نامتناوب و اغتشاش خارجی……………………………………………………………………………69

4-4-6- مقایسه با کنترل­کننده عصبی-فازی………………………………………………………………………………….73

4-5- نتایج آزمایشگاهی……………………………………………………………………………………………………………………………..79

4-5-1- ردگیری مسیرهای سینوسی…………………………………………………………………………………………….81

4-5-2- ردگیری مسیرهای مربعی………………………………………………………………………………………………….84

4-6- مقایسه نتایج شبیه­سازی و آزمایشگاهی…………………………………………………………………………………………..86

4-7- نتیجه­گیری………………………………………………………………………………………………………………………………………..87

فصل پنجم: تخمین عدم قطعیت در فضای کار با استفاده از توابع لژاندر………………………………………………….89

5-1- مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………………………..90

5-2- تقریب توابع با استفاده از چند­جمله­ای­های لژاندر……………………………………………………………………91

5-3- کنترل مقاوم کلاسیک در فضای کار با استفاده از راهبرد کنترل ولتاژ…………………………………..93

5-4- تخمین عدم قطعیت با استفاده از چندجمله­ای­های لژاندر………………………………………………………97

5-5- نتایج شبیه­سازی……………………………………………………………………………………………………………………….100

5-5-1- کنترل مقاوم کلاسیک……………………………………………………………………………………………………100

5-5-2- کنترل مقاوم پیشنهادی با استفاده از توابع لژاندر……………………………………………………………104

5-5-3- مقایسه با سایر کنترل­کننده­های مبتنی بر ولتاژ [112]………………………………………………..107

5-6- نتیجه­گیری…………………………………………………………………………………………………………………………………….109

فصل ششم: کنترل مقاوم سیستمهای غیرخطی مرتبه اول با استفاده از یادگیری عاطفی مغز ……………111

6-1- مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………………..112

6-2- مدلسازی ریاضی یادگیری عاطفی مغز………………………………………………………………………………………112

6-3- طراحی قانون کنترل و اثبات پایداری………………………………………………………………………………………..116

6-4- نتایج آزمایشگاهی………………………………………………………………………………………………………………………121

6-5- نتیجه­گیری………………………………………………………………………………………………………………………………….124

فصل هفتم: نتیجه­گیری و پیشنهادات……………………………………………………………………………………………………..127

7-1-نتیجه­گیری…………………………………………………………………………………………………………………………………128

7-2   پیشنهادات………………………………………………………………………………………………………………………………….131

فهرست منابع…………………………………………………………………………………………………………………………………………….133

پیوست الف: مدل ریاضی بازوی ماهر اسکارا…………………………………………………………………………………………….151

پیوست ب: اثبات لم­های فصل 4………………………………………………………………………………………………….155

پیوست ج: بوردها ………………………………………………………………………………………………………………………..161

 

 

فهرست اشکال

شکل2-1 ربات هنرمند………………………………………………………………………………………………………………………………21

شکل2-2 ربات اسکارا…………………………………………………………………………………………………………………………………21

شکل 2-3 دیاگرام مفصلی ربات کروی……………………………………………………………………………………………………….22

شکل 2-4 محور‌های مختصات دوران یافته……………………………………………………………………………………………..23

شکل 2-5 دستگاه مختصات انتقال یافته……………………………………………………………………………………………………24

شکل2-6 اختصاص دستگاههای مختصات به بازوی اسکارا……………………………………………………………………..27

شکل 2-7 دیاگرام مفصلی برای محاسبه سینماتیک وارون ربات اسکارا………………………………………………….29

شکل (3-1) دیاگرام کنترل ولتاژ موتور مفصل ربات………………………………………………………………………………..37

شکل (3-2) دیاگرام موتور مغناطیس دائم DC………………………………………………………………………………………41

شکل (3-3) سیستم کنترل ربات بر مبنای راهبرد کنترل ولتاژ……………………………………………………………43

شکل (3-4) خطای ردگیری سیستم کنترل با راهبرد کنترل ولتاژ……………………………………………………..43

شکل (3-5) ولتاژ موتورهای سیستم کنترل با راهبرد کنترل ولتاژ……………………………………………………..44

شکل (4-1) بلوک دیاگرام کنترل کننده مبتنی بر سری فوریه ………………………………………………………….51

شکل (4-2) خطاهای ردگیری در شبیه­سازی 4-3-4-1 …………………………………………………………………..62

شکل (4-3) همگرایی ضرایب سری فوریه در شبیه­سازی 4-3-4-1 …………………………………………………63

شکل (4-4) سیگنالهای کنترل در شبیه­سازی 4-3-4-1 …………………………………………………………………..65

شکل (4-5) عملکرد کنترل کننده پیشنهادی در ردگیری مسیر مربعی …………………………………………..65

شکل (4-6) سیگنالهای کنترل در ردگیری مسیر مربعی…………………………………………………………………….66

شکل (4-7) عملکرد ردگیری کنترل­کننده پیشنهادی برای مسیر مثلثی ………………………………………….66

شکل (4-8) سیگنالهای کنترل در ردگیری مسیر مثلثی…………………………………………………………………….67

شکل (4-9) خطاهای ردگیری در شبیه­سازی 4-3-4-3 …………………………………………………………………..70

شکل (4-10) سیگنالهای کنترل در شبیه­سازی 4-3-4-3 ……………………………………………………………..70

شکل (4-11) اغتشاش خارجی در شبیه­سازی 4-3-4-4 ………………………………………………………………….71

شکل (4-12) ردگیری مسیر نامتناوب و دفع اغتشاش خارجی…………………………………………………………..72

شکل (4-13) سیگنالهای کنترل در ردگیری مسیر نامتناوب و دفع اغتشاش خارجی………………………72

شکل (4-14) ساختار شبکه عصبی-فازی…………………………………………………………………………………………….76

شکل (4-15) بلوک دیاگرام کنترل کننده عصبی-فازی ……………………………………………………………………..77

شکل (4-16) مقایسه خطاهای ردگیری دو کنترل کننده (سری فوریه: ــــ عصبی-فازی: – –)…….78

شکل (4-17) مقایسه ولتاژ موتورها در دو کنترل کننده (سری فوریه: ـــ عصبی-فازی: – –)……….78

شکل (4-18) ستاپ آزمایشگاهی…………………………………………………………………………………………………………..80

شکل (4-19) عملکرد ردگیری کنترلر مبتنی بر سری فوریه در پیاده­سازی عملی(مسیر ربات: ــــــ مسیر مطلوب: – – – )………………………………………………………………………………………………………………………………..82

شکل (4-20) خطای ردگیری کنترلر مبتنی بر سری فوریه در پیاده­سازی عملی……………………………………83

شکل (4-21) ولتاژ موتورها در کنترلر مبتنی بر سری فوریه در پیاده­سازی عملی………………………………….83

شکل (4-22) ضرایب سری فوریه مربوط به مفصل اول در پیاده­سازی عملی…………………………………………84

شکل (4-23) ردگیری مسیرهای مربعی در پیاده­سازی عملی…………………………………………………………………85

شکل (4-24) ولتاژ موتورها برای ردگیری مسیر مربعی در پیاده­سازی عملی…………………………………………86

شکل (5-1) بلوک دیاگرام قانون کنترل (5-16)…………………………………………………………………………………….94

شکل (5-2) بهره تناسبی تعریف شده در (5-49) …………………………………………………………………………………102

شکل (5-3) ولتاژ موتورها در کنترل مقاوم کلاسیک …………………………………………………………………………….102

شکل (5-4) عملکرد ردگیری کنترل مقاوم کلاسیک در صفحه xy…………………………………………………….103

شکل (5-5) خطای ردگیری هر سه مختصات در کنترل مقاوم کلاسیک…………………………………………….103

شکل (5-6) عملکرد ردگیری کنترل کننده پیشنهادی در صفحه xy…………………………………………………104

شکل (5-7) ولتاژ موتورها در کنترل کننده پیشنهادی ………………………………………………………………………..105

شکل (5-8) خطای ردگیری هر سه مختصات در کنترل مقاوم پیشنهادی…………………………………………..106

شکل (5-9) همگرایی ضرایب لژاندر………………………………………………………………………………………………………106

شکل (5-10) عملکرد ردگیری کنترل کننده پیشنهادی در [112]…………………………………………………….108

شکل (5-11) ولتاژ موتورها در کنترل کننده پیشنهادی در [112] …………………………………………………..108

شکل (6-1) دستگاه کناری مغز [142]…………………………………………………………………………………………………113

شکل (6-2) بلوک دیاگرام کنترل­کننده عاطفی………………………………………………………………………………………116

شکل (6-3) ردگیری مسیر مطلوب برای مفصل اول……………………………………………………………………………..122

شکل (6-4) ولتاژ موتور برای مفصل اول……………………………………………………………………………………………….122

شکل (6-5) ردگیری مسیر مطلوب برای مفصل دوم…………………………………………………………………………….123

شکل (6-6) ولتاژ موتور برای مفصل دوم………………………………………………………………………………………………..124

شکل (6-7) ردگیری مسیر مطلوب برای مفصل سوم…………………………………………………………………………….125

شکل (6-8) ولتاژ موتور برای مفصل دوم…………………………………………………………………………………………………125

 

 

 

 

 

فهرست جداول

 

جدول 2-1 جدول دناویت هارتنبرگ برای ربات اسکارا……………………………………………………………………………28

جدول (3-1) پارامترهای موتور………………………………………………………………………………………………………………….42

جدول (3-2) پارامترهای دینامیکی ربات…………………………………………………………………………………………………..42

 

 برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

پایان نامه CT با درنظرگرفتن تغییر ساختار معمولی سیستم قدرت

تشخیص اشباع و جبران­سازی اعوجاج جریان ثانویه CT با درنظرگرفتن تغییر ساختار معمولی سیستم قدرت

 

 

پایان­نامه کارشناسی ارشد رشته مهندسی برق

گرایش قدرت

 

 

 

 

 

اساتید راهنما:

دکتر حمید جوادی

دکتر فرهاد حق­جو

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

چکیده

در این پایان­نامه، ضمن بررسی پدیده اشباع در CTهای حفاظتی، به مشکلات مربوط به آشکارسازی این پدیده و جبرانسازی جریان معوج ثانویه CT پرداخته شده است و بمنظور رفع مشکلات مطرح شده، روش­هایی معرفی شده و نتایج حاصله در محیط نرم­افزاری و بصورت مدلسازی با هم مقایسه گردیده­اند.

جهت آشکارسازی پدیده اشباع از روش­هایی مبتنی بر:

 

1-    مشتق مرتبه سوم،	2-    تبدیل موجک گسسته،
3-    ریخت­شناسی پیشرو،	4-    و ریخت­شناسی ریاضیاتی

استفاده شده است.

