محمدمهدی شهبازی

مدیریت انرژی در هنگام بهره برداری از خودروهای الکتریکی امری ضروری میباشد. سیستمهای ذخیره سازی انرژی ترکیبی به دلیل عملکرد بهبود یافتهشان در مقایسه با منابع انرژی منفرد توجه بیشتری را به خود جلب کردهاند. با توجه برخی محدودیتهای باتریها در تامین توان خودروهای برقی نظیر 1 -عدم توانایی در تامین تقاضای آنی توان ، 2-دمای زیاد در زمان شارژ و 3 -افت ظرفیت اسمی در دراز مدت ، یک ابر خازن در جهت رفع این محدودیت بکار برده خواهد شد. ابرخازن در مقایسه با باتری خصوصیات متفاوتی دارد. از لحاظ تامین توان رتبهی باالتری دارد و میتواند به طور موثر و سریع به تقاضای بار پاسخ دهد و به طور معقول در محدوده ی دمایی گسترده- تری )از 40 تا 70 درجه( کار میکنند. ولی با این اوصاف، باتوجه به اینکه ابرخازنها نسبت به باتریها تراکم انرژی کمتری دارند، مشکل ابرخازنها عدم توانایی در تامین نیرو برای مسافتهای باال است. در این زمینه، ایده اصلی در روش پیشنهادی ترکیب این دو برای غلبه بر کمبودهای باتری و ابرخازن و همچنین دستیابی به عملکرد بهتر مطرح میگردد، چرا که ابرخازنها گزینه مناسبی برای پر کردن خال تقاضای پیک توان )مخصوصا زمانی که توان خروجی باتری کارایی الزم را نداشته باشد( هستند. با توجه به این که کار با این سیستم ترکیبی )باتری و ابرخازن( کار سادهای نیست و همچنین برای هماهنگی باتری و ابرخازن در جهت تامین تقاضای پیک توان یک استراتژی ترکیبی عصبی- فازی ارائه شده است. در استراتژی پیشنهادی تقاضای توان در شرایطی که نوسان یا فرکانس پایینی دارد توسط باتری و در زمانی که مولفهای با فرکانس باال دارد توسط ابرخازن تامین میگردد. در ابتدا تبدیل موجکبرای تجزیه آفالین تقاضای توان بار به دو مولفه فرکانسی مختلف )بر اساس پهنای باند متناوب باتری و ابرخازن( به کار برده میشود. سپس مدل شبکه عصبی با کمک دادههای فرکانسی به دست آمده از مرحله قبل آموزش داده میشود. ورودیهای مدل شبکه عصبی، تقاضای توان بار و مولفهفرکانس پایین آن میباشند و خروجی مدل، تقاضای توانی است که باتری باید آن را تامین نماید. بر این اساس تقاضای توان فرکانس باال به صورت آنالین محاسبه و به ابر خازن توزیع میشود. در مرحله پایانی، کنترل کننده نظارتی بر مبنای منطق فازی در این استراتژی برای مدیریت ولتاژ ابرخازن طراحی میگردد. روش پیشنهادی در محیط نرم افزار متلب شبیه سازی
خلاصه پایان نامه

چکیده: پیشرفت های روزافزون در منابع انرژی توزیع شده و افزایش میزان تقاضا در شبکه های توزیع، بهره برداران را بر آن داشته تا شیوه های مدیریتی را در راستای استفاده از تجهیزات، جهت تامین بهینه میزان تقاضا به کارگیرند. پیشنهاد و توسعه یک سازوکار اقتصادی معقول و کارآمد موضوع مهمی در سیستم های توزیع به شمار می رود. رابطه اقتصادی بین نهادها و بخش های یک شبکه توزیع اعم از ریز شبکه ها نیاز به مطالعات بنیادی دارد. این مسئله می تواند در قالب بررسی تاثیر معاملات بین شبکه توزیع و ریز شبکه های متصل به آن مورد تجزیه وتحلیل قرار گیرد. مبادله انرژی مستقیم بین ریز شبکه ها یک رویکرد نوآورانه برای مدیریت تعداد فزاینده منابع انرژی توزیع شده در ریز شبکه ها یا سیستم های انرژی محلی است. در این ساختار، خریداران و مصرف