پیادهسازی شاخصهای تشخیص پدیده ناپایداری ولتاژ و بهبود
(VSLBI) شاخص انتخابی
لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:PDF
تعداد صفحه:116
پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد “M.Sc”
مهندسی برق - قدرت
فهرست مطالب :
چکیده 1
مقدمه 2
فصل اول : مفاهیم پایه در پایداری ولتاژ 5
1-1 مقدمه 6
2 مفاهیم پایه پایداری ولتاژ 6 -1
1-2 پایداری ولتاژ و فروپاشی ولتاژ 6 -1
7 P-V 2-2 منحنی های -1
9 V-Q 3-2 منحنی های -1
10 P-V 3 تاثیر پارامترهای مختلف بر روی منحنی -2
1-3 ضریب توان 10 -2
2-3 نوع بار 13 -2
3-3 تغییر دهنده تپ 17 -1
تنظیم کننده خودکار ولتاژ 17 ،AVR 4-3 -1
5-3 المانهای شبکه 17 -1
1-5-3 قطع خط 17 -1
2-5-3 از مدار خارج شدن ترانسفورماتور 17 -2
3-5-3 از مدار خارج شدن ژنراتور 17 -1
4-5-3 افزودن خازن شنت 18 -1
5-5-3 حذف بار 18 -1
فصل دوم : روش های تشخیص پدیده ناپایداری ولتاژ 19
1 مقدمه 20 -2
2 شاخصهای مربوط به شینه بار 20 -2
20 VSLBI 1-2 شاخص -2
24 ZL/ZS 2-2 شاخص -2
29 SDC 3-2 شاخص -2
31 Indicator 4-2 شاخص -2
3- شاخصهای مربوط به خط انتقال 36 2
36 VSMI 1-3 شاخص -2
1-1-3 مدل ریاضی پایه 36 -2
2-1-3 معادلات کلی برای خط انتقال دارای تلفات 38 -2
3-1-3 بکار بردن شاخص در سیستم قدرت گسترده 41 -2
42 FVSI 2-3 شاخص -2
44 Lmn 3-3 شاخص -2
45 LQP 4-3 شاخص -2
فصل سوم : پیاده سازی روش های تشخیص ناپایداری ولتاژ در حالت اغتشاش کوچک و بهبود آنها
1 مقدمه 48 -3
2 پیاده سازی شاخص های مربوط به شینه بار 48 -3
50 VSLBI 1-2 شاخص -3
در شبکه دو شینه 50 VSLBI 1-1-2 پیادهسازی شاخص -3
54 IEEE در مدار 9 شینه VSLBI 2-1-2 بکار بردن شاخص -3
55 ZL/ZS 2-2 شاخص -3
در شبکه دو شینه 55 ZL/ZS 1-2-2 پیادهسازی شاخص -3
58 IEEE در مدار 9 شینه ZL/ZS 2-2-2 بکار بردن شاخص -3
63 SDC 3-2 شاخص -3
در شبکه دو شینه 63 SDC 1-3-2 پیادهسازی شاخص -3
64 IEEE در شبکه 9 شینه SDC 2-3-2 بکار بردن شاخص -3
66 Indicator 4-2 شاخص -3
در شبکه دو شینه 66 Indicator 1-4-2 پیادهسازی شاخص -3
67 IEEE در شبکه 9 شینه Indicator 2-4-2 بکاربردن شاخص -3
5-2 جمع بندی عملکرد شاخص های مربوط به شینه بار 68 -3
3 پیاده سازی شاخص های مربوط به خط انتقال 70 -3
70 VSMI 1-3- شاخص 3
در شبکه دو شینه 70 VSMI 1-1-3 پیادهسازی شاخص -3
71 IEEE در شبکه 9 شینه VSMI 2-1-3 بکاربردن شاخص -3
72 FVSI 2-3- شاخص 3
در شبکه دو شینه 72 FVSI 1-2-3 پیادهسازی شاخص -3
73 IEEE در شبکه 9 شینه FVSI 2-2-3 بکاربردن شاخص -3
73 Lmn 3-3- شاخص 3
در شبکه دو شینه 73 Lmn 1-3-3 پیادهسازی شاخص -3
74 IEEE در شبکه 9 شینه Lmn 2-3-3 بکاربردن شاخص -3
74 LQP 4-3- شاخص 3
در شبکه دو شینه 74 LQP 1-4-3 پیادهسازی شاخص -3
76 IEEE در شبکه 9 شینه LQP 2-4-3 بکاربردن شاخص -3