برای جبرانسازی جریان معوج ثانویه نیز از روش­های:

 

1-    حداقل مربعات خطا،	2-    تخمین جریان مغناطیس­کنندگی،
3-    و شبکه عصبی مصنوعی با درنظرگرفتن تغییرات ساختاری شبکه نمونه (و در نتیجه تغییر قدرت اتصال کوتاه در محل نصب CT) جهت آموزش این شبکه،

استفاده گردیده است.

پس از پیاده­سازی و مقایسه روش­های ذکرشده، روش ریخت­شناسی ریاضیاتی و حداقل مربعات خطا بعنوان مناسب­ترین روش­ جهت آشکارسازی پدیده اشباع و جبرانسازی جریان معوج ثانویه CT پیشنهاد شده­اند.

علاوه بر موارد فوق­الذکر، تلاش شده است با تغییراتی در روش اعمال ریخت­شناسی ریاضیاتی (جهت آشکارسازی) و روش حداقل مربعات خطا (جهت جبرانسازی جریان معوج ثانویه)، امکان استفاده از روشهای مذکور در شرایط Online فراهم آید.

مشخصات هسته CT بررسی­شده در این پایان­نامه نیز بر اساس آزمایش عملی بر روی هسته یک CT واقعی استخراج­ گردیده و در نهایت، مدل حاصله در قسمتی از شبکه شبیه­سازی­شده ایران (در محیط نرم­افزار EMTP-RV) اعمال و مورد بررسی قرار گرفته است.

کلمات کلیدی: ترانسفورماتور جریان، آشکارسازی پدیده اشباع CT، مشتق مرتبه سوم، تبدیل موجک گسسته، ریخت­شناسی پیشرو، ریخت­شناسی ریاضیاتی، جبرانسازی جریان معوج ثانویه، حداقل مربعات خطا، تخمین جریان مغناطیس­کنندگی، شبکه عصبی مصنوعی

 

فهرست مطالب

عنوان                                          صفحه

فهرست جدول‌ها ‌ح

فهرست شکل‌‌ها ‌ط

فصل 1-. مقدمه

1-1-     مقدمه   2

1-2-     مروری بر کارهای انجام شده 3

1-3-     ساختار پایان نامه 4

فصل 2-. ترانسفورماتور جریان

2-1-  مقدمه   6

2-2-  معرفی انواع ترانسفورماتورهای جریان 6

2-3-  کمیتهای مهم در ترانسفورماتور جریان حفاظتی 8

2-4-  مدار معادل ترانسفورماتور جریان 10

2-5-  شار هسته ترانسفورماتور جریان در شرایط خطا 10

2-6-  اشباع ترانسفورماتور جریان حفاظتی 12

2-6-1- عوامل تأثیرگذار بر اشباع 13

2-7-  جمع­بندی 13

فصل 3-  روشهای آشکارسازی پدیده اشباع ترانسفورماتور جریان

3-1-     مقدمه   16

3-2-     آشکارسازی پدیده اشباع مبتنی بر مشتق مرتبه سوم 16

3-3-     آشکارسازی پدیده اشباع مبتنی بر تبدیل موجک گسسته 19

3-3-1- توابع مادر و خصوصیات آنها 20

3-3-2- رفتار فیلتری و مشخصه فرکانسی توابع و 24

3-3-3- وابستگی نرخ نمونه برداری به بالاترین حد فرکانسی 24

3-3-4- انواع دیگر توابع مادر 26

3-4-     آشکارسازی پدیده اشباع مبتنی بر روش ریخت­شناسی ریاضیاتی یک­بعدی 28

3-4-1- عملگرهای اساسی MM 28

3-4-2- فیلترهای MM 29

3-4-3- اجزاء ساختاری (SE) 29

3-4-4- آشکارسازی اشباع مبتنی بر روش MM 30

3-5-     آشکارسازی پدیده اشباع با استفاده از روش ریخت­شناسی پیشرو 33

3-5-1- عملگرهای MLS 33

فصل 4– مدلسازی و مقایسه روشهای آشکارسازی پدیده اشباع

4-1-     مقدمه   37

4-2-     مدلسازی ترانسفورماتور جریان 37

4-3-     نتایج حاصل از آشکارسازی پدیده اشباع CT مبتنی بر روش مشتق مرتبه سوم 42

4-4-     نتایج حاصل از آشکارسازی پدیده اشباع با استفاده از روش تبدیل موجک 43

4-4-1- آستانه گذاری تطبیقی 44

4-5-     نتایج حاصل از آشکارسازی پدیده اشباع CT با استفاده از روش پیشنهادی MM 45

4-6-     نتایج حاصل از آشکارسازی پدیده اشباع CT مبتنی بر MLS 47

4-7-     مقایسه روشهای بررسی شده آشکارسازی پدیده اشباع CT 48

فصل 5-  روشهای جبرانسازی جریان معوج ثانویه ترانسفورماتور جریان

5-1-     مقدمه   51

5-2-     جبرانسازی جریان معوج ثانویه CT با استفاده از روش حداقل مربعات خطا (LSE) 51

5-2-1- روش حداقل مربعات خطا (LSE) 51

5-2-2- استفاده از روش LSE برای جبرانسازی جریان معوج ثانویه CT 53

5-3-     جبرانسازی جریان معوج ثانویه CT مبتنی روش تخمین جریان مغناطیس­کنندگی 55

5-4-     روش پیشنهادی جبرانسازی جریان معوج ثانویه CT با استفاده از شبکه عصبی 59

5-4-1- فرایند آموزش شبکه عصبی 59

5-4-2- جبرانسازی جریان معوج ثانویه با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی 60

5-5-     مقایسه روشهای بررسی شده جبرانسازی جریان معوج ثانویه CT 70

فصل 6-  روشهای پیشنهادی پایان­نامه بمنظور آشکارسازی پدیده اشباع و جبرانسازی جریان معوج­ CT در شرایط Online

6-1-     آشکارسازی پدیده اشباع CT مبتنی بر روش ریخت­شناسی ریاضیاتی در شرایط Online         …………………. 73

6-2-     جبرانسازی جریان معوج ثانویه در شرایط Online مبتنی بر روش پیشنهادی حداقل مربعات خطای اصلاح شده (MLSE) 75

6-2-1- امکان بکارگیری در شرایط Online 77

6-3-     فلوچارت پیاده­سازی آشکارسازی آشکارسازی پدیده اشباع CT و جبران سازی جریان معوج ثانویه در شرایط Online 77

فصل 7-. جمع­بندی، نتیجه­گیری و ارائه پیشنهادات

7-1-     جمع­بندی و نتیجه­گیری 81

7-2-     پیشنهادات 82

فهرست مراجع 83

پیوست یک   87

پیوست دو     90

فهرست جدول‌ها

عنوان                                          صفحه

جدول ‏4‑1 : مدت زمان پیاده­سازی روشهای آشکارسازی پدیده اشباع 49

جدول ‏5‑1 : اطلاعات شرایط ساختاری در نظر گرفته شده برای آموزش شبکه عصبی مصنوعی به ازای مقاومت خطای صفر اهم 64

جدول ‏5‑2 : اطلاعات شرایط ساختاری در نظر گرفته شده برای آموزش شبکه عصبی مصنوعی به ازای مقاومت خطای 25/1 اهم 65

جدول ‏5‑3 : اطلاعات شرایط ساختاری در نظر گرفته شده برای آموزش شبکه عصبی مصنوعی به ازای مقاومت خطای 5/2 اهم 66

جدول ‏5‑4 : اطلاعات شرایط ساختاری در نظر گرفته شده برای آموزش شبکه عصبی مصنوعی به ازای مقاومت خطای 75/3 اهم 67

جدول ‏5‑5 : اطلاعات شرایط ساختاری در نظر گرفته شده برای آموزش شبکه عصبی مصنوعی به ازای مقاومت خطای 5 اهم 68

 

فهرست شکل‌‌ها

عنوان                                         صفحه

شکل ‏2‑1 : نحوه­ی اتصال CT به شبکه قدرت 6

شکل ‏2‑2: مدار معادل ترانسفورماتور جریان 10

شکل ‏2‑3 : جریان اولیه و ثانویه اشباع­شده CT 13

شکل ‏3‑1 : جریان اولیه منتقل شده به ثانویه و جریان ثانویه CT 16

شکل ‏3‑2 : تخمین جریان با استفاده از مشتقات مرتبه اول (الف)، دوم (ب) و سوم (ج) 18

شکل ‏3‑3 : نمونه­ای از تابع مادر (db10) و تابع عمود بر آن[23] 21

شکل ‏3‑4 : پروسه محاسبه ضرایب مولفه دقیق و تقریبی در مراحل مختلف تجزیه 23

شکل ‏3‑5 : مشخصه فرکانسی فیلتر موجک با تابع مادر در مراحل مختلف تجزیه 23

شکل ‏3‑6 : مشخصه فرکانسی توابع مادر مختلف به ازای فرکانس نمونه برداری 10 کیلوهرتز 25

شکل ‏3‑7: مشخصه فرکانسی تابع مادر (db2) به ازای فرکانس نمونه برداری 5 کیلوهرتز 26

شکل ‏3‑8: تابع Haar گسسته 26

شکل ‏3‑9: توابع Daubechies پیوسته 27

شکل ‏3‑10 : تابع Mexican Hat پیوسته 27

شکل ‏3‑11 : تابع Morlet پیوسته 27

شکل ‏3‑12 : تابع Meyer پیوسته 27

شکل ‏3‑13 : نتیجه اعمال عملگرها و فیلترهای MM بر سیگنالf 30

شکل ‏3‑14 : اشکال مورد استفاده برای اجزاء ساختاری 30

شکل ‏3‑15 : تبدیل فوریه سیگنال جریان ثانویه CT در شرایط عادی سیستم و در شرایط خطا بدون معوج شدن سیگنال 31

شکل ‏3‑16 : تبدیل فوریه سیگنال جریان ثانویه CT در شرایط عادی سیستم و در شرایط خطا و معوج شدن سیگنال جریان 31

شکل ‏3‑17 : نتیجه اعمال فیلترهای متوسط­گیر و تفاضلی بر سیگنال f 32

شکل ‏3‑18 : گام­های روش MLS 33

شکل ‏3‑19 : نتیجه اعمال عملگرهای MLS بر سیگنال 34

شکل ‏4‑1 : مدار آزمایشگاهی استخراج منحنی هیسترزیس هسته CT 38

شکل ‏4‑2 : ترانسفورماتور جریان مدلسازی شده در نرمافزار EMTP-RV 39

شکل ‏4‑3 : منحنی رفت هیسترزیس مدل­شده در فیلتر هیسترزیس 39

شکل ‏4‑4 : منحنی هیسترزیس مدلسازی شده در نرم افزار EMTP-RV 39

شکل ‏4‑5 : شبکه انتقال (شبیه سازی شده در نرم افزار EMTP-RV ) 40

شکل ‏4‑6 : شبکه انتقال مورد بررسی (قسمتی از شبکه ایران) 41

شکل ‏4‑7 : نمونه سیگنال جریان خروجی پست شماره 2 به ازای اتصال کوتاه در 25 میلی ثانیه 41

