عنوان : ارتقاء کیفیت توان درشبکه های تجدید ساختاریافته با حضور منابع تولید پراکنده

دانشگاه کاشان

دانشکده برق وکامپیوتر

گروه برق

پایان نامه

جهت اخذ درجه کارشناسی ارشد

دررشته مهندسی برق- قدرت

عنوان:

ارتقاء کیفیت توان در شبکه های تجدید ساختاریافته با حضور منابع تولید پراکنده

استادراهنما:

دکترحمیدرضامحمدی

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی گردد
(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود می باشد)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :
(ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می باشد)
فهرست مطالب:
فصل اول: مقدمه
1-1- موضوع پژوهش………………………………………………………………………………………………….2
1-2- اظهار مسئله وسوابق تحقیقات صورت گرفته…………………………………………………………..3
1-3- اهداف پایان نامه………………………………………………………………………………………………..5
1-4- سازماندهی پایان نامه………………………………………………………………………………………….5
فصل دوم: کیفیت توان در بازار برق تجدید ساختار یافته
2-1- مقدمه………………………………………………………………………………………………………………8
2-2- صنعت برق سنتی………………………………………………………………………………………………8
2-3- انگیزه های تجدید ساختار صنعت برق…………………………………………………………………9
2-4- عوامل موثربر طریقه تجدید ساختار……………………………………………………………………….9
2-5-مدل های اجرایی ساختار صنعت برق………………………………………………………………….12
2-5-1- مدل انحصاریکپارچه عمودی……………………………………. …………………………………13
2-5-2- مدل انحصارخریدار……………………………………………………………………………………..14
2-5-3 – مدل رقابت دربازارعمده فروشی………………………………………………………………….15
2-5-4- مدل انتخاب کامل مشتری…………………………………………………………………………….17
2-6- مراحل هشتگانه اصلاحات درصنعت برق……………………………………………………………19
2-7- کیفیت توان در بازار برق تجدید ساختار یافته……………………………………………………..22
2-8- ملزومات قراردادهای کیفیت توان………………………………………………………………………25
2-9- قراردادهای بین شرکت های مختلف………………………………………………………………….24
2-10- مانیتورینگ وارزیابی کیفیت توان……………………………………………………………………..26
2-11- نتیجه گیری…………………………………………………………………………………………………..29
فصل سوم: تجهیزات جبران سازی پدیده های کیفیت توان
3-1- مقدمه…………………………………………………………………………………………………………..31
3-2- فیلتر اکتیوموازی…………………………………………………………………………………………….32
3-2-1- توصیف کلی فیلتراکتیو موازی……………………………………………………………………..32
3-2-2 -مدار های قدرت فیلتر اکتیو موازی………………………………………………………………33
3-2-3- استراتژی کنترلی فیلتر اکتیو موازی……………………………………………………………….35
3-2-4- شبیه سازی فیلتر اکتیو موازی………………………………………………………………………35
3-3- فیلتر اکتیو سری…………………………………………………………………………………………….37
3-3-1- مدار قدرت فیلتر اکتیو سری……………………………………………………………………….38
3-3-2- کنترل کننده فیلتراکتیوسری…………………………………………………………………………39
3-3-3- شبیه سازی فیلتر اکتیو سری……………………………………………………………………….39
3-4- جبران ساز یکپارچه کیفیت توان……………………………………………………………………..41
3-4-1- توصیف کلی جبران ساز یکپارچه کیفیت توان……………………………………………..41
3-4-2- مدارقدرت جبران ساز یکپارچه کیفیت توان………………………………………………………………..42  
3-4-3- کنترل کننده جبران ساز یکپارچه کیفیت توان……………………………………………………………..43