5-3- جمع بندی عملکرد شاخص های مربوط به خط انتقال 76 3
فصل چهارم : پیاده سازی روش های تشخیص ناپایداری ولتاژ در حالت اغتشاش بزرگ
و بهبود روش های موجود 78
1 مقدمه 79 -4
2 پیادهسازی شاخصهای مربوط به شینه بار 80 -4
80 VSLBI 1-2 شاخص -4
81 ZL/ZS 2-2 شاخص -4
83 SDC 3-2 شاخص -4
84 Indicator 4-2 شاخص -4
5-2 جمع بندی عملکرد شاخص های مربوط به شینه بار 85 -4
3- پیاده سازی شاخص های مربوط به خط انتقال 86 4
86 VSMI 1-3 شاخص -4
87 FVSI 2-3 شاخص -4
87 Lmn 3-3 شاخص -4
88 LQP 4-3 شاخص -4
5-3 جمع بندی عملکرد شاخص های مربوط به خط انتقال 89 -4
4 مقایسه شاخص مربوط به شینه بار و شاخص های مربوط به خط انتقال 90 -4
فصل پنجم : نتیجهگیری و پیشنهادها 91
1 نتیجهگیری 92 -5
2 پیشنهادهای ادامه کار 94 -5
پیوست ها 95
پیوست 1: روشهای تخمین مدار معادل تونن 96
منابع و ماخذ 99
فهرست منابع فارسی 99
فهرست منابع لاتین 100
چکیده انگلیسی 102
چکیده :
پدیده ناپایداری ولتاژ از دهههای آغازین قرن بیستم و با رشد صنعت برق مورد توجه محققان،
علاقهمند در این زمینه قرار گرفت و در طول دهههای گذشته روشهایی برای تشخیص این پدیده
و جلوگیری از آن ارائه شده است. از طرف دیگر در شبکههای امروزی به دلیل رشد کم سیستمهای
قدرت در برابر افزایش مصرف و از طرفی حرکت به سمت سیستمهای تجدید ساختار یافته، سبب
افزایش فشار بر سیستمهای قدرت شده است بنابراین یکی از مهمترین دغدغه های صنعت برق
بحث پایداری ولتاژ میباشد. این نکته باعث شده تا بار دیگر نظر محققان به این مسئله جلب شود. و
باعث ارائه روشهای تازهای برای تشخیص پدیده ناپایداری ولتاژ گردیده است که پیچیدگی و
محاسبات زیاد روشهای گذشته را نداشته و کارکرد قابل قبولی در نتیجههای بدست آمده ا ز آنها
دیده میشود. بنابراین در این پایاننامه به کمک تعدادی از این روشها به بررسی تشخیص پدیده
ناپایداری ولتاژ پرداخته خواهد شد.و در مواردی کارکرد آنها بهبود داده خواهد شد.
روشهای بررسی شده در این پایاننامه به دو دسته شاخصهای شین و شاخص های خط تقسیم
شده و در یک شبکه استاندارد پیادهسازی خواهند شد. از آنجا که پدیده ناپایداری ولتاژ بطور عمده
مربوط به ناحیههای بار بوده و به مشخصه بار بستگی دارد خواهیم دید که شاخصهای شین نسبت
به شاخصهای خط دارای کارکرد بهتری هستند و پاسخ بدست آمده از آنها از دقت بیشتری
دارای کارکرد بهتری هستند و ZL/Zs و VSLBI برخوردار است. از بین شاخصهای شین شاخص
در هردو حالت اغتشاش کوچک و بزرگ به خوبی جواب خواهند داد. هرچند این شاخص ها در
بارهای وابسته به ولتاژ به درستی کار نخواهند کرد اما پس از بهبود آنها توسط روشهای پیشنهادی
به پاسخهای خوبی خواهند رسید. البته دیگر شاخصهای شین بررسی شده نیز تا حدودی درست
جواب خواهند داد. اما در برخی حالتها ایرادهایی دیده میشود که باعث شده کارکرد کلی آنها
همچون دو شاخص پیشین نباشد.