کنندگان مستقیماً با یکدیگر تجارت و مبادله قدرت و انرژی می کنند. ازاین رو، در این پایان نامه، ابتدا دو ریز شبکه که اولی شامل پنل خورشیدی، ذخیره ساز انرژی باتری و بار الکتریکی بوده و دومی دارای تجهیزات دیزل ژنراتور و سیستم تولید هم زمان حرارت و توان در کنار بارهای الکتریکی و حرارتی است موردمطالعه قرار می گیرد. این ریز شبکه ها در مجاورت شبکه توزیع به بهره برداری می رسند. علاوه بر این، یک مبادله مستقیم انرژی بین ریز شبکه ها برای بررسی اثرات چنین سازوکاری در نظر گرفته می شود. برای این ساختار یک مدل ریاضی استخراج می گردد که در انتها به کمک الگوریتم بهینه سازی مبتنی بر آموزش و یادگیری، که الگوریتمی تکاملی و مبتنی بر جمعیت اولیه می باشد، سود حاصل از مبادله دوطرفه بین نواحی مختلف برای ریز شبکه ها به حداکثر می رسد. این مدل در قالب یک مسئله بهینه سازی 24 ساعته (برنامه ریزی روز بعد) تصمیم گیری می کند و سود حاصل از بهره برداری و دادوستد انرژی را بیشینه می کند. نرم افزار متلب جهت پیاده سازی مسئله پیشنهادی استفاده شده و دو سناریو مختلف طراحی شده است. نتایج نشان می دهد که ارتباط موثر بین ریز شبکه ها و تبادل دوطرفه انرژی می تواند سودآوری اقتصادی قابل توجهی را به همراه داشته باشد. به صورت خاص و ازنقطه نظر نتایج عددی، خروجی ها نشان می دهد سود حاصل از دادوستد برای ریز شبکه اول در حالت وجود دادوستد مستقیم بین ریز شبکه ها (سناریو دوم) نسبت به عدم وجود این ارتباط (سناریو اول) حدود 21 درصد افزایش می ی
خلاصه پایان نامه

با پیشرفت فناورى و به وجود آمدن المان ها و مدارهاى جدید نوع جدیدى از بارها به وجود آمد که لازمست توان راکتیو آن ها جبران شود. برای جبران توان راکتیو از تابلوهای خازنی در صنایع مختلف استفاده می شود. خازن ها انواع مختلفی دارند که در این پایان نامه خازن الکترولیتی مورد بحث قرار گرفته شده است. خازن های الکترولیتی به طور گسترده در مراکز صنعتی و همچنین در مبدل های الکترونیک قدرت مورد استفاده قرار می گیرند. با این حال، خازن های الکترولیتی تحت تاثیر عوامل محیطی اعم از آلودگی شیمیایی و رطوبت و درجه حرارت و عوامل الکتریکی مانند شرایط کاری خازن قرار می گیرند که منجر به پیری و فرسودگی این خازن ها می شوند. در این پایان نامه ابتدا استاندارد های IEC و IEEE در ارتباط با آلودگی های محیطی خازن ها مورد بررسی قرار گرفته شده; سپس انواع مختلفی از خازن ساخت چند شرکت معتبر همراه با شرایط محیطی و کارکردی خازن ها مورد بحث و بررسی قرار گرفته شده است. در ادامه، مدل سازی پیری و فرسودگی خازن های الکترولیتی با توجه به الگوریتم های پیش بینی شرایط کارکردی خازن و معیار ESR شبیه سازی شده است. عوامل موثر بر طول عمر خازن های الکترولیتی عبارتند از: دمای کاری، جریان خازن و ولتاژ کار آن. همچنین پیری و فرسودگی خازن ها را با توجه به ESR خازن می توان تخمین زد. در این پایان نامه با شبیه سازی سیستم فتوولتائیک خورشیدی و مبدل DC به DC و قرار دادن خازن کوپلینگ می توان به کمک معیار ESR پیری و فرسودگی خازن کوپلینگ را توصیف نمود. به طوری که, با افزایش یا کاهش مقدار ESR ریپل های ولتاژ و جریان افزایش یا کاهش می یابند و می توان سلامت خازن را تشخیص داد .