3-4-4- شبیه سازی جبران ساز یکپارچه کیفیت توان……………………………………………….44
3-5- جبران ساز یکپارچه کیفیت توان چند مبدله…………………………………………………………46
3-5-1- استراتژی کنترل…………………………………………………………………………………………..47
3-6- نتیجه گیری…………………………………………………………………………………………………….48
فصل چهارم: ارتقاء کیفیت توان در شبکه های تجدید ساختار یافته با بهره گیری از جبران ساز یکپارچه کیفیت توان مجزاشده
4-1- مقدمه…………………………………………………………………………………………………………….51
4-2- جبران ساز یکپارچه کیفیت توان مجزا شده…………………………………………………………51
4-3- ایده اصلی جبران ساز یکپارچه کیفیت توان مجزا شده………………………………………….52
4-4- عملکرد جبران ساز یکپارچه کیفیت توان مجزا شده……………………………………………..54
4-5- استراتژی کنترل……………………………………………………………………………………………….59
4-5-1-کنترل جبران ساز یکپارچه کیفیت توان مجزا شده بر پایه بهره گیری از حلقه قفل فاز
توسعه یافته……………………………………………………………………………………………………….60
4-5-2- کنترل جبران ساز یکپارچه کیفیت توان مجزا شده برپایه بهره گیری از تئوری توان
لحظه ای…………………………………………………………………………………………………………..71
4-5-3- روش کنترل تک سیکلی……………………………………………………………………………71
4-6-نتیجه گیری……………………………………………………………………………………………………..74
فصل پنجم: شبیه سازی جبران ساز یکپارچه کیفیت توان مجزا شده با روش کنترل پیشنهادی
5-1- مقدمه……………………………………………………………………………………………………………77
5-2- معرفی شبکه مورد مطالعه…………………………………………………………………………………77
5-3- شبیه سازی جبران ساز یکپارچه کیفیت توان مجزا شده با استراتژی کنترل مبتنی بر
حلقه قفل فاز توسعه یافته………………………………………………………………………………………….80
5-4- شبیه سازی جبران ساز یکپارچه کیفیت توان مجزا شده با استراتژی کنترل مبتنی بر
تئوری توان لحظه­ای و بهره گیری از کنترل هیسترزیس و SPWM…………………………………….86
5-5- شبیه سازی جبران ساز یکپارچه کیفیت توان مجزا شده با استراتژی کنترل مبتنی بر
 تئوری توان لحظه ای و بهره گیری از کنترل تک سیکلی……………………………………………………89
5-6- مقایسه نتایج…………………………………………………………………………………………………..93
5-7- نتیجه گیری…………………………………………………………………………………………………….96
فصل ششم: نتیجه گیری وپیشنهادات
6-1- نتیجه گیری…………………………………………………………………………………………………….98
6-2- پیشنهادات………………………………………………………………………………………………………99
منابع ومأخذ…………………………………………………………………………………………………………..100
چکیده:
درسالیان اخیر در نظر داشتن بهره­وری و راندمان بالا درصنایع مختلف، دامنه کاربرد تجهیزات الکترونیک قدرت را به سرعت گسترش داده می باشد. این تجهیزات بدلیل داشتن مشخصه غیرخطی، باعث افزایش معضلات کیفیت توان در شبکه­های توزیع شده­اند. از طرف دیگر با در نظر داشتن پیشرفت تکنولوژی واستفاده گسترده از کامپیوتر در کنترل سیستم­های صنعتی، حساسیت بارها به پدیده­های کیفیت توان نیز افزایش یافته می باشد.
حال در چنین شرایطی با در نظر داشتن طرح موضوع تجدید ساختار درصنعت برق، یکی از پارامترهایی که در فضای رقابتی بازار برق می­ تواند بسیارموثرباشد ارائه برق با کیفیت و قیمت متنوع جهت مصرف­کنندگان با درجه حساسیت مختلف می باشد. ازجمله تجهیزاتی که برای بهبود کیفیت توان مورد بهره گیری قرار می­گیرد جبران ساز یکپارچه کیفیت توان UPQC می­باشد که از دو واحد سری وموازی تشکیل شده می باشد. این تجهیز درمجاورت بارهای حساس قرار گرفته و ضمن بهبود کیفیت ولتاژ تحویلی به مصرف­کننده، کیفیت جریان کشیده شده از شبکه را نیز بهبود می­بخشد.