در هر دو حالت اغتشاش کوچک و بزرگ جوابهای بهتری LQP از بین شاخصهای خط، شاخص
هم دقت خوبی Lmn و FVSI نسبت به دیگر شاخصها از خود نشان خواهند داد. البته شاخصهای
با مقداری خطا پاسخ خواهند داد.
و...
نمونه تصویر :
پیاده سازی کنترل مد لغزشی فازی – تطبیقی بر روی سیستم روبات سیار چرخ دار
لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:PDF
تعداد صفحه:92
پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد
مهندسی برق - کنترل
فهرست مطالب :
چکیده................................................................................................... ١
مقدمه ................................................................................................... ٢
فصل اول: آلیات..................................................................................... ٣
١- طرح موضوع................................................................................ ٤ - ١
٢- ساختار فصول................................................................................ ٥ - ١
فصل دوم: سیستم های فازی و تطبیقی.......................................................... ٦
١- مقدمه ........................................................................................... ٧ - ٢
٢- سیستم های فازی............................................................................ ٧ - ٢
١- فازی سازها .............................................................................. ١٢ -٢- ٢
٢- پایگاه قواعد فازی....................................................................... ١٤ -٢- ٢
٣- موتور استنتاج فازی..................................................................... ١٥ -٢- ٢
٤- غیرفازی ساز ............................................................................ ١٧ -٢- ٢
٣-کنترل کننده های تطبیقی .................................................................... ١٩ - ٢
٤- سیستم های تطبیقی........................................................................... ٢١ - ٢
٥- چه زمانی از کنترل تطبیقی استفاده باید کرد ........................................... ٢٢ - ٢
٦- ساختار کنترل کننده های تطبیقی ........................................................ ٢٢ - ٢
٧ -انواع کنترل تطبیقی: مستقیم و غیر مستقیم ............................................. ٢٣ - ٢
١-کنترل تطبیقی غیر مستقیم .............................................................. ٢٣ -٧- ٢
٢- کنترل تطبیقی مستقیم ................................................................... ٢٤ -٧- ٢
٨ - ساختارهای کنترل تطبیقی................................................................. ٢٥ - ٢
١- جدول بندی بهره.......................................................................... ٢٦ -٨- ٢
٢- کنترل کننده های تطبیقی مدل مرجع.................................................. ٢٦ -٨- ٢
٣- رگولاتورهای خود تنظیم ............................................................... ٢٧ -٨- ٢
٩- مشکل کنترل تطبیقی و مزیت آن......................................................... ٢٩ - ٢
١٠ - سیستم های فازی تطبیقی................................................................. ٢٩ - ٢
١١ - مزیت کنترل کننده فازی-تطبیقی نسبت به کنترل کننده تطبیقی رایج............ ٣٠ - ٢
١٢ - جمع بندی.................................................................................... ٣٢ - ٢
فصل سوم: کنترل کننده مد لغزشی .............................................................. ٣٤
١- مقدمه ........................................................................................... ٣٥ - ٣
٢- مسائل مقدماتی در مورد آنترل آننده های ساختار متغیر............................. ٣٦ - ٣
٣- مختصری از تاریخ آنترل ساختار متغیر ............................................... ٣٩ - ٣
٤- نامعینی......................................................................................... ٤١ - ٣
