مهندسی برق

پایان نامه جایابی بهینه جبران­ساز استاتیکی (STATCOM) در شبکه قدرت 30 شینه استاندارد IEEE به منظور کاهش تلفات و کنترل پروفیل ولتاژ شبکه

دانشگاه آزاد

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد اهـر

 

 

دانشکده­ی فنی و مهندسی- گروه برق

 

 

پایان نامه برای دریافت درجه­ کارشناسی ارشد «M. Sc. »

گرایش : سیستم‌های قدرت

 

 

عنوان :

جایابی بهینه جبران­ساز استاتیکی (STATCOM) در شبکه قدرت 30 شینه استاندارد IEEE به منظور کاهش تلفات و کنترل پروفیل ولتاژ شبکه

 

 

در فایل دانلودی نام نگارنده و استاد راهنما موجود است

 

زمستان  1393

 

 

 

فهرست مطالب

عنوان                              صفحه

فصل اول : کلیات تحقیق

1- 1-   پیشگفتار 2

1- 2-   تاریخچه. 4

1- 3-   ادوات فکتس (FACTS) 5

1- 4-   ادوات فکتس موازی.. 8

1- 5-   جبران ساز واراستاتیک (SVC) 9

1- 6-   جبران ساز استاتیکی (STATCOM) 12

1- 7-   مقایسه STATCOM و SVC  14

1- 8-   جایابی بهینه ادوات فکتس    16

1- 9-   اهداف تحقیق.. 17

1- 10-   ساختار پایان نامه. 18

فصل دوم : مبانی نظری و پیشینه تحقیق

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

2- 2-   روش های جایابی بهینه ادوات فکتس…. 20

2- 3-   ماکزیمم تعداد ادوات فکتس بکار گرفته برای جایابی بهینه ادوات فکتس    21

2- 4-   روش های بهینه سازی کلاسیک   23

2- 5-   روش های تکنیکی.. 25

2- 6- روش های هیورستیک (ابتکاری) 26

2- 6- 1-   الگوریتم ژنتیک… 27

2- 6- 2-   الگوریتم گروه ذرات (PSO) 29

2- 6- 3-   الگوریتم تکاملی (EA) 31

2- 6- 4-   الگوریتم تکامل تفاضلی (DE) 33

2- 7-   روش های ترکیبی.. 35

2- 8-   نتیجه گیری.. 38

فصل سوم : مواد و روش‌ها

3- 1-  مقدمه. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

3- 2- مدل میانگین STATCOM    42

3- 3- توابع هدف   49

3- 3- 1- پایداری ولتاژ 50

3- 3- 2- کاهش تلفات (Ploss) 51

3- 3- 3- کاهش توان راکتیو (Q) 52

3- 4- قیود و محدودیتهای مساله  52

3- 5- الگوریتم ژنتیک…. 53

3- 5- 1- ساختار الگوریتمهای ژنتیکی   54

3- 5- 2- عملگرهای الگوریتم ژنتیک…. 55

3- 5- 3- روند کلی الگوریتم‏ ژنتیک…. 59

3- 6- نتیجه گیری……………. 61

فصل چهارم : نتایج

4- 1- مقدمه……………………… 64

 4- 2- اطلاعات شبیه سازی….

4- 3- نتیجه شبیه سازی…. 67

 

فصل پنجم : بحث و نتیجه گیری

 5- 1- نتیجه گیری………….. 70

5- 2- پیشنهادات……………… 72

مراجع… ……………………………… 73

واژه نامه فارسی به انگلیسی.. 76

 

فهرست جدول‌ها

عنوان                              صفحه

جدول ‏2- 1: بررسی تاثیر افزایش تعداد ادوات فکتس در شبکه بر روی تابع هدف… 22

جدول ‏2- 2:نتایج جایابی بهینه ادوات فکتس به کمک روش های کلاسیک…. 24

جدول ‏2- 3:مقایسه نتایج جایابی PSO با EP. 29

جدول ‏2- 4:نتایج جایابی به کمک روش روش EPSO.. 30

جدول ‏2- 5:مقایسه عملکرد زمانی روش های مختلف PSO.. 31

جدول ‏2- 6:نتایج جایابی روی شبکه 118باسه IEEE با روش EA.. 32

جدول ‏2- 7:نتایج جایابی روی شبکه 58 باسه تایلند با روش EA.. 32

جدول ‏2- 8:مقایسه نتایج جایابی با روش های DE، GA و آنالیز حساسیت… 34

جدول ‏2- 9:نتایج جایابی روی شبکه 24 باسه. 34

جدول ‏2- 10:مقایسه نتایج جایابی روش های ترکیبی.. 36

جدول ‏2- 11:نتایج جایابی با روش ترکیبی PSO و SQR.. 37

 جدول 4- 1 : اطلاعات شین‌های شبکه قدرت 30 شینه IEEE (Bus Data). . . . . . .  . .. . . . . . .  65