شکل ‏4‑8 : نمونه سیگنال جریان خروجی پست شماره 2 به ازای اتصال کوتاه در 25 میلی ثانیه از دید ثانویه CT 41

شکل ‏4‑9 : آشکارسازی پدیده اشباع مبتنی بر روش مشتق مرتبه سوم به ازای وقوع خطا در زاویه صفر درجه جریان 42

شکل ‏4‑10 : آشکارسازی پدیده اشباع مبتنی بر روش مشتق مرتبه سوم به ازای وقوع خطا در زاویه 180 درجه جریان 42

شکل ‏4‑11 : آشکارسازی پدیده اشباع مبتنی بر روش تبدیل موجک به ازای خطا در زاویه صفر درجه جریان 44

شکل ‏4‑12 : آشکارسازی پدیده اشباع مبتنی بر روش تبدیل موجک به ازای خطا در زاویه 180 درجه جریان 44

شکل ‏4‑13 : سیگنال اجزا ساختاری مناسب برای سیستم­های قدرت با طول 20 نمونه 45

شکل ‏4‑14 : آشکارسازی پدیده اشباع مبتنی بر روش MM به ازای خطا در زاویه صفر درجه جریان 46

شکل ‏4‑15 : آشکارسازی پدیده اشباع مبتنی بر روش MM به ازای خطا در زاویه 180 درجه جریان 46

شکل ‏4‑16 : آشکارسازی پدیده اشباع مبتنی بر روش MLS به ازای خطا در زاویه صفر درجه جریان 47

شکل ‏4‑17 : آشکارسازی پدیده اشباع مبتنی بر روش MLS به ازای خطا در زاویه 180 درجه جریان 48

شکل ‏5‑1 : جریان­های اولیه ارجاع داده شده به ثانویه و جریان ثانویه CT در حالت اشباع­شده 54

شکل ‏5‑2 : جبرانسازی جریان ثانویه CT با استفاده از روش LSE به ازای خطا در زاویه صفر درجه جریان 55

شکل ‏5‑3 : جبرانسازی جریان ثانویه CT با استفاده از روش LSE به ازای خطا در زاویه 180 درجه جریان 55

شکل ‏5‑4 : مدار معادل CT 56

شکل ‏5‑5 : جریانهای اولیه و ثانویه معوج CT 56

شکل ‏5‑6 : جبرانسازی جریان ثانویه CT با استفاده از روش MLS به ازای خطا در زاویه صفر درجه جریان 58

شکل ‏5‑7 : جبرانسازی جریان ثانویه CT با استفاده از روش MLS به ازای خطا در زاویه 180 درجه جریان 59

شکل ‏5‑10 : ساختار شبکه عصبی مصنوعی انتخاب شده 60

شکل ‏5‑8 : جبرانسازی جریان ثانویه CT با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی آموزش دیده بوسیله اطلاعات شبکه با ساختار ثابت 61

شکل ‏5‑9 : جبرانسازی جریان ثانویه CT موجود در شبکه تغییر ساختار یافته با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی آموزش دیده بوسیله اطلاعات شبکه با ساختار ثابت 62

شکل ‏5‑11 : جبرانسازی جریان ثانویه CT موجود در شبکه تغییر ساختار یافته با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی آموزش دیده بوسیله اطلاعات شبکه با در نظر گرفتن تغییرات ساختاری ممکن در شبکه نمونه 69

شکل ‏5‑12 : جبرانسازی جریان ثانویه CT موجود در شبکه تغییر ساختار یافته با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی آموزش دیده بوسیله اطلاعات شبکه با در نظر گرفتن تغییرات ساختاری ممکن در شبکه نمونه 69

شکل ‏6‑1 : آشکارسازی پدیده اشباع مبتنی بر روش MM در شرایط Online به ازای خطا در زاویه صفر درجه جریان 74

شکل ‏6‑2 : آشکارسازی پدیده اشباع مبتنی بر روش MM در شرایط Online به ازای خطا در زاویه 180 درجه جریان 74

شکل ‏6‑3 : آشکارسازی پدیده اشباع مبتنی بر روش MM در شرایط Online به ازای خطا در زاویه صفر درجه جریان 75

شکل ‏6‑4 : جبرانسازی جریان ثانویه CT با استفاده از روش MLSE به ازای خطا در زاویه صفر درجه جریان 76

شکل ‏6‑5 : جبرانسازی جریان ثانویه CT با استفاده از روش MLSE به ازای خطا در زاویه 180 درجه جریان 77

شکل ‏6‑6 : فلوچارت آشکارسازی پدیده اشباع CT و جبران سازی جریان معوج ثانویه در شرایط Online 78

 برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

پایان نامه جایابی بهینه خازن و مولد تولید پراکنده برای کاهش نرخ خرابی جهت بهبود قابلیت اطمینان و کاهش تلفات در سیستمهای توزیع با استفاده از الگوریتم ژنتیک

پایان نامه دوره کارشناسی ارشد در رشته برق-قدرت

موضوع:

جایابی بهینه خازن و مولد تولید پراکنده برای کاهش نرخ خرابی جهت بهبود قابلیت اطمینان و کاهش تلفات در سیستمهای توزیع با استفاده از الگوریتم ژنتیک

استاد راهنما:

دکتر سید مهدی حسینی

 

 

زمستان

1391

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

چکیده

کاهش تلفات و افزایش قابلیت اطمینان همواره از اهداف اصلی طراحان سیستمهای قدرت الکتریکی بوده است یکی از راهکارهای پیشنهادی جهت نیل به این اهداف، استفاده از خازنهای موازی و منابع تولید پراکنده در سیستمهای توزیع است. مهندسین طراح همواره بدنبال برقراری توازنی منطقی بین هزینه‏های اقتصادی و بهبود کیفیت توان تحویلی به مشترکین می‏باشند. هدف اصلی این پایان­نامه تعیین اندازه و مکان بهینه­ی واحد تولید پراکنده و بانک خازنی با هدف بهینه‏کردن یک تابع هزینه جامع که متشکل از هزینه تلفات، هزینه قابلیت اطمینان و هزینه سرمایه‏گذاری خازن و تولید پراکنده است، می‏باشد.

جریانهای بالا منجر به بروز خرابی در کابل‏ها و خطوط هوایی خواهد شد نصب خازن و تولید پراکنده به ترتیب با کاهش مولفه‏های راکتیو و اکتیو جریان عبوری از شاخه‏های مختلف، موجب کاهش اندازه جریان عبوری از آنها شده در نهایت منجر به کاهش نرخ وقوع خرابی در آنها می‏شود. نوآوری اصلی این پایان‏نامه جایابی همزمان تولید پراکنده و خازن بر اساس تعریف یک تابع هدف جدید، با درنظرگرفتن هزینه‏های اقتصادی است که در آن تأثیرات نصب خازن و تولید پراکنده بر قابلیت اطمینان سیستم، از دیدگاه اثرگذاری بر نرخ خرابی کابلها و خطوط هوایی با تعریف یک ضریب جبران‏سازی جدید مورد بررسی قرار گرفته است.­ دوره طراحی 10 ساله بوده و رشد بار سیستم نیز لحاظ شده است. جهت بهینه‏سازی تابع هزینه از الگوریتم ژنتیک استفاده می‏شود. روش پیشنهادی بر روی دو سیستم توزیع شعاعی 10 شین و 33 شین IEEE اعمال می‏گردد.

واژه‏های کلیدی

قابلیت اطمینان، تلفات، تولید پراکنده، خازن، الگوریتم ژنتیک.

 