در این پایان نامه با الهام از عملکرد UPQC ساختارجدیدی به مقصود بهبود کیفیت توان(در شبکه­هایی که از بارهای مختلف بادرجه حساسیت متفاوت تشکیل شده­اند)، و روش کنترل مناسب آن معرفی شده می باشد.دراین ساختار واحد سری در محل پست قرار گرفته و کیفیت ولتاژ را بهبود می­بخشد و واحد موازی از چند قسمت تشکیل می­گردد که هر یک در مجاورت یکی از بارهای حساس قرار می­گیرند تا ضمن جبران­سازی هارمونیکی جریان، در زمان بروز قطعی ولتاژ تغذیه بارهای حساس را تأمین نماید. شبیه سازی­های انجام گرفته در محیط نرم افزار PSCAD  قابلیت تجهیز معرفی شده و روش کنترلی پیشنهادی آن را در جبران سازی معضلات ولتاژ و جریان نمایش می­ دهد.
فصل اول: مقدمه
1-1- موضوع پژوهش
امروزه فیلترهای اکتیو تأثیر مهمی را در بهبود معضلات کیفیت توان در سیستم­های توزیع اعمال می­کنند. افزایش روز افزون بارهای غیر خطی اعم از یکسوکننده­های دیودی و تریستوری، کوره های قوسی و….درسیستم های توزیع منجر به بروز معضلات کیفیت توان وتأثیر متقابل آن برروی بارهای تغذیه شونده از آن شین می­شوند. از طرف دیگر،به دلیل محدودیت های در نظر گرفته شده توسط استاندارد های بین المللی مختلف به خصوص برای مصرف کننده­های صنعتی، کاهش معضلات هارمونیکی ناشی از بار به عنوان یک ضرورت مطرح می­گردد[1].
برای بهبودو ارتقاء کیفیت توان ارائه شده به مصرف کنندگان انواع مختلفی از جبران­سازها معرفی شده­اند. فیلترهای پسیو به عنوان اولین جبران سازها به مقصود حذف هارمونیک­های جریان و بهبود ضریب توان معرفی شده اند.اگر چه این دسته از فیلترها از سادگی وهزینه کمی برخوردارند، اما به دلیل تأثیر امپدانس خط واحتمال بروز معضلات رزونانسی، عدم توانایی در حذف چندین مولفه هارمونیکی و…. ازمقبولیت کمی برخوردارند[2]. به همین دلیل تحقیقات مختلف وگسترده ای در زمینه طراحی سایرجبران سازها انجام گرفته می باشد.
فیلترهای اکتیو قدرت یکی از جبران سازهایی می­باشند که امروزه از کاربرد وسیعی در سیستم های توزیع برخوردارند که قابلیت حذف تمامی هارمونیک­های ناخواسته، بهبود ضریب توان و عدم تعادل را دارا هستند.در چند دهه اخیر ساختارهای مختلفی از فیلترهای اکتیو ارائه شده می باشد که مانند آن ها فیلترهای اکتیو سری،موازی،فیلترهای ترکیبی، UPQC و…  می­باشند. همچنین روش های کنترلی مختلفی در حوزه فرکانس وحوزه زمان به مقصود کنترل فیلترهای اکتیو ارائه گردیده می باشد.
در این پژوهش روشی مناسب در جهت ارتقاء کیفیت توان ارائه شده می باشد. دراین ارتباط  اظهار چند مسئله ضروری می باشد. نخست آنکه بهبود کلی کیفیت توان ارائه شده به مصرف کننده وظیفه شرکت های فروشنده برق می باشد.اما مسئله قابل طرح در اینجا این نکته می باشد که این شرکت­ها تا چه اندازه وظیفه بهبود کیفیت توان را برعهده دارند واگر مصرف کننده­ای خواهان کیفیت توان بالاتراز آن چیز که که دراستانداردهای بین المللی، که شرکت های فروش برق موظف به تأمین آن هستند، باشد چطور وچگونه می توان این خواسته را برای او تأمین نمود؟