خلاصه پایان نامه

هارمونیک ها ولتاژ و جریان های الکتریکی هستند که در شبکه قدرت بر اثر نوعی از بارهای الکتریکی به وجود می آیند و می توانند باعث بروز مشکلاتی در خطوط انتقال تلفن، تخریب هادی ها و مواد عایق موتورها و ترانسفورماتورها شوند. جریان های هارمونیک تاثیر قابل توجهی بر سیستم های قدرت و تجهیزات تغذیه کننده آن ها دارند بنابراین در هنگام برنامه ریزی جهت ساخت و یا تغییر یک سیستم، توجه به اثرات هارمونیک ها مهم می باشد. علاوه بر این شناسایی محل و اندازه بارهای غیرخطی مهم ترین بخش از برنامه های تعمیر و نگهداری، عیب یابی و اصلاح برنامه ها است. بروز هارمونیک در سیستم های قدرت، اولین پیامد وجود عناصر غیرخطی در شبکه است. عنصر غیرخطی، عنصری است که جریان آن متناسب با ولتاژ اعمالی نمی باشد. افزایش چند درصدی ولتاژ ممکن است باعث دو برابر شدن جریان و تغییر شکل موج جریان و در نتیجه ایجاد اعوجاج هارمونیکی شود. همان طوری که هارمونیک ها در طول سال ها افزایش می یابند لازم است به طور موثر پیگیری های لازم در هنگام ساختن و یا تغییر تجهیزات برای بررسی نفوذ آن ها انجام گیرد. در نتیجه استفاده از ابزار لازم برای حذف هارمونیک ها و در نتیجه بهبود کیفیت توان امری ضروری است. همواره با افزایش تقاضا برای بهبود کیفیت توان موثرترین تکنیک برای حذف هارمونیک یعنی فیلتر فعال مورد استفاده قرار گرفته است. به طور معمول سیستم کنترلی فیلتر فعال از سه بخش 1- شناسایی هارمونیک ها 2- تنظیم ولتاژ سمت dc فیلترفعال 3- تولید سیگنال مرجع برای سوئیچ های فیلتر فعال تشکیل می شود. مهمترین بخش در کنترل فیلتر فعال شناسایی هارمونیک ها و جدا سازی آن ها از بخش اصلی جریان بار و همچنین همگام سازی سیگنال حاصله با ولتاژ شبکه توسط PLL است. استفاده از PLL های متداول زمانی کارآمد است که منبع ولتاژ سینوسی و متعادل باشد، در غیراین صورت این روش عملکرد مناسبی نخواهد داشت و منجر به افزایش هارمونیک ها در جریان بار می شود. در این پروژه از یک PLL جدید برای همگام سازی استفاده می شود که در برابر نامتعادل و اعوجاجی بودن شبکه عملکرد مناسبی را نشان می دهد و عملیات همگام سازی را به درستی انجام می دهد.
خلاصه پایان نامه

نیاز به مبدل های dc-ac حالت جامد برای بهبود کیفیت توان در بخش اصالح ضریب توان ) PFC ،)کاهش اعوجاج هارمونیکی کل ) THD )در شبکه های ورودی اصلی و تنظیم ولتاژ دقیق خروجی dc ،انگیزه ی پیشنهاد چندین توپولوژی بر پایه ی مبدل های کالس یک ازجمله باک، بوست و باک بوست را ای جاد کرده است. دراینبین، مبدل های بوست که در حالت پیوستهی جریان ) CCM )کار میکنند، به دلیل کاهش سطح تداخل مغناطیسی ) EMI )ناش ی از آن، محبوبیت ویژهای پیدا کردهاند؛ اما با توجه به رفتار غیرخطی تصحیح کننده ی ضریب توان بوست کنترل کنندههای کالس یک توانایی کنترل مناسب در تمام شرایط کار را نخواهند داشت. عالوه بر این کالس یک با تغییرات دینامیک س یستم به علت تغییرات پارامترهای س یستم توانایی عملکرد مقاومی ندارند. در این راستا، این تحقیق ابتدا به بررس ی جامع تعدادی از مبدل های تک فاز و موازی شدهی بوست برای کاربردهای اصالح ضریب توان می پردازد. سپس عملکرد کنترلکنندههای کالس یک و هوشمند برای کنترل تصحی ح کنندهی ضریب توان بررس ی میگردد. در ادامه یک کنترل کننده مبتنی بر فازی جهت تصحی ح کنندهی ضریب توان تک فاز و موازی شده طراحی میگردد. کنترلکننده طراحی شده برای PFCهای تک فاز و موازیشده در نرم افزار متلب شبیه سازی میگردد و پاسخ های س یستم به ازای تغییرات بار در حضور کنترلکننده کالس یک و هوشمند مقایسه می شود. نتایج شبیهسازی نشان میدهد که کنترلکننده هوشمند مبتنی بر فازی در کاهش باال زدگی جریان و ولتاژ نسبت به کنترل کالس یک موفق تر بوده است. همچنین نتایج شبیهسازی نشان میدهد کنترل کننده مبتنی بر فازی توانسته است عملکرد مقاومی در برابر تغییرات پارامترهای س یستم فراهم نماید.