	فهرست مطالب
صفحه	عنوان
1	فصل اول – مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
2	1- 1- مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
4	1- 2- نتیجه‏گیری………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
5	فصل دوم – مروری بر روشهای جایابی خازن، تولید پراکنده و کارهای انجام شده……………………………………………
6	2- 1- مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
6	2- 2- خازن……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
7	2- 3- تأثیرات مثبت خازن‏های متوالی و موازی در شبکه قدرت…………………………………………………………………………………
7	2- 3- 1- خازن‏های متوالی……………………………………………………………………………………………………………………………………….
8	2- 3- 2- خازن‏های موازی………………………………………………………………………………………………………………………………………..
8	2- 3- 2- 1- تصحیح ضریب توان…………………………………………………………………………………………………………………………
8	2- 3- 2- 2- کاهش تلفات……………………………………………………………………………………………………………………………………
9	2- 3- 2- 3- آزادسازی ظرفیت…………………………………………………………………………………………………………………………….
9	2- 3- 2- 4- اصلاح ولتاژ………………………………………………………………………………………………………………………………………
9	2- 3- 2- 5- بهبود قابلیت اطمینان سیستم با افزایش ظرفیت بارگیری خطوط……………………………………………….
10	2- 4- توجیه اقتصادی خازن‏ها………………………………………………………………………………………………………………………………………
10	2- 5- روشهای جایابی خازن…………………………………………………………………………………………………………………………………………
11	2- 5- 1- روشهای تحلیلی………………………………………………………………………………………………………………………………………..
12	2- 5- 2- برنامه‏نویسی ریاضی…………………………………………………………………………………………………………………………………..
13	2- 5- 2- 1- برنامه‏ریزی خطی…………………………………………………………………………………………………………………………….
13	2- 5- 2- 2- برنامه‏ریزی اعداد صحیح………………………………………………………………………………………………………………….
13	2- 5- 2- 3- برنامه‏ریزی دینامیکی………………………………………………………………………………………………………………………
14	2- 5- 3- روشهای ابتکاری………………………………………………………………………………………………………………………………………..
14	2- 5- 4- روشهای مبتنی بر هوش مصنوعی…………………………………………………………………………………………………………….
15	2- 6- تعریف تولید پراکنده……………………………………………………………………………………………………………………………………………
17	2- 7- مزایای تولید پراکنده…………………………………………………………………………………………………………………………………………..
18	2- 8- روشهای جایابی تولید پراکنده…………………………………………………………………………………………………………………………….
19	2- 8- 1- روشهای بهینه‏سازی…………………………………………………………………………………………………………………………………..
27	2- 8- 2- روشهای تحلیلی………………………………………………………………………………………………………………………………………..
28	2- 9- نتیجه‏گیری………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
30	فصل سوم – مروری بر مفاهیم قابلیت اطمینان و بررسی اثرات جریانهای زیاد بر قابلیت اطمینان……………….
31	3- 1- مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
33	3- 2- روشهای پایه‏ای ارزیابی……………………………………………………………………………………………………………………………………….
33	3- 2- 1- ارزیابی تقریبی قابلیت اطمینان سیستم…………………………………………………………………………………………………..
33	3- 2- 2- سیستمهای با شبکه متوالی………………………………………………………………………………………………………………………
37	3- 3- سایر شاخصهای قطع برق……………………………………………………………………………………………………………………………………
37	3- 3- 1- مفاهیم……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
38	3- 3- 2- شاخص‏های مبتنی بر بار و انرژی……………………………………………………………………………………………………………..
39	3- 4- کاربرد در سیستمهای شعاعی…………………………………………………………………………………………………………………………….
40	3- 5- رابطه هزینه با ارزش قابلیت اطمینان…………………………………………………………………………………………………………………
41	3- 6- خرابی‏های تجهیز…………………………………………………………………………………………………………………………………………………
42	3- 7- کابل……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
43	3- 7- 1- کابل زیرزمینی…………………………………………………………………………………………………………………………………………..
44	3- 8- خطوط هوایی………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
48	3- 9- اثرات نصب خازن و تولید پراکنده بر کاهش نرخ خرابی……………………………………………………………………………………
50	3- 10- نتیجه‏گیری……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
51	فصل چهارم – معرفی تابع هدف پیشنهادی برای مسئله جایابی بهینه خازن و تولید پراکنده……………………….
52	4- 1- مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
52	4- 2- تابع هدف…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
52	4- 2- 1- هزینه تلفات……………………………………………………………………………………………………………………………………………….
53	4- 2- 2- هزینه بهبود قابلیت اطمینان…………………………………………………………………………………………………………………….
55	4- 2- 3- هزینه سرمایه‏گذاری………………………………………………………………………………………………………………………………….
55	4- 2- 3- 1- محاسبه هزینه خازن……………………………………………………………………………………………………………………….
56	4- 2- 3- 2- محاسبه هزینه تولید پراکنده…………………………………………………………………………………………………………..
57	4- 3- بیان مسئله…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
58	4- 4- قیود حاکم بر سیستم………………………………………………………………………………………………………………………………………….
58	4- 4- 1- قید ظرفیت توان اکتیو تولیدی DG…………………………………………………………………………………………………………
58	4- 4- 2- محدودیت‏های ولتاژ…………………………………………………………………………………………………………………………………..
59	4- 4- 3- محدودیت‏های جریان………………………………………………………………………………………………………………………………..
59	4- 5- پخش بار………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
60	4- 5- 1- دلایل ماهیت متفاوت انتقال با توزیع……………………………………………………………………………………………………….
60	4- 5- 2- پخش بار پسرو-پیشرو……………………………………………………………………………………………………………………………….
61	4- 6- مدل DG مورد استفاده……………………………………………………………………………………………………………………………………….
62	4- 7- الگوریتم ژنتیک……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
62	4- 7- 1- کدبندی مسئله مورد بررسی…………………………………………………………………………………………………………………….
63	4- 7- 1- 1- قسمت اول رشته کروموزوم…………………………………………………………………………………………………………….
64	4- 7- 1- 2- قسمت دوم رشته کروموزوم…………………………………………………………………………………………………………….
65	4- 7- 1- 3- قسمت سوم رشته کروموزوم…………………………………………………………………………………………………………..
65	4- 7- 1- 4- قسمت چهارم رشته کروموزوم………………………………………………………………………………………………………..
65	4- 7- 2- مراحل اجرای الگوریتم ژنتیک………………………………………………………………………………………………………………….
67	4- 8- نتیجه‏گیری………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
68	فصل پنجم – جایابی بهینه خازن و مولد تولید پراکنده…………………………………………………………………………………………..
69	5- 1- سیستم‏های مورد مطالعه…………………………………………………………………………………………………………………………………….
70	5- 2- سیستم استاندارد 10شین IEEE……………………………………………………………………………………………………………………….
70	5- 3- سیستم استاندارد 33 شین IEEE………………………………………………………………………………………………………………………
71	5- 4- تعیین اندازه و مکان بهینه‏ی یک بانک خازنی و یک مولد تولید پراکنده در سیستم استاندارد 10 شین IEEE…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
75	5- 5- تعیین اندازه و مکان بهینه‏ی یک بانک خازنی و یک مولد تولید پراکنده در سیستم استاندارد 33 شین IEEE…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
78	5- 6- تعیین اندازه و مکان بهینه‏ی دو بانک خازنی و دو واحد تولید پراکنده در سیستم استاندارد 10 شین IEEE…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
81	5- 7- تعیین اندازه و مکان بهینه‏ی دو بانک خازنی و دو واحد تولید پراکنده در سیستم استاندارد 33 شین IEEE…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
85	فصل ششم – نتیجه‏گیری و ارایه پیشنهادات……………………………………………………………………………………………………………
86	6- 1- نتیجه‏گیری………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
88	6- 2- ارایه پیشنهادات…………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
89	مراجع…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

 

 

 

 

 

 

 

 

 

	فهرست شکل‏ها
صفحه	عنوان
7	شکل 2- 1- بانک خازنی نصب‏شده در سیستم توزیع……………………………………………………………………………………………………..
17	شکل 2- 2- منابع تولید پراکنده………………………………………………………………………………………………………………………………………
34	شکل 3- 1- نمودار فضای حالت سیستم دو عضوی…………………………………………………………………………………………………………
35	شکل 3- 2- نمایش سیستم دو عضوی با شبکه متوالی……………………………………………………………………………………………………
38	شکل 3- 3- نمایش Lp، La،Ed  و t……………………………………………………………………………………………………………………………………
40	شکل 3- 4- هزینه نسبی در بهسازی قابلیت اطمینان……………………………………………………………………………………………………..
41	شکل 3- 5- قابلیت اطمینان و هزینه‏های کلی سیستم……………………………………………………………………………………………………
43	شکل 3- 6- ساختار یک کابل XLPE……………………………………………………………………………………………………………………………….
44	شکل 3- 7- یک درخت آبی نمونه در یک کابل XLPE…………………………………………………………………………………………………..
47	شکل 3- 8- تغییر خصوصیات مکانیکی سیم سخت کشیده شده 5/99 AL قبل و بعد از تابیده‏شدن………………………….
48	شکل 3- 9- کاهش استقامت کششی هادی‏های آلومینیومی تحت دما و زمان متفاوت بر اساس روش مورگان……………
54	شکل 4- 1- تابع CCDF نمونه………………………………………………………………………………………………………………………………………….
63	شکل 4- 2- ساختار کروموزوم مسئله جایابی……………………………………………………………………………………………………………………
63	شکل 4- 3- قسمت اول رشته کروموزوم…………………………………………………………………………………………………………………………..
64	شکل 4- 4- یک نمونه از قسمت اول رشته کروموزوم………………………………………………………………………………………………………
64	شکل 4- 5- قسمت دوم رشته کروموزوم………………………………………………………………………………………………………………………….
65	شکل 4- 6- قسمت چهارم رشته کروموزوم………………………………………………………………………………………………………………………
67	شکل 4- 7- فلوچارت الگوریتم ژنتیک………………………………………………………………………………………………………………………………
70	شکل 5- 1- نمودار تک‏خطی یک سیستم 10 شین IEEE……………………………………………………………………………………………..
70	شکل 5- 2- نمودار تک‏خطی یک سیستم 33 شین IEEE……………………………………………………………………………………………..
73	شکل 5- 3- مقایسه پروفیل ولتاژ سیستم 10 شین در سال دهم دوره مطالعه، قبل و بعد از نصب خازن و DG………….
78	شکل 5- 4- مقایسه پروفیل ولتاژ سیستم 33 شین در سال دهم دوره مطالعه، قبل و بعد از نصب خازن و DG………….
81	شکل 5-5- مقایسه پروفیل ولتاژ سیستم 10 شین در سال دهم طراحی، برای سه حالت……………………………………………..
84	شکل 5-6- مقایسه پروفیل ولتاژ سیستم 33 شین در سال دهم طراحی، برای سه حالت……………………………………………..

 برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

 

پایان نامه جایابی بهینه محدود کننده‌های جریان خطا در میکروگریدها به منظور بهبود تداوم سرویس

پایان‌نامه کارشناسی ارشد در رشته‌ی مهندسی برق (قدرت)

 

جایابی بهینه محدود کننده‌های جریان خطا در میکروگریدها به منظور بهبود تداوم سرویس

 

 

 

استاد راهنما

دکترابراهیم فرجاه

 

بهمن ماه 92

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

چکیده

 

جایابی بهینه محدود کننده‌های جریان خطا در میکروگریدها به منظور بهبود تداوم سرویس

 

به کوشش

سید صادق موسوی شوشتری

 

با توجه به افزایش تقاضای مصرف و نفوذ روزافزون منابع تولید پراکنده به شبکه قدرت، سیستم‌های تولید و توزیع روز‌به‌روز گسترده‌تر و پیچیده‌تر می‌شود. اتصال این منابع به سیستم باعث افزایش سطح جریان اتصال کوتاه و بروز مشکلاتی از جمله بر هم خوردن هماهنگی سیستم حفاظتی موجود در شبکه می‌شود برای حل این مشکل روش‌هایی از جمله قطع کردن منبع تولید پراکنده از شبکه توزیع به هنگام رخ دادن خطا ، تنظیم مجدد پارامترهای رله‌ها و استفاده از طرح تطبیقی پیشنهاد شده است یک روش مناسب برای برطرف کردن مشکلات ناشی از اضافه جریان خطا، استفاده از محدود کننده‌های جریان خطا است در حقیقت محدودکننده‌های جریان خطا نه تنها مشکلات ناشی از اضافه جریان خطا به دلیل اتصال منبع تولید پراکنده به شبکه را رفع می‌کند بلکه سختی و پیچیدگی که در روش‌های فوق اشاره شده است را ندارد.

در این پایان‌نامه، برای برطرف کردن مشکلات ناشی از اتصال منبع تولیدپراکنده در میکروگرید و بهبود کیفیت ولتاژ در باس‌های میکروگرید، استفاده از محدودکننده جریان خطای تک جهته در فیدرهای وصل‌کننده شبکه میکروگرید به شبکه اصلی به منظور بهبود تداوم سرویس پیشنهاد شده‌است. به همین منظور این ایده در دو شبکه 8 باس و شبکه توزیع IEEE30 باس که به صورت حلقوی است بررسی شده است. دراین تحقیق برای پیدا کردن مقادیر مناسب امپدانس محدود کننده‌های جریان خطا تک جهته به منظور حفظ هماهنگی حفاظتی و بهبود کیفیت ولتاژ در شبکه توزیع IEEE30 باس از الگوریتم بهینه‌سازی استاد و دانشجو استفاده شده است.

