متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی برق

با عنوان : کنترل میکرو توربین با بهره گرفتن از شبکه های عصبی

در ادامه مطلب می توانید تکه هایی از ابتدای این پایان نامه را بخوانید

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشكده تحصیلات تكمیلی

“M.Sc” پایان نامه برای دریافت درجه كارشناسی ارشد

مهندسی برق – قدرت

عنوان:

كنترل میكروتوربین با بهره گرفتن از شبكه های عصبی

برای رعایت حریم خصوصی اسامی استاد راهنما،استاد مشاور و نگارنده درج نمی شود

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

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

چكیده

میكروتوربین ها (MT) به عنوان یك منبع تولید انرژی در سیستم های DG، كاربردهای فراوانی پیدا كرده و روز به روز نیاز كاربران به آنها بیشتر میشود. میكروتوربین ها، نمونه كوچكی از توربین های گازی میباشد، كه به علت حجم كم، تعداد كم قطعات متحرك، اندازه كوچك، وزن سبك، بازدهی خوب در تولید همزمان، آلایندگی كم، استفاده از سوختهای زاید، فواصل طولانی تعمیرات و عمل در فشارهای كم گاز، در كانون توجه تولیدكنندگان و مصرف كنندگان انرژی الكتریكی قرار گرفته است. این پایان نامه كنترل یك میكروتوربین را با بهره گرفتن از كنترل كننده های PI و شبكه عصبی معرفی میكند. میكروتوربین سه حلقه كنترلی دارد، این سه حلقه، دما، توان و سرعت میباشند. به علاوه میكروتوربین، به یك مولد سنكرون (SG) كه شامل یك حلقه كنترل ولتاژ میباشد، متصل است. در این پایان نامه یك كنترل كننده شبكه عصبی با چهار ورودی و چهار خروجی به جای چهار حلقه كنترل كننده PI برای كنترل میكروتوربین و ژنراتور سنكرون استفاده شده است. میكروتوربین ها به دو دسته میكروتوربین های
تك محور یا سرعت بالا و میكروتوربین های دومحور یا سرعت پایین تقسیم میشوند. از یك مدل میكروتوربین دومحوره برای شبیه سازی، استفاده شده است. در میكروتوربین های دومحور، محور توربین توسط یك چرخدنده به ژنراتور متصل میباشد. چرخدنده برای كاهش سرعت تا 3600rpm مورد استفاده قرار میگیرد و با بهره گرفتن از یك ژنراتور سنكرون 2 قطبی، فركانس ولتاژ تولیدی 60Hz خواهد شد و هیچ نیازی به تجهیزات الكترونیكی برای كاهش فركانس لازم نمیباشد.

در این پایان نامه جهت شبیه سازی از مدلهای موجود در جعبه ابزار Simulink نرم افزار MATLAB استفاده شده است همچنین برنامه تولید و آموزش شبكه عصبی در محیط نرم افزار MATLAB  نوشته شده است. با بهره گرفتن از روش های بهبود عملكرد شبكه عصبی و بهبود آموزش آن، نتایج كنترل كننده شبكه عصبی بهبود یافته است. سه شاخص اندازه گیری خطا، كه عبارت از خطای میانگین مطلق (AME)، خطای مربع میانگین ریشه ها (RMSE) و خطای انحراف استاندارد (SDE) می باشند، برای مقایسه عملكرد میكروتوربین با كنترل كننده های شبكه عصبی و PI استفاده شده است. با توجه به نتایج بدست آمده، كنترل میكروتوربین با كنترل كننده شبكه عصبی در مقایسه با كنترل كننده PI عملكرد بهتری را نشان میدهد.

مقدمه:

استفاده از مولدهای كوچك برای تولید برق بعد از ایجاد نیروگاه های بزرگ رنگ باخت، اما با پیشرفت تكنولوژیهای تولید برق در مقیاس كوچك و ایجاد تجدید ساختار در صنعت برق و مسائل زیست محیطی، باعث مطرح شدن مجدد این مولدها در صنعت تولید برق شده است. عموماً DG یا تولید پراكنده عبارتست از تولید برق در محل مصرف اما در بعضی مواقع به تكنولوژی هایی گفته میشود كه از منابع تجدیدپذیر برای تولید برق استفاده میكنند. چیزی كه عموماً مورد قبول است، این است كه این مولدها صرف نظر از نحوه تولید توان آنها، نسبتاً كوچك میباشد و مستقیماً به شبكه توزیع وصل میشوند. بالا رفتن هزینه های انتقال و توزیع، به مولدهای تولید پراكنده این امكان را میدهد كه برق تولیدی خود را به قیمتی ارزانتر در اختیار مصرفكنندگان قرار دهد. علاوه بر این تولید پراكنده امكان استفاده از منابع پاك برای تولید برق را میدهد.