خلاصه پایان نامه

چکیده: با افزایش آلودگی هوا خودرو های الکتریکی با استقبال زیادی مواجه شده است. خودرو های الکتریکی از قطعات زیادی تشکیل شده است؛ از مهم ترین قطعات در خودروی الکتریکی باتری و موتور الکتریکی در آن است. سیستم ارتباطی بین موتور الکتریکی و باتری یک مبدل DC است. مبدل DC در خودروی های الکتریکی باید قابلیت انتقال توان در دو جهت را داشته باشند. مبدل پیشنهادی در چهار عمل در خودروی الکتریکی کاربرد دارد. در مرحله اول زمانی خودروی الکتریکی در حالت عادی حرکت کند عمل کاهش سطح ولتاژ انتقالی از باتری به موتور الکتریکی را انجام می دهد. مرحله دوم زمانی که قصد شتاب گیری سریع را با ماشین الکتریکی داشته باشیم در این حالت مبدل افزایش سطح ولتاژ از باتری به موتور الکتریکی را انجام می دهد. در مرحله سوم زمانی قصد کاهش سرعت خودرو یا خودرو الکتریکی در سرازیری باشد در این لحظه موتور الکتریکی به مولد الکتریکی تبدیل می شود و مبدل پیشنهادی وظیفه افزایش سطح ولتاژ انتقالی از موتور الکتریکی به باتری را دارد. مرحله چهارم زمانی که در خودروی الکتریکی قصد کاهش سریع سرعت را داشته باشیم که در اینجا موتور الکتریکی در حالت ترمزی قرار می گیرد که می تواند توان الکتریکی با سطح ولتاژ زیادی را تولید کند که مبدل پیشنهادی در اینجا عمل کاهش ولتاژ تولیدی موتور الکتریکی به باتری انجام می دهد. مبدل DC پیشنهادی قابلیت انتقال توان در دو جهت و همچنین قابلیت کاهش یا افزایش ولتاژ را در دو جهت را دارد. مبدل پیشنهادی از لحاظ ساختار از چهار مبدل پایه تشکیل شده است. در مبدل پیشنهادی از مبدل چوک در دو جهت برای کاهش ولتاژ و از مبدل سپیک و سپیک معکوس (زتا) برای افزایش ولتاژ استفاده می شود. از مهم ترین مزیت این مبدل می توان به سوییچ های کمتر؛ استفاده از المان های کمتر؛ حجم کمتر نسبت به مبدل به صورت تکی می توان نام برد. در این مبدل در حالت ایده آل از پنج سوییچ که دو سوییچ فقط برای قطع و وصل و از سه سوییچ به عنوان سوییچ های کلیدزنی مورد استفاده قرار گرفته شده است. در این پایان نامه از کاربرد مبدل دو طرفه در انرژی های تجید پذیر و در خودرو های الکتریکی آورده شده است. برای اثبات عملکرد مبدل پیشنهادی در حالت تئوری معادلات این مبدل پیشنهادی را در حالت پیوسته در حالت جرء به جزء به دست آوردیم. برای اثبات عملکرد مبدل پیشنهادی با استفاده از نرم
خلاصه پایان نامه

با توجه به مسائل زیست محیطی پژوهشهای مرتبط با خودروهای الکتریکی در سراسر جهان افزایش یافته است. خودروهای الکتریکی برای فراهم کردن مشارکت مطلوب در شبکه های آینده باید دارای یک سری الزامات ضروری باشد. بنابراین انتقال دو جهته توان برای انتقال توان از شبکه به باطری و همینطور از باتری به شبکه راندمان بالا چگالی توان بالا ،روش های کنترلی مناسب برای افزایش چرخه عمر باتری، و همچنین امکان اصلاح ضریب توان است. مبدل ایزوله با بهره گیری از تکنیک سوئیچینگ نرم برای شارژ وسایل نقلیه الکتریکی انتخاب شده است که عمل سوئیچینگ نرم در سمت اولیه و ثانویه را بدون هیچگونه قطعات اضافی انجام می دهد. همچنین یک کنترل کننده برای مبدل فوق طراحی شده