٥- معرفی کنترل کننده مد لغزشی ............................................................ ٤٣ - ٣
٦- سطح های لغزشی ........................................................................... ٤٥ - ٣
٧- روند طراحی آنترل آننده مدلغزشی..................................................... ٤٥ - ٣
١- آنترل مدلغزشی سیستم های خطی..................................................... ٤٥ -٧- ٣
٢- طراحی آنترل آننده مدلغزشی برای سیستمهای غیرخطی ...................... ٤٨ -٧- ٣
١- روند طراحی کنترل کننده مد لغزشی در دو مرحله............................ ٥٠ -٢-٧- ٣
٢- تقریب پیوسته از قانون کنترلی..................................................... ٥٣ -٢-٧- ٣
٨- نوسانات فرآانس بالا در آنترل آننده مدلغزشی....................................... ٥٤ - ٣
٩- معایب استفاده از کنترل کننده مد لغزشی................................................ ٥٥ - ٣
١٠ - کنترل فازی مد لغزشی ................................................................... ٥٦ - ٣
١١ - جمع بندی.................................................................................... ٥٧ - ٣
فصل چهارم: پیاده سازی کنترل کننده مد لغزشی مد لغزشی - فازی ..................... ٥٨
١- مدل دینامیکی روبات سیار چرخ دار.................................................... ٥٩ - ٤
٢- طراحی کنترل کننده مد لغزشی ........................................................... ٦١ - ٤
٣- کنترل مد لغزشی فازی – تطبیقی......................................................... ٦٨ - ٤
٤- عملکرد سیستم فازی – تطبیقی ........................................................... ٧١ - ٤
٥- کنترل فازی- تطبیقی به همراه کنترل مد لغزشی...................................... ٧٣ - ٤
٦- جمع بندی...................................................................................... ٧٦ - ٤
فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات آینده .................................................... ٧٧
مراجع.................................................................................................. 79
چکیده :
در سالهای اخیر کنترل کننده های مد لغزشی بسیار مورد تحقیق و بررسی قرار گرفته اند. اما تعیین سطح لغزش مناسب و غلبه بر مشکل Chattering از جمله مهمترین عوامل محدود کننده استفاده از این روش کنترلی هستند. برای حل این مشکل روشهای متعددی ارائه شده است. یکی از این روش ها، ترکیب کنترل کننده مد لغزشی با مفاهیم فازی و تطبیقی است.
در این پایان نامه برای کنترل یک روبات سیار از کنترل فازی- تطبیقی همراه با مد لغزشی استفاده شده است. بدین ترتیب که ابتدا مدل دینامیکی سیستم استخراج شده است. سپس براساس این مدل، کنترل کننده مد لغزشی طراحی میشود. نتایج حاصل از این کنترل کننده نشان می دهد که سیگنال کنترلی رفتار نامطلوبی دارد.
در صورت استفاده از کنترل کننده فازی – تطبیقی نیز مشاهده میشود که پاسخ سیستم در لحظات اولیه حرکت مطلوب نیست و برای تطبیق کامل قوانین فازی زمان زیادی لازم است. در نهایت کنترل کننده فازی – تطبیقی همراه با مد لغزشی طراحی میشود که نتایج حاصل از آن بیانگر رفتار مناسب سیستم از لحاظ زمان پاسخ دهی و شکل سیگنال کنترلی است.
معادلات ریاضی نمی توانند به طور دقیق سیستم فیزیکی واقعی را مدل کنند و همواره نامعینی وجود دارد. نامعینی بدین معنی است که ما با وجود در اختیار داشتن ورودی و اندازه آن نمی توانیم خروجی سیستم فیزیکی واقعی را پیش بینی و تعیین کنیم. بنابراین ما نسبت به سیستم نامطمئن هستیم.
دو روش جهت مواجهه با مدل های نامعین وجود دارد. کنترل مقاوم و کنترل تطبیقی. کنترل مود لغزشی روشی از کنترل مقاوم می باشد.
به طور خلاصه هدف این کنترل کننده قرار دادن کلیه مسیرهای حالت سیستم بر یک سطح پایدار می باشد تا پس از آن مسیرهای حالت سیستمبر روی آن سطح به سمت نقطه مورد نظر (نقطه تعادل) لغزش یابند. انتخاب این سطح سبب می شود تا صورت مساله از پایداری و کنترل یک سیستم مرتبه بالاتر به مساله پایداری سیستم مرتبه یک تبدیل شود. باید توجه داشت که کنترل سیستم مرتبه اول بسیار ساده تر خواهد بود.