کلمات کلیدی: منبع تولید پراکنده، محدود کننده جریان خطا، حفاظت، کیفیت توان

 

 

 

فهرست مطالب

   عنوان                                       صفحه

 

فصل اول: مقدمه.. 1

1-1مقدمه.. 2

1-2اهمیت موضوع.. 3

1-3مروری بر مطالعات صورت گرفته جهت کاهش تاثیرات منبع تولید پراکنده   5

1-4اهداف پایان‌نامه.. 7

1-5ساختار پایان‌نامه.. 9

فصل دوم: مروری بر پیشینه تحقیق.. 10

2-1مقدمه.. 11

2-2منبع تولید پراکنده.. 11

2-3میکروگرید.. 13

2-4محدودکننده جریان خطا.. 16

2-4-1راکتورهای محدود کننده جریان.. 17

2-4-2Is-limiter 18

2-4-3محدودکننده جریان خطای حالت جامد.. 20

2-4-4محدودکننده جریان خطای ابر رسانا.. 23

2-4-5 محدودکننده جریان خطای تک جهته .. 27

2-5مروری بر کارهای انجام شده.. 27

فصل سوم: تشریح روش .. 31

3-1مقدمه.. 31

3-2الگوریتم بهینه سازی استاد و دانشجو[43].. 33

3-2-1مقدمه   33

3-2-2بهینه‌سازی بر اساس تدریس – یادگیری.. 34

3-2-3پیاده‌سازی TLBO برای بهینه‌سازی.. 38

3-2-4تصحیح الگوریتم استاد و دانشجو.. 40

3-3سیستم حفاظتی.. 40

3-4شبکه توزیع حلقوی 20 کیلوولت.. 42

3-5شبکه IEEE 30 باس.. 47

3-5-1تابع هزینه.. 52

3-5-2 تاثیرمحدودکننده جریان خطا در ولتاژ میکروگرید…………………………………………54

فصل چهارم: نتایج شبیه‌سازی.. 56

4-1مقدمه.. 56

4-2شبکه توزیع حلقوی 20 کیلوولت.. 56

4-2-1هماهنگی سیستم حفاظت.. 59

4-2-2بهبود کیفیت توان با به کار بردن محدودکننده جریان خطا تک جهته   64

4-3شبکه IEEE 30 باس.. 66

4-3-1هماهنگی حفاظتی.. 67

4-3-2تاثیر محدودکننده جریان خطا تک جهته بر کیفیت ولتاژ در میکروگرید    74

فصل پنجم : نتیجه‌گیری و پیشنهادات.. 76

5-1 نتیجه‌گیری……………………………………………………………………………………………………………77

5-2 پیشنهادات…………………………………………………………………………………………………………….78

منابع و مآخذ………………………………………………………………………………………………….80

 

 

 

 

 

فهرست جداول

   عنوان                                           صفحه

 

جدول ‏3‑1: پارامترهای مشخصه عملکرد رله بر اساس استاندارد    41

جدول ‏3‑2:اطلاعات شبکه.. 43

جدول ‏3‑3: اطلاعات خطوط شبکه توزیع IEEE 30 باس.. 48

جدول ‏3‑4 اطلاعات خطوط میکروگرید.. 49

جدول ‏3‑5 اطلاعات منبع تولید پراکنده.. 49

جدول ‏3‑6: اطلاعات ترانسفورماتورهای میکروگرید.. 49

جدول ‏3‑7: ولتاژ باس‌های حساس میکروگرید قبل از نصب DG   55

جدول ‏3‑8: ولتاژ باس‌های حساس میکروگرید قبل از نصب DG و FCL   55

جدول ‏3‑9: ولتاژ باس‌های حساس میکروگرید قبل از نصب DG و UFCL   55

جدول ‏4‑1: تنظمیات رله‌های اضافه جریان قبل از اتصال منبع تولید پراکنده.. 57

جدول ‏4‑2: نتایج محاسبه شده برای هماهنگی بین رله‌ها اضافه‌جریان قبل از اتصال DG₃. 61

جدول ‏4‑3: نتایج محاسبه شده برای هماهنگی بین رله‌ها اضافه‌جریان بعد از اتصال DG₃. 61

جدول ‏4‑4: نتایج محاسبه شده برای هماهنگی بین رله‌ها اضافه جریان بعد از اتصال DG₃و دو‌FCL.. 62

جدول ‏4‑5: نتایج محاسبه شده برای هماهنگی بین رله‌ها اضافه جریان بعد از اتصال DG₃و یکFCL و یک UFCL.. 62

جدول ‏4‑6: نتایج محاسبه شده برای هماهنگی بین رله‌ها اضافه جریان بعد از اتصال DG₃ و یک UFCL و یکFCL.. 63

جدول ‏4‑7: نتایج محاسبه شده برای هماهنگی بین رله‌ها اضافه جریان بعد از اتصال DG₃ و دو UFCL.. 63

جدول ‏4‑8: دامنه افت ولتاژ باس شماره3 وباس شماره6   64

جدول ‏4‑9: تنظمیات رله‌های اضافه جریان قبل از اتصال منبع تولید پراکنده.. 66

جدول ‏4‑10: نتایج محاسبه شده برای هماهنگی بین رله‌ها اضافه‌جریان قبل از اتصالDG₃. 70

جدول ‏4‑11: نتایج محاسبه شده برای هماهنگی بین رله‌ها اضافه جریان بعد از اتصال DG₃. 71

جدول ‏4‑12::نتایج محاسبه شده برای هماهنگی بین رله‌ها اضافه جریان بعد از اتصال DG₃و دوFCL.. 72

جدول ‏4‑13: نتایج محاسبه شده برای هماهنگی بین رله‌ها اضافه جریان بعد از اتصال DG₃و دوUFCL.. 73

جدول ‏4‑14: ولتاژ باس‌های حساس میکروگرید بعد از نصب DG   75

جدول ‏4‑15: ولتاژ باس‌های حساس میکروگرید بعد از نصب DG و UFCL   75

جدول ‏4‑16:ولتاژ باس‌های حساس میکروگرید بعد از نصب DG و FCL   75

 

 

 

 

 

فهرست شکل‌ها

   عنوان                                           صفحه

شکل ‏2‑1: برخی از اتصالات متداول CLR.. 18

شکل ‏2‑2: یک Is-limiter نمونه و عملکرد آن.. 19

شکل ‏2‑3: ساختار نمونه‌ای از محدودکننده جریان خطای حالت جامد.   20

شکل ‏2‑4: ساختار نمونه‌ای از محدودکننده جریان خطای حالت جامد   21

شکل ‏2‑5: ساختار نمونه‌ای از محدودکننده جریان خطای حالت جامد   22

شکل ‏2‑6: مدار معادل محدود کننده رزونانسی سری-موازی در زمان اتصال کوتاه.. 22

شکل ‏2‑7: ساختار نمونه‌ای از محدودکننده جریان خطای حالت جامد   23

شکل ‏2‑8: مدل یک سیم ابررسانا در دماها و جریانهای مختلف   24

شکل ‏2‑9: تغییرات مقاومت ابررسانا با تغییرات دما.. 24

شکل ‏2‑10: تغییرات مقاومت ابررسانا با تغییرات چگالی جریان   24

شکل ‏2‑11: یک نمونه ساخته شده از محدودکننده جریان خطای ابررسانای نوع مقاومتی.. 25

شکل ‏2‑12: مدل مداری یک محدودکننده جریان خطای ابررسانای نوع سلفی.. 25

شکل ‏2‑13: تغییرات امپدانس محدودکننده با تغییرات چگالی جریان   26

شکل ‏2‑14: یک نمونه ساخته شده از محدودکننده جریان خطای ابر رسانای نوع سلفی.. 26

شکل ‏2‑15: محدودکننده جریان خطا تک جهته.. 27

شکل ‏3‑1: توزیع نمرات دانش‌آموزان با دو روش تدریس.. 34

شکل ‏3‑2: مدل توزیع نمرات بدست توسط گروه دانش‌آموزان   35

شکل ‏3‑3: شبکه توزیع 20 کیلو ولت.. 43

شکل ‏3‑4: مشخصه عملکرد رله‌های پشتیبان و اولیه.. 45

شکل ‏3‑5: فلوچارت تعیین مقدار مناسب برای محدودکننده جریان خطا   46

شکل ‏3‑6: شبکه توزیع IEEE 30 باس.. 47

شکل ‏3‑7: شبکه میکروگرید.. 48

شکل ‏3‑8: فلوچارت ارتباط دو نرم‌افزار در تولید دانش‌آموزان کلاس   51

شکل ‏4‑1: افت ولتاژ در باس شماره3 در صورت رخ دادن خطا در L6  65

شکل ‏4‑2: دامنه ولتاژ باس شماره3 درحالت حضور و عدم حضور محدودکننده.. 65

شکل ‏4‑3: مقادیرتابع هزینه.. 69

شکل ‏4‑4: مجموع امپدانس‌های محدودکننده جریان خطا تک جهته   69

 برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

پایان نامه جبران سازی کمبود و بیشبود ولتاژ در شبکه‌های توزیع نیروی برق با استفاده از بازیاب دینامیکی ولتاژ مبتنی بر مبدل‌های چند سطحی با ساختار مدولار شده و اتصال آبشاری

پایان نامه

مقطع کارشناسی ارشد

رشته: مهندسی برق – گرایش قدرت

عنوان:

جبران سازی کمبود و بیشبود ولتاژ در شبکه‌های توزیع نیروی برق با استفاده از بازیاب دینامیکی ولتاژ مبتنی بر مبدل‌های چند سطحی با ساختار مدولار شده و اتصال آبشاری

استاد راهنما:

دکتر عبدالرضا شیخ الاسلامی

استاد مشاور:

مهندس توحید نوری

 

(تابستان 1393)مقدمات

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

چکیده

 

امروزه با وجود کاربرد وسیع بارهای حساس نظیر، ادوات الکترونیک قدرت، کامپیوترها و بارهای غیرخطی در شبکه‌های توزیع، مسئله کیفیت توان بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. اکثر این بارها به تغییرات ولتاژ، نظیر کمبود و بیشبود ولتاژ، حساس بوده و جهت عملکرد مناسب به منبع ولتاژ سینوسی نیاز دارند. بنابراین استفاده از بهسازهای کیفیت توان جهت کاهش اثر نامطلوب این اختلالات بر عملکرد بارهای حساس ضروری به نظر می‌رسد. در سال‌های اخیر راه‌حل‌های مختلفی برای مقابله با این مشکل پیشنهاد شده است که یکی از بهترین و مؤثرترین روش‌ها، استفاده از ‌DVR[1] می‌باشد.