است. از آنجا که بهبود کیفیت توان ورودی در هر وسیله الکترونیک قدرت از مشخصات مهم به حساب می آید، این کنترل کننده با تنظیم جریان ورودی در سمت اولیه ضریب توان را اصلاح خواهد کرد. حلقه کنترل جریان پیشنهاد شد میتواند به خوبی مرجع جریان ورودی مبدل را دنبال کند و میزان اعوجاج هارمونیکی کل را کاهش دهد. در این پایان نامه یک الگوریتم کنترلی برای تعیین خودکار حالت کاری مبدل ارائه شده است علاوه بر این حلقه قفل سازی پیشنهاد شده است میتواند پایداری بهتره فرکانس را فراهم کند برای تایید صحت طراحی عملکرد سیستم پیشنهادی در نرم افزار شبیه سازی متلب شبیه سازی شده است نتایج از جهت هارمونیک با کنترل کننده هیسترزیس مقایسه گردید که نتایج نشان از کاهش هارمونیک نسبت به کنترل کننده هیسترزیس دارد
خلاصه پایان نامه

مبدل منبع ولتاژ (VSI) به طور گسترده در سیستم PV مورد استفاده قرار می گیرد،که با مبدل بوست DC-DC بین منبعPV و اینورتر ، ولتاژ در سراسر اینورتر می تواند به راحتی تنظیم شود و دیگر قابلیت ها مانند ردیابی حداکثر نقطه قدرت (MPPT) نیز می تواند اجرا شود.با این وجود دارای نقایص متعددی است، برای نمونه دارای محدودیت در افزایش ولتاژ قبل از اینورتر می باشد.و همچنین دارای اجزای اضافی و پیچیدگی در کنترل است که این موارد باعث تلفات می گردد.توپولوژی اینورتر منبع امپدانسی در ابتدا با استفاده از یک اینورتر باک بوست در یک تبدیل تک مرحله ای معرفی شد.در این نوع ساختار مشکل همپوشانی بین سوییچ های اینورتر و اعوجاج در جریان خروجی اینورتر را به دلیل معرفی زمان مرده حذف می کند.با این حال معایب جریان ورودی گسسته (ناپیوسته) و ولتاژ بالا در هر دوخازن آن وجود دارد. یک نسخه بهبود یافته از مبدل منبع امپدانسی به نام مبدل شبه منبع امپدانسی گزینه ای بهتر را با جریان ورودی پیوسته و استرس ولتاژ پایین تر در یکی از خازن های آن ارائه می دهدو نیز با همان تعداد قطعات مبدل منبع امپدانسی دارای مزایای دیگری می باشد، برای نمونه دارای یک لینک DC معمولی با منبع PV وسوییچ اینورتر است که امکان استفاده ساده تر از ذخیره ساز انرژی را فراهم می سازد .مبدلهای شبه منبع امپدانسی دارای هارمونیک های جریان و ریپل ولتاژ متناظر در باس DCهستند. که برای از بین بردن ریپل ولتاز بانک خازنی بزرگی مورد نیاز است.این تحقیق یک فیلتر قدرت فعال (APF) برای مبدل شبه منبع امپدانسی تک فاز معرفی می کند.که می تواند هارمونیک لینک DC را برطرف کند، از این رو مبدل شبه امپدانسی به خازن ها و سلف های کوچکتری نیاز دارد و هزینه و حجم سیسیتم کاهش می بابد.و در ادامه دو سویه بودن مبدل شبه امپدانسی با ارائه دو کنترل کننده جدا از هم(یکسو ساز و اینورتر) نشان داده شده که ساختار پیشنهادی به منظور استفاده در خودروهای الکتریکی بسیار پرکاربرد می باشد.در مرحله اول با استفاده از یکسوساز با فیلتر اکتیو یک توان بدون ریپل به باتری تحویل داده شده ،سپس با جدا شدن مبدل از شبکه بار مبدل به مد اینورتری رفته و یک توان بدون ریپل و مقاوم در برابر اغتشاشات را به بار تحویل می دهد.که مطالب عنوان شده به خوبی توسط نرم افزار سیمولینک متلب نشان داده شده است.