پس این پژوهش کوشش در ارائه راه کاری جهت تأمین کیفیت توان در سطوح و قیمت های مختلف  کرده می باشد. در این روش بهبود کلی کیفیت توان برای همه مصرف کنندگان صورت خواهد پذیرفت و بعضی قابلیت های ویژه برای مصرف کنندگان حساسی که نیاز به کیفیت توان بالاتر دارند ارائه می گردد. برای دستیابی به این هدف ساختار جدیدی که الهام گرفته از ساختار جبران ساز یکپارچه کیفیت توان می باشد معرفی خواهد گردید و با بهره گیری از تئوری توان لحظه ای روش کنترل ساده و کارایی برای آن ارائه خواهد گردید.
2-1- اظهار مسئله وسوابق تحقیقات صورت گرفته
درسالیان اخیر، لزوم افزایش بهره وری و دست­یابی به راندمان بالا در صنایع مختلف باعث گسترش بهره گیری ازتجهیزات الکترونیک قدرت شده می باشد. این تجهیزات بدلیل داشتن مشخصه غیرخطی باعث گسترش اغتشاشات کیفیت توان مانند هارمونیک­ها در شبکه توزیع می­شوند. از طرف دیگر افزایش مصرف کنندگان نیزباعث گسترش شبکه های توزیع و در نتیجه افزایش اغتشاشات کیفیت توان به ویژه کمبود و بیشبود ولتاژ شده می باشد.
با در نظر داشتن موردها فوق امروزه کیفیت توان از اهمیت بالایی برای مصرف کنندگان برخوردار می باشد زیرا که خسارات ناشی از کیفیت توان پایین، بسیار بالا می باشد. به عنوان مثال اگر در اثر عملکرد یک کلید قدرت، خط تولید یک کارخانه متوسط، از کار افتاده و برای راه اندازی مجدد آن 4 ساعت وقت لازم باشد، این کارخانه حدود 10000 هزار دلار متضرر    می­گردد[3]. پس بهره گیری ازتجهیزات جبران سازی ازجمله فیلترهای اکتیو و جبرانساز یکپارچه کیفیت توان اجتناب ناپذیر می باشد.
باتوجه به این که درشبکه های تجدید ساختاریافته یکی از ابزارهای رقابت بین شرکت­های برق ارائه کیفیت توان در سطوح و قیمت­های مختلف با در نظر داشتن نیاز مصرف­کنندگان می­باشد، پس دراین پژوهش هدف آن می باشد که با بهره گیری ازمنابع تولیدپراکنده و بهره گیری از ساختارهای جدید تجهیزات جبرانسازی موضوع فوق محقق گردد.
درگذشته کوشش های زیادی برای حل مسائل کیفیت توان با بهره گیری تجهیزات مختلف صورت گرفته می باشد که هرکدام آن بامحدودیت هایی روبرو بوده­اند. ازجمله این تحقیقات  می­توان بکارگیری فیلتر های پسیو و فیلترهای اکتیو نظیر فیلترموازی و سری را نام برد[4]. ترکیب فیلترهای اکتیو سری وموازی یعنی جبران ساز یکپارچه کیفیت توان توانست تا حدود زیادی نواقص موجود در هر دو این جبران سازی­ها را برطرف کند[5]. اما ضعفی که در این تجهیز هست بهبود کیفیت توان برای همه مصرف کنندگان و به یک اندازه می باشد.
مصرف­کنندگان نیاز به کیفیت توان متفاوتی دارند. ممکن می باشد یک مصرف­کننده حساسیت بالایی به اغتشاشات کیفیت توان داشته و در نتیجه خواستار بالاترین سطح کیفیت توان، بالاتراز استانداردهای موجود، بوده و آمادگی پرداخت هزینه مربوط به آن را نیز داشته باشد. اما مصرف کننده دیگرحساسیت زیادی نداشته و کیفیت توان در حد استاندارد برای او کافی باشد. پس ما با مسئله ای روبرو خواهیم بود که  بایستی سطوح کیفیت توان متفاوت مورد   نیاز مصرف­کنندگان رافراهم کنیم ونیز هرمصرف کننده باتوجه به اندازه کیفیت توان مورد نظرش هزینه آن را نیز پرداخت نماید.