فصل اول:
کلیات
1-1- طرح موضوح
امروزه با توسعه و پیشرفت سیستم های خودکار نیاز به استراتژی های کنترلی مناسب بیش از پیش احساس می شود. از این رو تئوری های مختلفی برای کنترل این گونه سیستم ها ارائه شده است. تئوری هایی نظیر کنترل کننده های کلاسیک (PI، PID و…)، کنترل کننده های فازی، کنترل کننده های مد لغزشی و… هریک از این کنترل کننده ها در برخی از سیستم ها عملکرد مناسبی از خود بروز می دهند و در برخی دیگر خیر.
لذا برخی از تئوری پردازان تلاش کرده اند با ترکیب این تئوری ها، به شیوه جدیدی برای کنترل سیستم ها دست یابند تا از مزایای آنها تواما استفاده کنند.
یکی از سیستم هایی که دارای دینامیک نسبتا پیچیده ای است و با بسیاری از شیوه های کنترلی رایج عملکرد مناسبی از خود بروز نمی دهد، سیستم روبات سیار است. در سیستم کنترل این ربات باید با استفاده از گشتاور مناسب، ربات را در مسیر مناسب از پیش تعیین شده ای به حرکت درآورد. اما از آنجا که کلیه مدل های سیستم های فیزیکی، به سبب دقت اندازه گیری محدود و نیز تاثیر عواملی چون اغتشاش و نویز دارای نامعینی هستند. لذا از کنترل کننده مد لغزشی که روشی از کنترل مقاوم می باشد، جهت مواجهه با نامعینی های موجود در مدل استفاده می شود. در کنترل به روش مد لغزشی، هدف راندن مسیرهای حالت سیستم بر روی یک سطح لغزش انتخاب شده توسط طراح در فضای حالت و حفظ مسیرهای حالت بر آن سطح می باشد. کنترل مد لغزشی کاربردهای موفقیت آمیز بسیاری در سیستم های کنترل مقاوم داشته است. در این روش رفتار دینامیک وضعیت سیستم با انتخاب مناسب سطح لغزشی تعیین می شود. همچنین پاسخ سیستم می تواند به یک پاسخ سریع، همراه با پایداری، دفع آشفتگی و عدم حساسیت به متغیرهای پارامتری سیستم دست یابد. با وجود همه پیشرفت های انجام شده در حوزه طراحی کنترل کننده های مد لغزشی، این کنترل کننده ها از برخی کمبودها رنج می برند. از جمله مشکلاتی که در برخورد با این کنترل کننده وجود دارد، نوسانات فرکانس بالا در سیگنال کنترلی می باشد. با توجه به اینکه این نوسانات فرکانس بالا می تواند دینامیک های مدل نشده سیستم تحت کنترل را تحریک نماید، لذا باعث عدم دقت شبیه سازی ها و عدم تطابق آن با واقعیت خواهد شد. این نوسانات می توانند باعث برود اشکال و کاهش عمر محرک های سیستم نیز گردند.
در سال های اخیر تحقیقاتی صورت گرفته که روش های طراحی کنترل فازی مبتنی بر کنترل مد لغزشی را مطرح می کند. تجمیع سیستم های فازی با کنترل کننده مد لغزشی در مثال های متنوعی دیده می شود. با مطرح شدن مفهوم کنترل فازی برای کنترل مد لغزشی و فازی سازی سطح لغزش، نوسانات فرکانس بالا در سیستم مد لغزشی بهبود یافته است. قوانین کنترل فازی می توانند با توجه به شرایط دسترسی به کنترل مد لغزشی به طور سیستماتیک تعریف شوند و در این روش ها مشکلات پیاده سازی کنترل کننده مد لغزشی با استفاده از روش های مبتنی بر منطق فازی تا حدودی حل شده اند.
ولی سیستم های فازی نیز، به قوانین اگر – آنگاه نیاز دارند که می بایست از قبل تدوین گردند. وجود نامعینی در بسیاری از سیستم ها موجب گردیده است که قوانین اگر و آنگاه فازی ثابت نه تنها موجب بهبود عملکرد سیستم حلقه بسته نمی شود، بلکه باعث رفتار نامطلوب نیز خواهد شد. جهت غلبه بر این مشکل، افزودن یک قانون تطابق به کنترل کننده های فازی مد لغزشی پیشنهاد می گردد.
و...