تولید پراكنده یكی از سیستم های متناوب تولید نیروی الكتریكی میباشد. نیاز به تولید پراكنده با توجه به محدودیت كیفیت توان و نیازمندیهای سیستم از لحاظ قابلیت اطمینان بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در سیستم تولید پراكنده، منابع انرژی متناوب با مقیاس كوچك یا تجدیدپذیر در مجاورت مركز بار قرار داده میشوند. اخیراً تكنولوژی های زیادی در زمینه تولید پراكنده در حال بررسی میباشد. این تكنولوژیها شامل پیلهای خورشیدی، توربینهای بادی، پیلهای سوختی و توربینهای گازی كوچك یا میكروتوربین (MT) است.

میكروتوربین یكی از منابع انرژی است كه توسط ژنراتورهای الكتریكی با سرعت بالا، میتواند توانی در بازه 10MW – 30kW را برای كاربران سیستمهای تولید پراكنده تامین نماید. این واحدها بسیار ساده و كوچك بوده و نصب راحت و هزینه بهره برداری پایینی دارند. همچنین هزینه نگهداری این واحدها به علت داشتن فقط یك قطعه متحرك، بسیار پایین میباشد.

پیشرفت تكنولوژی توربوشارژرها، توربینهای گازی و سیستمهای جانبی سبب توسعه كاربرد میكروتوربینها گشته است. میكروتوربینها توربینهای گازی كوچك و سادهای هستند و قسمتهای اصلی آن كمپرسور، محفظه احتراق و توربین میباشد. هوای فشرده خروجی كمپرسور بهنگام اختلاط با سوخت موجود، مخلوط قابل احتراقی ایجاد میكند. سوختن این مخلوط در محفظه احتراق باعث ایجاد جریان گاز گرم محرك توربین میگردد. میكروتوربینها به دو دسته میكروتوربینهای تك محور یا سرعت
بالا و میكروتوربینهای دو محور یا سرعت پایین تقسیم میشوند. ساختار میكروتوربین های تك محور صورتی است كه كمپرسور، توربین، ژنراتور بر روی یك محور نصب شدهاند. در میكروتوربینهای دو محور، محور توربین توسط یك چرخدنده به ژنراتور متصل میباشد. میكروتوربین متصل شده به ژنراتور سنكرون، چهار حلقه كنترلی توان، دما، سرعت و ولتاژ میباشد. خروجی سه حلقه اول به منظور تعیین نوع كنترل سیستم سوخت رسانی وارد بلوكی بنام درگاه كمترین مقدار میگردد. حلقه ولتاژ جهت پایدارسازی ولتاژ سیستم در طول تغییر بار بكار گرفته میشود. در این پایان نامه اختلاف بین دو كنترل كننده در یك میكروتوربین 250kW مدل میكروتوربین در مرجع توضیح داده شده است. كنترل كننده اول شبكه عصبی (NN) و كنترل كننده دوم PI میباشد. مشخصه اصلی كنترل كننده های شبكه عصبی حساسیت كم آنها نسبت به نویز و نیاز به اطلاعات اولیه كم است كه علت انتخاب این روش برای كنترل سیستم میكروتوربین میباشد. همچنین كنترل كننده های شبكه عصبی دارای سرعت و قابلیت اطمینان بالا بوده و برای كنترل فرآیندهایی كه بصورت بلادرنگ كنترل میشوند، از جمله میكروتوربین ها، كاربرد دارد.

در فصل اول پس از آشنایی با كلیات تولید پراكنده و همچنین مزایا و معایب آن، به بررسی میكروتوربینها و كاربرد آنها میپردازیم. همچنین در این فصل پیشینه تحقیقاتی كنترل میكروتوربین، روش كار و شیوه ابداعی به صورت اجمالی بررسی میشوند.

جهت كنترل یك واحد میكروتوربین گازی باید عملكرد توربین گازی، گاورنر و سیستم تحریك آن، مورد بررسی قرار گیرد. در نتیجه در فصل 2 توربین گازی و گاورنر و سیستم تحریك تشریح و مدل سازی میشود. در این فصل همچنین مدل میكروتوربین كه در شبیه سازی های فصل 3 استفاده شده، بررسی میشود. با توجه به اینكه از شبكه عصبی به عنوان كنترل كننده اصلی میكروتوربین در این پایان نامه استفاده شده است به همین منظور شبكه عصبی و كاربرد آن به صورت كلی بحث میشود، در ادامه راهكارهایی جهت بهبود عملكرد شبكه عصبی مطرح میشود.

شبیه سازی مدل ارائه شده در فصل 3 انجام میشود همچنین طراحی و تولید شبكه عصبی و آموزش آن در این فصل مورد بررسی قرار میگیرد. راهكارهای بهبود عملكرد شبكه نیز در این فصل اعمال میشود.

نتایج شبیه سازی و مقایسه سه شاخص اندازه گیری خطا در فصل 4 مطرح میشود.

و در پایان با توجه به نتایجی كه در فصل 4 آمده است به نتیجه گیری در مورد این پایان نامه و ارائه پیشنهاداتی خواهیم پرداخت.

اطلاعات لازم جهت تولید و آموزش شبكه عصبی و همچنین نمای كلی از شبیه سازی های انجام شده در پیوست آمده است.

تعداد صفحه : 140

قیمت : 14700 تومان

 

—-

پشتیبانی سایت :       

*         asa.goharii@gmail.com

دسته‌ها: مهندسی برق

2 دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید