در این مقاله، طرح ترکیبی UPQC و آرایه PV پیشنهاد می شود . سیستم پیشنهادی از اینورترهای سری و موازی، آرایه PV متصل شده به لینک DC بوسیله مبدل بوست که قادر به جبرانسازی کمبود ولتاژ و قطعی ولتاژ، هارمونیک ها و توان راکتیو در هر دو مد جزیره ای و اتصال به شبکه می باشد تشکیل می شود. سیستم پیشنهادی علاوه بر اینکه قابلیت بهبود کیفیت توان در نقطه کوپلینگ مشترک را داراست، قادر است به شبکه توان اکتیو تزریق کند.  همچنین می تواند بخشی از توان بار حساس را در طی قطعی ولتاژ فراهم کند. نتایج شبیه سازی در نرم افزار PSCAD/EMTDC نشان می دهد که سیستم ذکر شده به درستی عمل می کند. 

مقدمه:

یکی از ساختارهای مقایسه ای توان الکتریکی، مبدل پشت به پشت می باشد. در رابطه با کنترل کردن ساختار، این مبدلها ممکن است عملکرد های متفاوتی در جبرانسازی داشته باشند. برای مثال، آنها می توانند بعنوان فیلترهای اکتیو سری یا موازی برای جبرانسازی سنکرون هارمونیک های جریان بار و نوسانات ولتاژ عمل کنند. این، بهساز یکپارچه کیفیت توان (UPQC) نامیده می شود. 

UPQC بطور وسیعی توسط چندین محقق بعنوان یک دستگاه پایه برای کنترل کیفیت توان مطالعه شده است. وظیفه UPQC کاهش اغتشاشاتی است که بر عملکرد بارهای حساس تاثیر می گذارد. UPQC قادر به جبرانسازی کمبود و بیشبود ولتاژ، هارمونیک های ولتاژ و جریان با استفاده از اینورتر های موازی و سری می باشد. علیرغم این موضوع، UPQC قادر نیست قطعی ولتاژ و تزریق توان اکتیو به شبکه به علت اینکه در لینک DC اش منبع انرژی وجود ندارد را جبرانسازی کند. 

چکیده - روشی برای کنترل یک محیط ریزشبکه‌ای با منابع انرژی پراکنده و رابط مبدل منبع ولتاژ که دارای چند منبع انرژی است، تحلیل شده و به تایید می‌رسد. این روش کنترلی به گونه‌ای طراحی شده است که در هر دو حالت عملکرد متصل به شبکه و جزیره‌ای کار کرده و بین این دو حالت یک گذرای صاف و نرمی را فراهم می‌کند. دیگر ویژگی‌های این روش کنترلی شامل تشخیص جزیره‌ای شدن با پسخور مثبت و محدودسازی دینامیکی اضافه‌جریان نیز بررسی می‌شود. تصدیق این ویژگی‌های بیان شده از طریق نتایج حاصل از یک سیستم نمونه کوچک که دارای نتایجی از شبیه‌سازی حوزه زمان ریزشبکه ولتاژ متوسط است، بدست می‌آید. 

عبارات کلیدی- خودکار، کنترل، اینورتر، جزیره‌ای، ریزشبکه، مبدل منبع ولتاژ (VSC).

مقدمه

وقتی عمق نفوذ منابع انرژی پراکنده (DER) افزایش می‌یابد تا افزایش تقاضای برق را در عین کاهش اثرات زیست‌محیطی فراهم کند [1]، ریزشبکه‌ها بسیار مرسوم خواهند بود [2]. منابعی که بخشی از ریزشبکه را تشکیل می‌دهند دارای نیازمندی‌های خاصی هستند: هر منبع انرژی پراکنده (DER)، حال اینکه یک منبع تولید پراکنده (DG) باشد یا یک واحد ذخیره پراکنده (DS)، باید قادر باشد تا بدون ایجاد اثرات چشم‌گیر روی ریزشبکه، به این مجموعه افزوده شده و یا از آن خارج شود. همچنین ریزشبکه باید بتواند در هر دو شرایط از پیش برنامه‌ریزی شده و یا اضطراری، بین حالات متصل به شبکه (GC) و جزیره‌ای (IS) گذرای آرام و صافی را تجربه کند [2]-[4]. 

در بیشتر موارد، یک واحد منبع انرژی پراکنده از طریق یک مبدل منبع ولتاژ (که در این مقاله به طور مختصر آن را مبدل خواهیم گفت) با ریزشبکه میزبان در ارتباط است، تا به این طریق کنترل موثری بتوان روی مبدل واسط اعمال کرده و نیازمندی‌های عملکردی ریزشبکه را فراهم ساخت [5]. این مقاله بیشتر به راهبرد کنترل مبدل معرفی شده در مرجع [6] می‌پردازد؛ یک کنترلر مبتنی بر تغییر فاز و دامنه که دارای ویژگی‌های لازم برای عملکرد در یک محیط ریزشبکه‌ای را دارا می‌باشد (مثل تشخیص جزیره‌ای شدن، حفاظت اضافه‌جریان، و کنترل دروپ). در کل این مقاله از این راهبرد کنترلی تحت عنوان راهبرد کنترل‌شده با ولتاژ (VCS) (راهبرد کنترل ولتاژ) یاد خواهیم کرد. این مقاله به کمک موارد ذیل، مقاصد بیشتری را نسبت به مرجع [6] دنبال می‌کند:

در این مقاله مقایسه بین اینورهای سه سطحی و اینورترهای نه سطحی تغذیه کننده درایو موتور القایی بیان می شود. یک مبدل منبع ولتاژ (VSI) مرسوم تغذیه کننده درایو موتور القایی، با استفاده از نرم افزار Matlab/Simulink مدلسازی و شبیه سازی می شود و نتایج ارائه می شود. همچنین اینورتر نه سطحی شبیه سازی می شود و نتایج مربوطه ارائه می گردد. طیف های تحلیل فوریه سریع (FFT) برای خروجیها برای مطالعه و بررسی کاهش هارمونیکها تحلیل می شوند.

کلمات کلیدی:موتور القایی، اینورتر چند سطحی، مبدل منبع ولتاژ، Matlab/Simulink

1- مقدمه

درایوهای سرعت متغیر (ASD)، ضروری وبرای صنایع و محققان بی پایان می باشد. این درایوها بطور وسیعی در صنایع برای کنترل سرعت سیستم های بالابر، سرعت دمنده ها، سرعت ماشین ابزارها و سایر کاربردهایی که نیاز به تغییر سرعت می باشد استفاده می شوند. در بسیاری از کابردهای صنعتی قدیمی موتورهای DC برای درایوهای سرعت متغیر به علت سرعت عالی و پاسخ خوبشان بکار گرفته می شدند، اما آنها معایب ذاتی کموتاتور و جاروبک های مکانیکی دارند که طی گذر زمان دستخوش پوسیدگی و گسستگی می شوند. در بیشتر موارد، موتورهای AC نسبت به موتورهای DC ترجیح داده می شوند، مخصوصاً موتور القایی به علت قیمت پایین، نگهداری کم، وزن کمتر، بازده بالاتر و ناهمواری های بهبود یافته و قابلیت اطمینان.

چکیده-پیش بینی کوتاه مدت قیمت ها در بازار برق در سال های اخیردر تمرکز مطالعات متعدد بوده است.  اگر چه روش های مختلف مورد بررسی قرار داده شده اند، دستیابی کمی از خطاهای پیش بینی نشده همیشه امکان پذیر است.  با این حال، برخی از برنامه های کاربردی، مانند مدیریت سمت تقاضا، نیاز به مقادیر دقیق برای قیمت های آینده ندارند، بلکه از آستانه قیمت مشخص به عنوان پایه ای برای ساخت تصمیمات برنامه ریزی کوتاه مدت استفاده می کند.  در این مقاله، طبقه بندی قیمت های بازار برق در آینده با توجه به آستانه قیمت از پیش تعیین شده معرفی شده است.  دو مدل جایگزین بر اساس بردارهای پشتیبانی ماشین با مفهوم چند طبقه، به صورت طبقه بندی روز آتی قیمت ارائه شده است.  نتایج عددی برای طبقه بندی قیمت ها در بازار آلبرتا و انتاریو ارائه شده است. 

I. مقدمه 

 قیمت برق یک عامل کلیدی در تعیین برنامه عملیاتی کوتاه مدت و استراتژیهای مناقصه در بازار رقابتی برق [1] می باشد.  در نتیجه، روش های متعدد داده ی رانده شده، برای مدل سازی و پیش بینی کوتاه مدت قیمت ها در بازار برق ارائه شده است. [16] -[2]   خطاهای پیش بینی قیمت گزارش شده به طور کلی از حدود 5٪تا 36٪متغیر و متفاوت است که بر اساس روش مورد استفاده و تجزیه و تحلیل بازار می باشد.  این طیف وسیعی از خطا، با این حال، در مقایسه با پیش بینی کوتاه مدت بار الکتریکی که در آن اشتباهات معمولا از 1٪تا 3٪متغیر می باشند،نسبتا بالا خواهد بود [17].

در مقاله حاضر عملکرد ترکیبی اصلاح کننده های یکپارچه توان با توزیع گسترده مورد تحلیل قرار گرفته است. سیستم بحث شده در مقاله شامل اینورترهای سری و یک اینورتر موازی است. DG نیز از طریق یک خط DC به رکتیفایر متصل شده است. سیستم پیشنهادی مقاله می تواند به عنوان یک جبران کننده برای SAG و SWELL در وقفه های ولتاژ، هارمونیک ها ، توان راکتیو، در شبیه سازی های کامپیوتری نیز در تحلیل و آنالیز سیستم حاضر به کمک ما آمده است و از برنامه طراحی حالت های گذرای الکترومگنتیک DC به وسیله برنامه کامپیوتری در کنار نتایج آزمایشگاهی سخت افزار مربوطه بهره گرفته شده است.

سیستم مفروض، می تواند کیفیت توان را اصلاح کند این اصلاح کیفیت می تواند در یک نقطه از تاسیسات سیستم توزیع باشد یا اینکه در سیستمهای قدرت در صنعت باشد.

مقدمه

محققین تلاش گسترده ای را در مطالعه کیفیت توان انجام داده اند. این تلاش ها با هدف دستیابی به آخرین روشهایی است که برای اصلاح و بهبود توان انجام می شود.   کلا" عملکرد سیستم های یکپارچه اصلاح کننده توان (UPPC) ، کاهش اختلالاتی است که این اختلالات تاثیر گرفته از بار بحرانی است. UPQC شامل دو اینورتر می باشد که دارای اتصال مشترک خازنی DC می باشند. 

علاقه مندی و تمایل به استفاده از DG به صورت گسترده ای در حال گسترش می باشد این تمایل به دلیل آن است که DG می تواند نقش مهمی را در آینده سیستمهای قدرت بازی کند.    و بسیاری از مشکلات متداول سیستمهای قدرت AC را رفع کند. به عنوان مثال مشکلات حفاظتی که در سیستمهای قدرت توان بالا رخ می دهد. چرا که امکانات انتقال انرژی وسرویس دهی به تعداد زیادی از مشترکین محدود است. خطوط انتقال مشکلات حفاظتی خاص خود را دارند که این مشکلات می تواند کاهش پیدا نماید نصب تعداد زیاد DG می تواند این کار را انجام دهد. علاوه بر این مزیت دیگر DG منافع و بهره اقتصادی آن است که از طریق کاهش تلفات خطوط انتقال و هزینه تجهیزات شبکه ولتاژ بالا تامین می شود. 

توربين بادي ژنراتور القايي از دو سو تغذيه  (DFIG) يك توربين بادي سرعت متغير است كه بطور گسترده اي امروزه در صنعت مدرن توان باد مورد استفاده قرار مي گيرد. در حال حاضر توربينهاي بادي DFIG تجاري با فن آوري كه در يك دهه قبل توسعه يافته اند مورد استفاده قرار میگیرند. اما در اين مقاله نشان خواهد داد كه يك محدوديت در روش كنترل برداري مرسوم وجود دارد. اين مقاله يك روش كنترل مستقيم بردار جريان در يك توربين بادي DFIG ارائه مي دهد بر اساس يك استراتژي كنترل يكپارچه براي گسترش استخراج انرژي باد، توان راكتيو و پشتيباني از ولتاژ شبكه توربين بادي مي باشد. يك سيستم شبيه سازي گذرا با استفاده از شبيه سازي سيستم قدرت براي تاثير روش پيشنهادي انجام شده است. روش كنترل مرسوم با روش كنترل پيشنهادي براي كنترل توربين بادي DFIG تحت هر دو شرايط وزش شديد باد و ثابت بودن باد مقايسه شده است. اين مقاله نشان خواهد داد كه تحت كنترل مستقيم برادار جريان سيستم DFIG يك عملكرد برتر در ابعاد مختلف خواهد داشت.

كلمات كليدي: كنترل ولتاژ لينك dc، كنترل مستقيم بردار جريان، ژنراتور القايي از دو سو تغذيه، توربين بادي، كنترل ژشتيبان ولتاژ شبكه، استخراج حداكثر توان، كنترل توان راكتيو.

مقدمه:

در حال حاضر توربينهاي بادي مبتني بر ژنراتور القايي از دو سو تغذيه در نيروگاههاي بزرگ در آمريكاي شمالي مورد استفاده قرار مي گيرند. دلايل متعددي جهت استفاده از توربينهاي بادي DFIG وجود دارد كه در اين ميان مي توان به افزايش قابليت جذب انرژي توربين، كاهش تنش ساختار مكانيكي، كاهش سر و صدا و كنترل توان اكتيو و راكتيو براي ادغام بهتر با شبكه اشاره كرد.

با توجه به توسعه روزافزون کاربرد الکترونیک در بحث قدرت، در فصل اول، به بررسی عملکرد عناصر الکترونیک قدرت می پردازیم. با توجه به اینکه یکی از مباحث مهم، کنترل توان الکتریکی سیستمهای گرداننده موتور الکتریکی است، لازم است که ابتداٌ به بررسی موتور القایی و نحوه عملکرد و خصوصیات آن بپردازیم. در فصل سوم در مورد کنترل موتورهای القایی با کنترل کننده های ولتاژ AC بحث می کنیم .

در فصل بعد به کنترل موتورهای القایی با اینورترها میپردازیم که همان مبدل فرکانسی میباشد.

فصل آخر پروژه که قسمت اصلی این پروژه است، شبیه سازی مبدلها و اینورترها جهت کنترل موتور القایی با متلب میباشد که به شبیه سازی برشگرهای تک فاز و سه فاز وهمچنین به شبیه سازی ابنورترهای تکفاز و سه فاز پرداخته است.

موتورهاي القايي بخصوص موتورهاي قفس سنجابي مزاياي نسبت به موتورهاي dc دارند مواردي نظير نياز به نگهدارندي كمتر ، قابليت اطمينان بالاتر ، هزينه ، وزن ، حجم واينرسي كمتر ، راندمان بيشتر ، قابليت عملكرد در محيط هاي با گرد غبار و در محيط هاي قابل انفجار را مي توان نام برد . مشكل اصلي موتورهاي dc  وجود كمو تا تور و جاروبك است ، كه نگهداري زياد و پر هزينه و نا مناسب بودن عملكرد موتور در محيط هاي با گرد و غبار بالا و قابل انفجار را بدنبال دارد. با توجه به مزاياي فوق در تمامي كار بردها ، موتور هاي القايي به طور وسيع بر ساير موتورهاي الكتريكي ترجيح داده مي شوند . با اينحال تا چندي پيش از موتورهاي القايي فقط در كاربردهاي سرعت ثابت استفاده شده است و در كار بردهاي سرعت متغير موتورهايdc  ترجيح داده شده اند . اين امر ناشي از آنست كه روشهاي مرسوم در كنترل سرعت موتورهاي القايي هم غير اقتصادي و هم داراي راندمان كم بوده است. 

با بهبود در قابليت ها و كاهش در هزينه تريستور ها واخيرا در ترانزيستورها ي قدرت و GTO ها امكان ساخت محركه هاي  سرعت متغير بااستفاده از موتورهاي القايي بوجود آمده است كه در  برخي موارد حتي از نظر هزينه و عملكرد از محركه هاي با موتور dc نيز پيشي گرفته اند . در نتيجه  اين  پيشرفتها ، محركه هاي موتورهاي القايي در برخي كار بردهاي سرعت متغير بجاي محركه هاي dc مورد استفاده قرار گرفته اند . پيش بيني مي شود در آينده موتور هاي القايي بطور گسترده در  محركه هاي سرعت متغير مورد استفاده قرار خواهند گرفت.

با پيشرفت سريع تكنيك اتوماسيون و پيچده تر شدن پروسه هاي صنعتي و كاربرد روز افزون اين شاخه از تكنيك نياز شديدي به كاربرد سنسورهاي مختلف كه اطلاعات مربوط به عمليات توليد را درك و بر اساس اين اطلاعات مقتضي صادر گردد ، احساس مي شود .

سنسورها به عنوان اعضاي حسي  يك سيستم، وظيفه جمع آوري و با تبديل اطلاعات را به صورتي كه براي يك سيستم كنترل و با اندازه گيري قابل تجزيه و تحليل باشد به عهده دارند . در سالهاي اخير سنسورها به صورت يك عنصر قابل تفكيك سيستمهاي مختلف صنعتي مورد استفاده قرار گرفته و پيشرفت سريعي در جهت جوابگويي به تقاضاهاي صنعت در اين شاخه از علم الكترونيك انجام پذيرفته است.

سنسورها جهت تبديل عوامل فيزيكي مانند حرارت ، فشار ، نيرو ، طول ، زاويه چرخش ، دبي و غيره به سيگنالهاي الكتريكي بكار برده مي شوند و به همين منظور سنسورهاي مختلفي كه قابليت ‌تبديل اين عوامل را به جريان برق دارا مي باشند، ساخته شده اند .

يك سنسور را مي توان با خصوصيات زير تعريف نمود .

- سنسور به عنوان تبديل كننده اطلاعات فيزيكي به سيگنالهايي، كه مي توان از آنها به عنوان سيگنالهاي كنترل استفاده نمود . عمل مي كنند .

- يك سنسور نبايد حتماً يك سيگنال الكتريكي توليدنمايد . مانند سنسورهاي پنيوماتيكي و...

- سنسورها در دو نوع مختلف وجود دارند .

الف )با تماس مكانيكي مانند كليد قطع و وصل ، تبديل كننده هاي فشاري و...

ب) بدون تماس مكانيكي مانند سنسورهاي نوري و يا حرارتي و ...

- سنسورها مي توانند بعنوان چشمهاي كنترل كننده يك سيستم مورد استفاده قرار گرفته و وظيفه مراقبت از پروسه و اعلام خرابي و يا نقص يك سيستم را به عهده بگيرند .

در كنار كلمة سنسور با واژه هاي زير نيز در صنعت روبرو هستيم .

اغلب در ساخت و طراحي وسايل الكترونيكي نياز داريم كه آي سي هاي به كار رفته در مدارات الكترونيكي مورد نظر را تست كرده  و از صحت يا خرابي آنها اطلاع دقيقي حاصل نماييم و احيانا در مورد خراب بودن آي سي ها پايه ي خراب شده آنها را بيابيم.

ساخت و طراحي وسيله اي كه اين عمل تست را انجام دهد ، هدف اصلي اين پرو‍ژه مي باشد. كه در اين پروژه  يك سري از آي سي هاي خانواده CMOS سري 4000  و 74XX هست  مي شوند و از سالم يا خراب بودن پايه ها اطلاعات دقيقي را به استفاده كننده ارائه مي نمايد.

براي شروع كار با مدارهاي مجتمع تا حد مورد نياز آشنايي پيدا مي كنيم.. در بخش سخت افزاري توضيحاتي در مورد المان هاي به كار رفته شده در اين مدار داده شده است. در بخش نرم افزاري با يك زبان برنامه نويسي كه بتواند اطلاعات را از طريق كيبورد به مدار ارسال كرده و بعد از دريافت و پردازش در آن زبان برنامه نويسي نتيجه را گزارش دهد ، آشنا مي شويم.

با توجه به قابليت هاي زبان برنامه نويسي C و نزديكي اين زبان به زبان ماشين ، قسمت نرم افزاري اين پروژه را توسط اين زبان انجام خواهيم داد.

ما با طراحي سيستم تست كننده ي آي سي در حقيقت قدم هاي مقدماتي و اصولي در جهت رسيدن به طراحي هاي پيچيده تر را برداشته ايم ، كه با توجه به عملكرد سخت افزاري و نرم افزاري اين پروژه به راحتي مي توان آن را طبق طرح پيشنهادي تعميم داده و براي  تست كردن آي سي هاي ديگر به كار برد.

امــروزه بهران مصرف برق شايد مسئله اي مشكل سـاز براي آينده كشورمـان باشد ، با كاهش و صـرفه جويي در مصـرف برق شايد بتوان نيمي از اين مشكل را حل نمود ، اما با كمي تدبير مي توان كمك بزرگي به آينده و اقتصاد نمود .

ساخت دستگاه آنالايزر (VCA005) تنها گامي در بهينه سازي مصرف انرژي  مي باشد ، اين دستگاه با آناليز كامل از مصـرف انرژي نموداري بصورت ماكزيمم و مينيمم مصرف در اختيار كاربر قرار مي دهـد ، بنابراين كارير قادر خواهد بود ايرادات مصرف برق را شناسايي نموده و سعي در رفع اشكالات نمايد . بنابراين از اين طريق خواهيم توانست كمك شاياني در بهتر مصرف نمودن انرژي انجام دهيم .

با نصب اين دستگاه در كارنجات و رفع ايرادات احتمالي كه بوسيله آناليز برق شناسايي خواهد شد ميتوان گامي بزرگ در بهينه سازي مصرف برق و اقتصاد كشور برداشت . 

اميدوارم با راهنمايي و كمك اساتيد محترم و ساخت دستگاه فوق الذكر توانسته باشم كمكي هر چند كوچك به اقتصاد كشورم كرده باشم .