هدف از انجام این پایان‌نامه بهبود کیفیت توان در شبکه‌های توزیع نیروی برق با وجود اغتشاشاتی نظیر کمبود و بیشبود ولتاژ با استفاده از DVR پیشنهادی می‌باشد. همچنین مقایسه عملکرد چهار تیپ مختلف DVR در جبران کمبود و بیشبود ولتاژ را می‌توان از دیگر اهداف این پایان‌نامه برشمرد. مبدل‌های منبع ولتاژ مختلفی جهت استفاده در DVR، در پژوهش‌های قبلی ارائه شده است. در این پایان‌نامه جهت نیل به اهداف فوق، مبدل منبع ولتاژ چند سطحی با ساختار مدولار شده و اتصال آبشاری ([2]MMCC) جهت بهبود عملکرد DVR در جبران­سازی اغتشاشات ولتاژ، ارائه شده است.

به منظور مشاهده عملکرد DVR پیشنهادی در بهبود کیفیت توان، بر روی سیستم تست در محیط MATLAB/SIMULINK شبیه‌سازی شده است. جهت ارزیابی کیفیت ولتاژ و مشاهده عملکرد DVR با استفاده از مبدل پیشنهادی، [3]THD ولتاژ دو سر بار و ولتاژ تزریقی توسط DVR پیشنهادی سه، پنج و هفت سطحه محاسبه ‌شده و با DVR معمولی (مبتنی بر اینورتر دو سطحه PWM[4]) مقایسه گردیده است. نتایج حاصل از شبیه‌سازی، سرعت عملکرد و دقت DVR پیشنهادی را در بازیابی ولتاژ دو سر بار تأیید می‌کند.

 

کلمات کلیدی: بازیاب دینامیکی ولتاژ، بیشبود ولتاژ، کمبود ولتاژ، کیفیت توان، مبدل چند سطحی با ساختار مدولار شده و اتصال آبشاری.

فهرست علائم و نشانه‌ها

عنوان                                  علامت اختصاری ی

پیک دامنه ولتاژ

زاویه ولتاژ بار

سرعت زاویه‌ای

جریان

دوره تناوب

تبدیل پارک

مختصات محور dq

ولتاژDC

ولتاژ تزریقی

ولتاژ دو سر بار

توان حقیقی

زاویه ولتاژ DVR

ولتاژ تونن

ولتاژ DVR

توان ظاهری DVR

تغییرات آنی ولتاژ

فرکانس کلیدزنی

کیلو هرتز

اهم

امپدانس

فرکانس

سلف

خازن

اندوکتانس

فهرست علایم و نشانه‌ها

عنوان                                  علامت اختصاری ی

ولتاژ منبع

تعداد سلول در هر فاز

مقاومت

کیلوولت

زاویه ولتاژ تزریقی

زاویه ولتاژ بار

زاویه ولتاژ منبع

ولتاژ مؤلفه d

ولتاژ مؤلفه q

توان حقیقی DVR

شاخص مدولاسیون دامنه

شاخص مدولاسیون فرکانس

دامنه تغییرات گام ولتاژ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست علائم اختصاری

جریان متناوب	Alternative Current	AC
سیستم بهساز توان	Custom Power System	CUPS
مبدل تمام پل آبشاری	Cascade H-Bridge	CHB
بازیاب دینامیکی ولتاژ	Dynamic Voltage Restorer	DVR
مبدل چند سطحی با کلمپ دیود	Diode-Clamped Multilevel Converter	DCMC
ادوات FACTS در شبکه توزیع	Distribution-Flexible AC Transmission System	D-FACTS
جبران کننده استاتیکی توزیع	Distribution STAtic COMpensator	D-STATCOM
جریان مستقیم	Direct Current	DC
تداخل الکترومغناطیسی	Electromagnetic Interference	EMI
کمیته تحقیقاتی توان الکتریکی	Electric Power Research Institute	EPRI
سیستم انتقال جریان متناوب قابل انعطاف	Flexible AC Transmission System	FACTS
مبدل چند سطحی خازن شناور	Flying-Capacitor Multilevel Converter	FCMC
ترانزیستور دو قطبی با گیت عایق شده	Insulated Gate Bipolar Transistor	IGBT
تریستور کموتاسیون با گیت مجتمع	Integrated Gate-Commutated Thyristor	IGCT
انجمن مهندسین برق و الکترونیک آمریکا	Institute of Electrical and Electronic Engineers	IEEE
اینورتر چند سطحی	Multi-Level Inverter	MLI
مبدل چند سطحی آبشاری مدولار شده	Modular Multilevel Cascade Converter	MMCC
مدولاسیون عرض پالس	Pulse Width Modulation	PWM
نقطه اتصال مشترک	Point of Common Coupling	PCC
کیفیت توان الکتریکی	Power Quality	PQ
حلقه فاز قفل شده	Phase Locked Loop	PLL
پریونیت	Per Unit	P.U.
مقدار مؤثر	Root Mean Square	RMS
مدولاسیون پهنای پالس بردار فضایی	Space Vector Pulse-Width Modulated	SVPWM
قاب مرجع سنکرون	Synchronous Reference Frame	SRF
اعوجاج هارمونیکی کل	Total Harmonic Distortion	THD
کنترل کننده یکپارچه کیفیت توان	Unified Power Quality Conditioner	UPQC
اینورتر منبع ولتاژ	Voltage Source Inverter	VSI

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست مطالب

 

1-    مقدمه. 1

2-    رطوبت در ترانسفورماتور و تاثیر آن بر عمر عایق. 4

2-1-                                                                 اهمیت خشک کردن عایق ترانسفورماتور  4

2-2- علل تولید رطوبت در ترانسفورماتور و تاثیر آن بر عایق  8

2-3- روش­های اندازه­گیری رطوبت موجود در عایق جامد. 14

2-3-1-………………………………………………………………….. روش مستقیم. 14

2-3-2-……………………………………………………. روش­های غیرمستقیم. 14

2-4-……… پیر شدن و تعیین عمر عایق ترانسفورماتور. 19

2-5- تعیین عمر ترانسفورماتور با داشتن دمای نقطه داغ  21

3-  مروری بر روش­های خشک کردن عایق ترانسفورماتور. 23

3-1-                                                                نقش گرما و خلأ در فرایند خشک کردن  23

3-2-                                                                             انواع روش­های خشک کردن عایق ترانسفورماتور  24

3-2-1-…………………………………………………. روش استفاده از خلأ. 25

3-2-2-……………………………………………………………… روش هوای داغ. 26

3-2-3-…………………………………………………………… روش گرما و خلأ. 27

3-2-4-…………………………………………………………… روش گردش روغن. 28

3-2-5-……………………………………….. روش خشک کردن فاز بخار. 29

3-2-6-………………………………….. روش گرمایش فرکانس پایین. 30

3-3-…………………………………. مقایسه روش­های خشک کردن عایق. 34

3-3-1-……………………… مقایسه از نظر سرعت جذب رطوبت. 34

3-3-2- مقایسه انرژی مورد نیاز، زمان و هزینه در روش­های مختلف  36

3-3-3- مقایسه روش گردش روغن در ترکیب با خلأ و روش گرمایش فرکانس پایین. 37

 

4-1-                                                              روش پل وتستون با ترانسفورماتور ولتاژ  38

4-2- روش اندازه گیری چهار سیمه با فیلتر پایین گذر  39

4-3-                                                                                                                       اندازه گیری مقاومت ترانسفورماتور در دستگاه گرمایش فرکانس پایین. 40

5-    ارتقای سامانه کنترلی. 41

5-1-                          مشخصات پردازنده TMS320F2812. 42

5-2-……………………………………………………….. اصلاح بردهای کنترلی. 44

5-3-……………………………………………………….. کالیبراسیون حسگرها. 44

5-3-1- اندازه گیری مقاومت اولیه سیم­پیچی­های ترانسفورماتور  44

5-3-2- پیاده سازی اندازه گیری مقاومت در چند نقطه کار  46

5-3-3- طراحی نرم افزاری برای کالیبره کردن حسگرها  47

5-4-………………………………………………… کنترل حلقه بسته جریان. 49

5-4-1-………………………………….. طراحی کنترل کننده جریان. 51

5-4-2- شبیه‌سازی کنترل کننده جریان با استفاده از بلوک محاسبه مقدار موثر. 61

5-4-3-……………………………….. آزمایش کنترل کننده جریان. 62

5-4-4-…………. تنظیم وفقی پارامترهای کنترل کننده. 64

5-5-………………………………………………………………….. راه اندازی نرم. 66

5-5-1- تعیین بهینه لحظه تغییر وضعیت کنترل کننده در راه اندازی نرم. 66

5-5-2-………. نتایج آزمایشگاهی در راه اندازی نرم. 67

6-    اندازه گیری مقاومت سیم­پیچی­های ترانسفورماتور. 69

6-1-                                                                          اندازه گیری توان سیم­پیچی­های ترانسفورماتور  69

6-1-1-……………………… نحوه محاسبه توان در روش قدیم. 70

6-1-2-………………………………….. محاسبه توان در روش جدید. 71

6-2-                                          عدم تعادل در مقاومت فازها. 77

6-2-1-………………………………………………………………… اتصال ستاره. 78

6-2-2-…………………………………………………….. اتصال مثلث (D11). 82

6-3-                       نتایج شبیه‌سازی. 86

6-4-                       نتایج آزمایشگاهی. 90

6-5-                                               بررسی حالات دیگر عدم تعادل. 93

7-    نتیجه گیری و پیشنهادات. 96

7-1-             نتیجه گیری. 96

7-2-          پیشنهادات. 97

فهرست منابع. 99

8-    پیوست: مجموعه آزمایش­ها 106

8-1-                             اصلاح برهای کنترلی. 106

8-2-                       مجموعه آزمایش­ها. 109

8-2-1- نتایج آزمایشگاهی در اندازه گیری مقاومت اولیه  109

8-2-2- نتایج آزمایشگاهی در ارزیابی کنترل حلقه بسته جریان  112

8-2-3-………………… نتایج عملی برای راه اندازی نرم. 113

8-2-4-……………………… اندازه گیری مقاومت سیم­پیچی­ها. 116

 

 

 

فهرست شکل­ها

شکل ‏2‑1 نحوه چینش عایق در یک ترانسفورماتور.. 5

شکل ‏2‑2 نحوه چینش عایق در یک ترانسفورماتور.. 6

شکل ‏2‑3 تغییرات مقاومت عایقی و ضریب تلفات عایقی کاغذ بر حسب درصد رطوبت موجود در آن.. 7

شکل ‏2‑4 تغییرات سرعت نسبی وابسپارش کاغذ بر حسب درصد رطوبت موجود در آن.. 7

شکل ‏2‑5 نحوه تشکیل آب از تجزیه سلولز.. 9

شکل ‏2‑6 تغییرات عمر ترانسفورماتور (سال) بر حسب دما در مقادیر مختلف رطوبت عایق.. 10