جدول 4- 2 : اطلاعات خط شبکه قدرت 30 شینه IEEE (Line Data). . . . . . .  . . . . . . . . . . . . 66

جدول 4- 3 : نتایج جایابی بهینه Statcom در سیستم 30 شینه IEEE. . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . 68

 

فهرست شکل‌‌ها

عنوان                              صفحه

شکل ‏1- 1:کاربرد ادوات فکتس در یک نگاه 5

شکل ‏1- 2: مشخصه جریان- ولتاژ SVC.. 10

شکل ‏1- 3: نحوه اتصال انواع SVC به شبکه. 12

شکل ‏1- 4: مشخصه جریان- ولتاژ STATCOM… 14

شکل ‏1- 5: مقایسه مشخصه‌ های جریان- ولتاژ SVC و STATCOM… 15

شکل ‏2- 1:فلوچارت الگوریتم ژنتیک…. 28

شکل ‏2- 2:مقایسه عملکرد روشPSO با EP. 30

شکل ‏3- 1:STATCOM متصل به شبکه. 44

شکل ‏3- 2:مدل مداری میانگینSTATCOM… 46

شکل ‏3- 3: تلفات داخلی STATCOM در مدل میانگین.. 48

شکل ‏3- 4:مدل میانگین یک STATCOM متصل به سیستم قدرت به عنوان یک باس جدید. 48

شکل ‏3- 5:نمودار تابع پایداری ولتاژ برحسب ولتاژ شین.. 51

شکل ‏3- 6:الگوی کلی رشته دودویی برای کروموزومها 54

شکل ‏3- 7: نحوه ارزیابی شایستگی در چرخ رولت… 56

شکل ‏3- 8: یک نمونه تلفیق (آمیزش) 58

شکل ‏3- 9: یک کروموزوم قبل و بعد از اعمال عملگر جهش…. 59

شکل ‏3- 10:کد برنامه الگوریتم ژنتیک…. 60

شکل ‏3- 11: فلوچارت الگوریتم ژنتیک…. .. . . 62

شکل ‏4- 1: مدار شبکه قدرت 30 شینه IEEE.. .. . . 64

شکل ‏4- 2: نمودار الگوریتم ژنتیک در جایابی سیستم 30 شینه IEEE.. .. . . 67

1-1- پیشگفتار

امروزه با پیشرفت صنعت وگسترش مناطق شهری وابستگی به انرژی الکتریکی روز به روز زیاد می­ شود و باعث رشد سریع سیستم قدرت می­ شود. به همین دلیل مدیریت انرژی برق در بالاترین سطح تکنولوژی و مهندسی خود مورد توجه قرار گرفته و عملاً به عنوان یک کالای تجاری و یک سرمایه اقتصادی کلان محسوب می­ شود. این رشد سریع، قابلیت اطمینان سیستم قدرت را پایین می­آورد. عدم قابلیت اطمینان شبکه برق و خاموشی­های متوالی یکی از مشکلات مهم تاثیرگذار در اقتصاد هر کشوری است. این افزایش تقاضای بار سبب می­گردد که سیستم­های انتقال انرژی با مسائلی همچون پایداری و نیز محدودیت­های حرارتی عبور جریان روبرو شوند که برای تحویل انرژی با کیفیت مناسب، باید این مسائل را به حداقل رسانید و پایداری را در سیستم­های انتقال به حداکثر میزان ممکن افزایش داد. با تغییرات سریع تکنولوژی­ها و افزایش تقاضای انرژی این تکنولوژی­ها، سیستم قدرت برای پاسخ دادن به نیاز شبکه نزدیک حدود پایداری و دمایی عمل خواهد کرد و در نتیجه با مشکلاتی همچون افزایش تلفات به خاطر محدودیت دمایی و قطعی برق و در نهایت خاموشی­های بزرگ به خاطر مشکلات پایداری سیستم­های بزرگ که نتیجه­ای جز افزایش تلفات و پایین آوردن قابلیت اطمینان شبکه ندارد، مواجه خواهد شد. از طرفی با افزایش میزان خصوصی سازی بازار برق، توجه به مسائل صنعت برق همچون بهره­برداری، انتقال و توزیع توان با کمترین هزینه، کاهش تلفات ناشی از افزایش تقاضا، کیفیت توان تحویلی به مصرف کننده­گان و قابلیت اطمینان سیستم قدرت بیشتر شده و صاحبان شرکت­های برق در صدد حل این مشکل­ها بر آمدند. از سوی دیگر به روز کردن سیستم­های انتقال و توزیع و سیستم­های کنترلی آنها که از مسائل عمده مطرح شده است، به شکل عملی بسیار گران، مشکل و زمان بر می­باشد.