برای این منظورازساختار جدیدی بنام OPEN UPQC بهره گیری شده می باشد. با بهره گیری از این ساختار جدید امکان ارائه یک کیفیت توان چندسطحی در قیمت های مختلف و برای مصرف­کنندگان متفاوت فراهم خواهد گردید. بدین طریق در فضای رقابتی موجود در بازار برق تجدید ساختار یافته، ابزارهای مناسبی برای رقابت با سایر فروشندگان ایجاد خواهد گردید.
3-1- اهداف پایان نامه
هدف از ارائه این پایان­نامه ارائه راهکاری برای بهبود کیفیت توان موردنیاز مصرف­کنندگان در شبکه های تجدید ساختاریافته می باشد. این بهبود به گونه ­ای خواهدبود که هر مصرف کننده کیفیت توان مورد نیاز خود را با هزینه متناسب آن دریافت کند.
امروزه در بازار بزرگ و رقابتی فروش برق، شرکت های فروشنده بایستی با تأمین نیازهای مشتریان خود و افزایش اندازه رضایت مندی آن ها، هم تعداد آن ها راافزایش دهند و هم سود بیشتری را عاید شرکت نمایند. برای دست­یابی به این مهم ارائه روشی که هم بتواند کیفیت توان را درچند سطح ارائه کند و هم هزینه های تأمین آن را کاهش دهد ضروری به نظر  می­رسد.
در این پژوهش با بهره گیری از ساختار جبران­ساز یکپارچه کیفیت توان مجزا شده (OPEN UPQC) و طراحی کنترل کننده مناسب آن، بهبود کلی کیفیت توان را برای همه  مصرف کنندگان و نیز افزایش کیفیت توان برای بعضی از مشتریان که نیاز به کیفیت توان بالاتر دارند فراهم شده می باشد.
4-1- سازماندی پایان نامه
درفصل اول به معرفی پژوهش وبیان مسئله مورد نظر، تحقیقات صورت گرفته واهداف پایان نامه پرداخته شده می باشد.
در ابتدای فصل دوم آغاز به معرفی شبکه ­های تجدید ساختاریافته و سنتی پرداخته شده و در ادامه انگیزه­های تجدیدساختار مورد مطالعه قرارگرفته می باشد. سپس عوامل موثر در تجدید ساختارمورد مطالعه قرارگرفته اند.در ادامه فصل مدل های اجرایی صنعت برق معرفی شده و مزایا و معایب هرکدام مطالعه شده می باشد. و در پایان این فصلبه موضوع اصلی که همان کیفیت توان در شبکه های تجدید ساختار یافته می باشد، پرداخته شده می باشد.
در فصل سوم تجهیزات جبران سازی پدیده های کیفیت توان نظیر فیلتر اکتیو سری، فیلتر اکتیو موازی، جبران سازیکپارچه کیفیت توان، جبران ساز یکپارچه کیفیت توان مجزاشده و….معرفی شده اند.
در فصل چهارم آغاز به معرفی جبران ساز یکپارچه کیفیت توان مجزاشده (OPEN UPQC) که ترکیبی جدید ازدو فیلتر سری و موازی می باشد پرداخته شده و سپس روش های کنترل آن برای تشخیص جبران سازی کمبود و بیشبود ولتاژ و جبران­سازی هارمونیکی و توان راکتیو مورد مطالعه قرار گرفته می باشد.
درفصل پنجم برای اثبات کارایی OPEN UPQC شبیه سازی های متعددی انجام پذیرفته و نتایج شبیه سازی های صورت گرفته با نرم افزار PSCAD ارائه شده اند. در نهایت با مقایسه نتایج روش های مختلف، کارایی OPEN UPQC با بهره گیری از روش کنترل پیشنهادی نشان داده شده می باشد.
در فصل ششم نیز نتیجه گیری و پیشنهادات جهت ادامه تحقیقات آتی ارائه شده می باشد.
تعداد صفحه : 117
قیمت : 14700 تومان

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   سمینار کارشناسی ارشد رشته برق: جایابی بهینه تولید پراکنده در شبکه های توزیع

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می گردد.

پشتیبانی سایت :        ****       serderehi@gmail.com

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

***  **** ***

دسته‌ها: مهندسی برق