شکل ‏2‑7 تغییر شکل عایق کاغذی در اثر جذب و پس دادن رطوبت.  13

شکل ‏2‑8 منحنی­های تعادلی رطوبت موجود در کاغذ و روغن بر حسب دما.. 15

شکل ‏2‑9 منحنی رطوبت موجود در کاغذ برحسب رطوبت نسبی روغن.  17

شکل ‏2‑10 وابستگی منحنی پاسخ فرکانسی ضریب تلفات عایقی به رطوبت موجود در عایق. 18

شکل ‏2‑11 پاسخ فرکانسی ضریب تلفات عایقی و نحوه تغییر آن با عوامل مختلف.. 19

شکل ‏2‑12 منحنی عمر یکایی شده ترانسفورماتور بر حسب دمای نقطه داغ.. 22

شکل ‏3‑1 افزایش سرعت نسبی نفوذ آب در پرسبورد (غیر آغشته به روغن) با دما و فشار.. 23

شکل ‏3‑2 روش خلأ تنها برای خشک کردن عایق ترانسفورماتور.  26

شکل ‏3‑3 روش استفاده از جریان هوای داغ برای خشک کردن عایق ترانسفورماتور.. 27

شکل ‏3‑4 روش استفاده توامان از گرما و خلأ برای خشک کردن عایق ترانسفورماتور.. 28

شکل ‏3‑5 روش استفاده از گردش روغن به منظور خشک کردن عایق ترانسفورماتور.. 29

شکل ‏3‑6 استفاده از روش فاز بخار برای خشک کردن عایق ترانسفورماتور.. 30

شکل ‏3‑7 روش گرمایش فرکانس پایین برای رطوبت زدایی از عایق ترانسفورماتور.. 31

شکل ‏3‑8 فرایند خشک کردن ترکیبی از گرمایش فرکانس پایین و پاشش روغن.. 33

شکل ‏3‑9 تعداد ترانسفورماتورهای قدرتی که در محل نصب با روش گرمایش فرکانس پایین خشک شده­اند.. 34

شکل ‏3‑10 زمان لازم برای خشک کردن یک ترانسفورماتور MVA400 با 14 تن عایق از رطوبت %3 به %5/1.. 35

شکل ‏3‑11 مقایسه قدرت جذب رطوبت در روش­های مختلف.. 35

شکل ‏3‑12 مقایسه انرژی الکتریکی و حرارتی مورد نیاز در روش­های مختلف خشک کردن.. 36

شکل ‏3‑13 مقایسه زمان، انرژی، هزینه نگهداری و سرمایه­گذاری در روش­های مختلف خشک کردن.. 37

شکل ‏4‑1 مداری برای اندازه گیری مقاومت DC حین اتصال به منبع AC.. 39

شکل ‏4‑2 مداری برای اندازه گیری مقاومت DC حین اتصال به منبع AC با فیلتر پایین گذر.. 39

شکل ‏5‑1 جریان مرجع برای اندازه گیری مقاومت اولیه.  46

شکل ‏5‑2 محیط نرم افزار کالیبراسیون حسگرها.. 48

شکل ‏5‑3 کنترل کننده جریان در سامانه قدیم.. 49

شکل ‏5‑4 بلوک جبران ساز دما از نوع تناسبی.. 50

شکل ‏5‑5 کنترل کننده جریان در سامانه جدید.. 51

شکل ‏5‑6 مدار فیلتر خروجی اینورتر.. 51

شکل ‏5‑7 نمودار بلوکی کنترل کننده جریان با تاخیر مسیر پسخور.  52

شکل ‏5‑8 پاسخ پله کنترل کننده جریان با تقریب پاده R_0,1(s).  55

شکل ‏5‑9 ناحیه­ای از صفحه که پایداری سیستم حلقه بسته را با تقریب پاده R_1,1(s) تضمین می­کند.. 56

شکل ‏5‑10 پاسخ پله کنترل کننده جریان با تقریب پاده R_1,1(s).  57

شکل ‏5‑11 ناحیه­ای از صفحه که پایداری سیستم حلقه بسته با تقریب پاده مرتبه دوم را تضمین می­کند.. 58

شکل ‏5‑12 منحنی مکان ریشه­های سیستم حلقه بسته در تقریب پاده R_2,2(s).. 60

شکل ‏5‑13 پاسخ پله کنترل کننده جریان با تقریب پاده R_2,2(s).  60

شکل ‏5‑14 پاسخ پله کنترل کننده جریان با استفاده از بلوک محاسبه مقدار موثر.. 62

شکل ‏5‑15 پاسخ پله کنترل کننده جریان (فرکانس 1/0 هرتز.)  63

شکل ‏5‑16 پاسخ پله کنترل کننده جریان (فرکانس 1 هرتز.)  64

شکل ‏5‑17 نمودار بلوکی راه اندازی نرم.. 66

شکل ‏5‑18 منطق کنترلی راه اندازی نرم.. 67

شکل ‏5‑19 شکل موج جریان مرجع، جریان شیب و جریان واقعی هنگام راه اندازی نرم.. 68

شکل ‏6‑1 نمودار بلوکی تخمین مقاومت به روش قدیم.. 71

شکل ‏6‑2 نحوه اتصال ستاره و نمودار فازوری آن.. 71

شکل ‏6‑3 نحوه اتصال مثلث D11.. 72

شکل ‏6‑4 دو روش برای محاسبه مقدار موثر جریان فاز.. 74

شکل ‏6‑5 نمودار بلوکی تخمین مقاومت به روش جدید.. 75

شکل ‏6‑6 خطای تخمین مقاومت در حالت گذرای تغییر پله­ای در ولتاژ ورودی (روش قدیم).. 76

شکل ‏6‑7 خطای تخمین مقاومت در حالت گذرای تغییر پله­ای در ولتاژ ورودی (روش جدید).. 77

شکل ‏6‑8 بهبود تخمین مقاومت با اعمال ماتریس تصحیح در اتصال ستاره (فاز r).. 81

شکل ‏6‑9 بهبود تخمین مقاومت با اعمال ماتریس تصحیح در اتصال ستاره (فاز y و b).. 82

شکل ‏6‑10 بهبود تخمین مقاومت با اعمال ماتریس تصحیح در اتصال مثلث (فاز r).. 85

شکل ‏6‑11 مدار مورد استفاده برای آزمایش الگوریتم جدید اندازه گیری مقاومت (اتصال ستاره).. 86

شکل ‏6‑12 مدار مورد استفاده برای آزمایش الگوریتم جدید اندازه گیری مقاومت (اتصال مثلث D11).. 86

شکل ‏6‑13 شبیه‌سازی تخمین مقاومت­ها در حالت عدم تعادل با روش قدیم.. 89

شکل ‏6‑14 شبیه‌سازی تخمین مقاومت­ها در حالت عدم تعادل با روش جدید.. 89

شکل ‏6‑15 آزمایش تخمین مقاومت­ها در حالت عدم تعادل با روش قدیم… 92

شکل ‏6‑16 آزمایش تخمین مقاومت­ها در حالت عدم تعادل با روش جدید.. 92

شکل ‏8‑1 برد واسط جدید طراحی شده برای پردازنده TMS320F2812.  106

شکل ‏8‑2 ارتقای برد حفاظت دستگاه به منظور افزایش قابلیت اطمینان.. 107

شکل ‏8‑3 دستگاه گرمایش فرکانس پایین در آزمایشگاه محرکه­های الکتریکی.. 108

شکل ‏8‑4 شکل موج توان کل و جریان مرجع هنگام اندازه گیری مقاومت اولیه.. 109

شکل ‏8‑5 شکل موج ولتاژ باس DC و اندیس مدولاسیون هنگام اندازه گیری مقاومت اولیه.. 110

شکل ‏8‑6 ولتاژ موثر و جریان موثر واقعی (میانگین سه فاز) هنگام اندازه گیری مقاومت اولیه.. 110

شکل ‏8‑7 مقاومت تخمین زده شده (میانگین سه فاز) هنگام اندازه گیری مقاومت اولیه.. 111

شکل ‏8‑8 نتایج نهایی اندازه گیری مقاومت اولیه در ده نقطه کار.  112

شکل ‏8‑9 پاسخ جبران ساز جریان به پله مثبت و منفی فرمان در فرکانس 1/0 هرتز.. 113

شکل ‏8‑10 پاسخ جبران ساز جریان به پله مثبت و منفی فرمان مقدار موثر جریان در فرکانس 1/0 هرتز.. 113

شکل ‏8‑11 جریان مرجع تولید شده و جریان شیب هنگام راه اندازی نرم.. 114

شکل ‏8‑12 ولتاژ موثر و جریان موثر واقعی (میانگین سه فاز) هنگام راه اندازی نرم.. 115

شکل ‏8‑13 ولتاژ باس DC و اندیس مدولاسیون هنگام راه اندازی نرم.  115

شکل ‏8‑14 دما و مقاومت تخمین زده شده (میانگین سه فاز) هنگام راه اندازی نرم.. 116

شکل ‏8‑15 توان کل تزریقی هنگام راه اندازی نرم.. 116

شکل ‏8‑16 مقاومت­های اندازه گیری شده بر حسب زمان در روش قدیم (اتصال ستاره).. 117

شکل ‏8‑17 مقاومت­های اندازه گیری شده بر حسب زمان در روش جدید (اتصال ستاره).. 118

شکل ‏8‑18 مقاومت­های اندازه گیری شده بر حسب زمان در روش قدیم (اتصال مثلث).. 118

شکل ‏8‑19 مقاومت­های اندازه گیری شده بر حسب زمان در روش جدید (اتصال مثلث).. 119

 

فهرست جدول­ها

جدول ‏2‑1 مقدار توصیه شده برای حداکثر رطوبت موجود در روغن برای ولتاژ 69 کیلوولت.. 16

جدول ‏2‑2 معیارهای تخمین پایان عمر عایق ترانسفورماتور.  21

جدول ‏3‑1 مقایسه روش گردش روغن در ترکیب با خلأ و روش گرمایش فرکانس پایین.. 37

جدول ‏5‑1 مشخصات نامی دستگاه گرمایش فرکانس پایین.. 41

جدول ‏5‑2 مقایسه پردازشگرهای TMS320F243 و TMS320F2812.  43

جدول ‏5‑3 تقریب پاده با توابع تبدیل گویا از درجه­های مختلف.  53

جدول ‏5‑4 محدودیت­های اعمال شده برای بهینه سازی جبران ساز جریان با تقریب پاده.. 59