میزان توان اکتیو و راکتیو در خطوط انتقال از امپدانس خطوط، دامنه­ ولتاژ و اختلاف زاویه­ی ولتاژ طرفین خطوط تبعیت می­ کند. در نتیجه دامنه و مسیر عبور جریان ناشی از توزیع بار و ساختار شبکه می­باشد. از طرفی با توجه به محدودیت­های عبور توان در خطوط که ناشی از محدودیت­های عمده حرارتی و پایداری است، استفاده کامل از شبکه­ های بهم پیوسته عملی نیست.

هر چه شبکه گسترده­تر گردد، شکاف حدود حرارتی و پایداری بیشتر شده و انتقال و پخش توان متاثر از حدود پایداری خواهد بود که خود شامل پایداری گذرا، دینامیک، پایداری ولتاژ و حتی پایداری حالت ماندگار می­باشد.

مشکلات موجود در سیستم­های انتقال توان موجود (فاصله، پایداری و کنترل­پذیری عبور توان) که موجب بهره ­برداری نامناسب می­گردد، بهمراه تاثیر قابل ملاحظه­ی جبرانگرهای کنترل شده، منجر به ظهور جبرانگرهای کنترل شده بوسیله­ تجهیزات الکترونیک قدرت در اواخر دهه­ هفتاد میلادی گردید. موسسه EPRI پس از سالها تحقیق و مطالعه­ تجهیزات الکترونیک قدرت فشار قوی برای استفاده در خطوط انتقال HVDC و جبرانگرهای خطوط AC، در اواخر دهه­ هشتاد میلادی سیستم­های FACTS را به دنیا معرفی کرد. این ادوات در تنوع گسترده­ای قابلیت کنترل شبکه­ های بهم پیوسته را فراهم ساختند و مبتنی بر الکترونیک قدرت، تئوری­های پیشرفته کنترل و میکروکامپیوترها می­باشند.

روش­های زیادی هست که تا حدی از اثرات این مشکلات و محدودیت­ها جلوگیری کنند، یکی از این روش­ها، استفاده از سیستم­های قدرت انعطاف­پذیر[1] می­باشد. در این سیستم­ها با به کار بردن جبرانسازها، پخش بار را کنترل و پایداری سیستم را افزایش می‌دهند. انعطاف­پذیری بالا در مدیریت و کنترل سیستم قدرت یکی از ویژگی­های برجستۀ این سیستم­ها می­باشد. ادوات فکتس یک روش مفید و قابل استفاده و در عین حال با صرفه اقتصادی برای حل کردن مشکلات و محدودیت­های خطوط شبکه انتقال و جایگزینی برای ایجاد خطوط جدید در شبکه می‌باشد.

 

(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)

 

تعداد صفحات :  91

قیمت :  40 هزار تومان

 

 

بلافاصله پس از پرداخت، لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار میگیرد و  همچنین فایل خریداری شده به ایمیل شما نیز ارسال می شود

پشتیبانی سایت :                 parsavahedi.t@gmail.com

 

40,000 تومانافزودن به سبد خرید

—-

پشتیبانی سایت :       

*         parsavahedi.t@gmail.com

 
سایت سبز فایل بزرگترین و جامع ترین سایت مرجع فروش و دانلود پایان نامه های مقطع کارشناسی ارشد می باشد. هزاران فایل پایان نامه ، مقاله ، تحقیق ، پروپوزال ، پروژه دانشجویی و گزارش سمینار با فرمت word (پسوند doc یا docx) و قابل ویرایش با امکان دانلود رایگان دمو (فهرست و فصل اول همه پایان نامه ها در سایت به صورت رایگان در دسترس است تا کاملا با محتویات آن آشنا شوید) سایت سبز فایل امکان خرید پایان نامه را برای دانشجویان و محققان محترم برای استفاده در تحقیقات فراهم نموده است. برای پیدا کردن پایان نامه مورد نظرتان عبارت مورد نظر خودتان را در کادر زیر جستجو کنید:
در ضمن برای راحتی دسترسی ، عناوین همه فایل های مربوط به هر رشته را در یک صفحه گردآوری کره ایم. برای دسترسی به رشته مورد نظرتان از منوی بالای سایت وارد شوید.
99