خلاصه پایان نامه

ریزشبکه بخشی از سیستم توزیع است که شامل تولید کننده های پراکنده، ذخیره سازها، بارهای محلی و سیستم کنترل است و می تواند در حالت متصل یا مستقل عمل کند. ریزشبکه ها بر خلاف شبکه های سراسری به خاطر بهره گیری از تولید کننده های پراکنده DC مزیت استفاده از ریزشبکه های DC را نیز دارد. ریزشبکه های DC به دلیل استفاده کمتر از مبدل ها، عدم نیاز به کنترل فرکانس و جهت گیری بیشتر بار ها به سمت بار های DC دارای مزیت بیشتری نسبت به ریزشبکه های AC هستند. ریزشبکه ها معمولاً به دو حالت جزیره ای و متصل به شبکه کار می کند. با گسترش ریزشبکه های DC نیاز به گسترش این ریزشبکه ها بسیار اهمیت دارد ولی با افزایش تعداد باسبار ها در ریزشبکه های DC نیاز به استفاده از از یک استراتژی کنترلی برای کنترل تبادل توان بین این باسبار ها بوجود می آید. در حالت جزیره ای سیستم کنترل وظیفه ی برنامه ریزی توان خروجی از تولید کننده های پراکنده، تنظیم ولتاژ باس ها، کنترل قطع بار و وصل بار و در کل وظیفه کنترل تبادل توان بین اجزای باسبار و تبادل با باسبار های دیگر را در ریزشبکه بر عهده دارد. در ریزشبکه های جزیره ای وظیفه کنترل تولید کننده های پراکنده در ریزشبکه های DC را معمولاً کنترل افتی بر عهده دارد ولی برای کنترل سایر تبادلات توانی نیاز به طراحی کنترل کننده های دیگری است. در این پایان نامه دو استراتژی کنترلی طراحی شده است که یکی برای کنترل زیر–ریزشبکه و دیگری برای کنترل تبادل توان بین زیر–ریزشبکه و باسبار همسایه است. استراتژی ارباب و رعیت وظیفه کنترل تبادل توان بین سیستم ذخیره ساز انرژی، تولید کننده های پراکنده و بار را در زیر–ریزشبکه بر عهده دارد که با استفاده از ولتاژ زیر–ریزشبکه به عنوان سیگنال مشترک اقدام به کنترل همزمان اجزا می کند. در این استراتژی واحد باتری به عنوان واحد ارباب و واحد های دیگر به عنوان واحد رعیت عمل می کنند. استراتژی کنترلی دیگر استفاده از یک کنترل کننده فازی برای کنترل مبدل های خروجی باسبار ها برای کنترل تبادل توان در صورت وجود اضافه بار و یا حتی امکان تولید توان بیشتر توسط یکی از زیر–ریزشبکه ها و نیاز در باسبار همسایه صورت می گیرد. در این کنترل کننده فازی با استفاده از ولتاژ باسبار هر یک از زیر–ریزشبکه ها و تغییرات ولتاژ باسبار زیر–ریزشبکه ها به عنوان ورودی و جریان مرجع به عنوان خروجی اقدا
خلاصه پایان نامه