جدول ‏5‑5 مقادیر پارامترها برای آزمون راه اندازی نرم.  67

جدول ‏6‑1 مقاومت­های اندازه گیری شده با روش قدیم در اتصال مثلث(نتایج شبیه‌سازی). 88

جدول ‏6‑2 مقاومت­های اندازه گیری شده با روش قدیم در اتصال ستاره(نتایج شبیه‌سازی). 88

جدول ‏6‑3 مقاومت­های اندازه گیری شده با روش جدید در اتصال مثلث(نتایج شبیه‌سازی). 88

جدول ‏6‑4 مقاومت­های اندازه گیری شده با روش جدید در اتصال ستاره(نتایج شبیه‌سازی). 88

جدول ‏6‑5 مقاومت­های اندازه گیری شده با روش قدیم در اتصال مثلث(نتایج آزمایشگاهی). 91

جدول ‏6‑6 مقاومت­های اندازه گیری شده با روش قدیم در اتصال ستاره(نتایج آزمایشگاهی). 91

جدول ‏6‑7 مقاومت­های اندازه گیری شده با روش جدید در اتصال مثلث(نتایج آزمایشگاهی). 91

جدول ‏6‑8 مقاومت­های اندازه گیری شده باروش جدید در اتصال ستاره(نتایج آزمایشگاهی). 91

جدول ‏6‑9 خطای نسبی نتایج آزمایش تخمین مقاومت­ها در بار نامتعادل.. 93

جدول ‏6‑10 نتایج شبیه‌سازی تخمین مقاومت­ها (درصد) در حالات مختلف عدم تعادل.. 94

جدول ‏6‑11 خطای نسبی مقاومت­های تخمین زده شده بر حسب درصد.  95

جدول ‏8‑1 شرایط و پارامترهای آزمایش برای اندازه گیری مقاومت اولیه.. 109

جدول ‏8‑2 شرایط و پارامترهای آزمایش برای راه ارزیابی عملکرد جبران ساز جریان.. 112

جدول ‏8‑3 شرایط و پارامترهای آزمایش برای راه اندازی نرم.  114

جدول ‏8‑4 شرایط آزمایش برای اندازه گیری مقاومت­ها در بار متعادل و نامتعادل.. 117

 برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

پایان نامه زمان‌بندی تعمیرات خطوط انتقال با در نظر گرفتن آسیب‌پذیری سیستم قدرت

پایان نامه کارشناسی ارشد رشته مهندسی برق – قدرت آقای سعید صیّادی‌پور سی‌سخت
تحت عنوان

 

زمان‌بندی تعمیرات خطوط انتقال با در نظر گرفتن آسیب‌پذیری سیستم قدرت

 

 

 

 

 

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

• استاد راهنمای اوّل پایان­نامه                         دکتر غلامرضا یوسفی
• استاد راهنمای دوم پایان­نامه دکتر محمد امین لطیفی
• استاد داور دکتر رحمت­ا… هوشمند
• استاد داور دکتر حمیدرضا کارشناس

سرپرست تحصیلات تکمیلی                            دکتر سید محمدعلی خسروی­فرد

 

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                                                                              صفحه

فهرست مطالب.. هشت

چکیده 1

فصل اوّل: مقدّمه

فصل دوم: تاریخچه‌ی کارهای انجام شده

2-1. مقدّمه. 8

2-2. مروری بر پژوهش‌های صورت گرفته در زمینه‌ی تعمیرات سیستم قدرت.. 9

2-3. مروری بر پژوهش‌‌های صورت گرفته در زمینه‌‌ی آسیب‌پذیری سیستم قدرت.. 25

2-4. خلاصه‌ی فصل و نتیجه‌گیری.. 43

فصل سوم: مدل زمانی برای بررسی آسیب‌پذیری سیستم قدرت

3-1. انگیزه 44

3-2. رویکرد 45

3-3. نوآوری‌های مدل. 46

3-4. مدل‌سازی مسأله‌ی آسیب‌پذیری با در نظر گرفتن بُعد زمان. 46

3-4-1. فرضیات.. 46

3-4-2. مدل‌سازی بررسی آسیب‌پذیری سیستم قدرت در یک افق زمانی. 47

3-4-3. تبدیل مدل دو سطحی ارائه شده، به یک مدل یک‌سطحی. 52

3-4-4. تبدیل MPEC به یک مسأله‌ی MILP. 53

3-5. مثال عددی اوّل. 54

3-5-2. افق زمانی مطالعه. 54

3-5-3. داده‌های ورودی مسأله. 54

3-5-4. سناریوهای تعریف شده 56

3-5-5. ارائه و تحلیل نتایج. 59

3-5-6. بار محاسباتی مسأله. 66

 

3-6. مثال عددی دوم 67

3-6-1. افق زمانی مطالعه. 67

3-6-2. داده‌های ورودی مسأله. 68

3-6-3. تعریف سناریوها و ارائه و تحلیل نتایج. 69

3-7. خلاصه‌ی فصل و نتیجه‌گیری.. 73

فصل چهارم: مدلی برای زمان‌بندی تعمیرات خطوط انتقال با لحاظ آسیب‌پذیری سیستم قدرت

4-1. مقدّمه و رویکرد 75

4-1-1. نوآوری‌های مدل. 77

4-2. مدل‌سازی مسأله‌ی زمان‌بندی تعمیرات خطوط انتقال با در نظر گرفتن آسیب‌‌پذیری شبکه‌ قدرت.. 78

4-2-1. فرضیات.. 78

4-2-2. مدل‌سازی زمان‌بندی تعمیرات خطوط انتقال شبکه با در نظر گرفتن آسیب‌پذیری سیستم قدرت.. 78

4-3. مدل MWAW برای بررسی آسیب‌پذیری سیستم قدرت در یک افق زمانی. 87

4-3-1. فرمول‌بندی مدل MWaW… 88

4-3-2. MPEC مربوط به مدل MWaW… 94

4-3-3. تبدیل MPEC مدل MWaW به یک مسأله‌ی MILP. 96

4-3-4. مدل نهایی MWaW به صورت یک مسأله‌ی MILP یک‌سطحی. 98

4-4. مدل نهایی VCTMS به صورت یک مسأله‌ی MILP دو سطحی. 98

4-5. استفاده از الگوریتم ژنتیک برای حلّ مدل VCTMS. 98

4-5-1. انتخاب متغیّرها و تابع هدف.. 98

4-5-2. کدگذاری.. 99

4-5-3. جمعیت اوّلیه. 100

4-5-4. انتخاب.. 100

4-5-5. ترکیب.. 101

4-5-6. جهش.. 101

 

4-6. مثال عددی اوّل: اجرای مدل MWaW بر روی شبکه‌ی شش شینه‌ی گارور. 101

4-6-2. افق زمانی مطالعه. 102

4-6-3. داده‌های ورودی مسأله. 102

4-6-4. ارائه و تحلیل نتایج. 104

4-7. مثال عددی دوم: اجرای مدل VCTMS برای زمان‌بندی تعمیرات معمولی در شبکه‌ی شش شینه‌ی گارور. 106

4-7-1. تعریف سناریوها 106

4-7-2. روش حل. 107

4-7-3. ارائه و تحلیل نتایج بدست آمده 109

4-7-3-الف. ارائه و تحلیل نتابج مربوط به سناریوی شماره 1.. 109

4-7-3-ب. ارائه و تحلیل نتابج مربوط به سناریوی شماره 2.. 113

4-7-3-ج. ارائه و تحلیل نتابج مربوط به سناریوی شماره 3.. 118

4-7-3-د. ارائه و تحلیل نتابج مربوط به سناریوی شماره 4.. 121

4-8. خلاصه‌ی فصل و نتیجه‌گیری.. 125

فصل پنجم: نتیجه‌گیری و پیشنهادها

5-1. جمع‌بندی نتایج. 127

5-2. پیشنهادها و ادامه‌ی تحقیق. 129

مراجع. 131

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

چکیده

بحث تعمیرات در هر سیستمی و از جمله سیستم قدرت، از اهمّیت ویژه‌ای برخوردار است. در ساختار سنّتی صنعت برق، تعمیرات مربوط به بخش تولید و انتقال، هر دو توسّط اپراتور شبکه صورت می‌گیرد. با تجدیدساختار صنعت برق، پیشنهاد زمان تعمیرات مربوط به بخش‌های مختلف سیستم به مالکان بخش‌ها واگذار می‌شود و بهره‌بردار مستقل سیستم، مسئول نظارت و هماهنگی زمان انجام تعمیرات می‌باشد.

در مدل‌هایی که برای زمان‌بندی تعمیرات سیستم انتقال ارائه شده است، عموماً سعی در انتخاب بهترین زمان تعمیرات به منظور حفظ قابلیت اطمینان سیستم در یک ناحیه‌ی امن است و قابلیت اطمینان سیستم به عنوان مهم‌ترین قید این مسأله لحاظ می‌شود. پس از سال 2001 میلادی، مطالعه‌ی تأثیر حملات عامدانه بر شبکه‌ی قدرت اهمّیت ویژه‌ای به خود گرفته است؛ چراکه اعمال استانداردهای کلاسیک برای تأمین قابلیت اطمینان سیستم نمی‌تواند به قدر کافی واقعیت موجود، یعنی بحث حمله‌ی عامدانه به شبکه‌ی قدرت، را در خود لحاظ کند. در این پایان­نامه، در قدم اوّل، مدل جدیدی ارائه می­شود که می­تواند آسیب­پذیری سیستم قدرت را در یک افق زمانی مورد بررسی قرار دهد. «بُعد زمانی» حملات عامدانه در پژوهش­های قبلی در نظر گرفته نشده است. خروجی این مرحله، مدلی زمانی است که بصورت یک مسأله­ی دو سطحی فرمول­بندی شده است. این مدل دو سطحی با استفاده از تئوری دوگان تبدیل به یک مسأله­ی برنامه­ریزی یک­سطحی می­شود. در مرحله­ی دوّم، از این مدل برای ارائه­ی یک فرمول­بندی جدید برای زمان­بندی تعمیرات خطوط انتقال استفاده می­شود. در فرمول­بندی جدید، زمان­بندی تعمیرات خطوط انتقال به صورت یک مسأله­ی برنامه­ریزی چندسطحی در نظر گرفته می­شود که در آن، آسیب­پذیری سیستم قدرت در کنار قید قابلیت اطمینان سیستم لحاظ می­شود.

مدل­های پیشنهادی بر روی شبکه‌های استاندارد Garver 6-Bus و IEEE-RTS 24-Bus پیاده‌سازی و توانایی این روش­ها نشان داده شده است.

کلمات کلیدی: آسیب‌پذیری سیستم قدرت، برنامه‌ریزی چندسطحی، تئوری دوگان، زمان‌بندی تعمیرات خطوط انتقال.

 برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.