دانلود پروژه مهندسی برق قدرت ، استفاده از UPFC به منظور جبران سازی توان اکتیو و راکتیو و بهبود پایدا

UPFC یکی از ادوات FACTS و به نوعی جدیدترین و پیشرفته ترین نوع آن هاست که در سیستم های قدرت به منظور جبران سازی بکار می رود . یک UPFC از یک جفت پل کنترل پذیر تشکیل شده است که از طریق ترانسفورماتورهای سری جریان را به شبکه قدرت تزریق می کند . کنترل کننده بکار رفته در UPFC یا جبران ساز همه منظوره قادر است توان اکتیو و راکتیو را به صورت توامان در خطوط انتقال قدرت کنترل نماید .
در واقع UPFC از ترکیب یک جبران ساز سنکرون استاتیک STATCOM که به صورت موازی به شبکه متصل می شود و یک جبران ساز سری سنکرون استاتیک SSSC که مشخصا به صورت سری در مدار قرار می گیرد تشکیل شده است . این دو جبران ساز در مدار UPFC در یک لینک ولتاژ DC مشترک می باشند .
مزیت اصلی UPFC در امکان کنترل توان اکتیو و راکتیو به صورت همزمان در خطوط انتقال می باشد ، به این ترتیب می توان فاز و اندازه ولتاژ خط و همچنین مقدار راکتانس خط (با استفاده از پل های سری شده) را با استفاده از آن تغییر و کنترل نمود . این امکان و همچنین کیفیت کنترل و سرعت واکنش UPFC به سناریوهای اتفاق افتاده در خطوط توزیع به کنترلر بکار رفته در آن بستگی دارد .
یک مدلسازی مناسب از UPFC که مبتنی بر واقعیت سیستم باشد اساس طراحی کنترلر برای آن خواهد بود ، پس از این مرحله می توان نسبت به نوع کنترلر و وظایف آن در خط تصمیم گیری نمود .

 

 شماتیک قدرتی و کنترلی برای یک UPFC

شکل بالا شماتیک یک UPFC را نشان می دهد ، در این شماتیک هر کدام از بخش های سری و موازی توسط یک ترانسفورماتور به شبکه متصل شده اند و برای هر بخش نیاز به یک سیستم کنترلی می باشد که بتواند بخش مربوطه را کنترل نماید .

در ادامه مطلب یک فایل شبیه سازی مرتبط با UPFC و توضیحات مربوط به شبیه سازی آورده شده است که می توانید دانلود کنید  .

 

ادامه نوشته

آموزش و دانلود پروژه مهندسی برق کنترل ، استفاده از رویت گر در حلقه کنترلی سیستم

یکی از مسائل اساسی در سیستم های کنترل طریقه بدست آوردن متغیرهای حالت از سیستم در حالتی است که به دلایلی همچون نبود سنسور یا بالا بودن هزینه این ادوات در بدست آوردن متغیرهای مورد نظر استفاده از آن ها در سیستم مقدور نباشد ، در این حالت نیاز به ارائه روشی به منظور بدست آوردن این متغیر از طریق خروجی ، سایر متغیرها و گاها سیگنال کنترلی می باشد ، به مجموعه معادلاتی که به این منظور در حلقه کنترلی سیستم بیان می شوند ، معادلات رویت گر گفته می شود .

طراحی معادلات رویت گر با توجه به مدل سیستم از طرق مختلف امکان پذیر می باشد ، در مدل های خطی به شرط رویت پذیر بودن سیستم می توان این متغیرهای حالت را بدست آورد و سپس با توجه به محاسبات لازم در کنترل پذیری سیستم نسبت به کنترل آن اقدام کرد .

در این سیستم ها گاها برخی از مدها یا متغیرهای حالت رویت پذیر نمی باشند که به آن ها مدهای رویت ناپذیر اطلاق می شود ، بیشتر این مباحث در تئوری کنترل مدرن مطرح می شوند و جزء عملیات ماتریسی می باشند .

در مراتب بالاتر این مسائل برای مدل های غیرخطی بررسی می شود ، در سیستم های غیرخطی روش هایی همچون فیلتر کالمن غیرخطی در طراحی سیستم های تخمین گر مورد استفاده قرار می گیرند . روش های دیگر براساس فیلتر مد لغزشی و یا استفاده از روش های هوشمند استوار است .

شماتیک یک رویت گر نمونه در حلقه کنترلی سیستم به منظور تخمین متغیرهای حالت

در شکل بالا محل بکارگیری یک رویت گر حالت نمایش داده شده است .

رویت گر ها عموما به منظور تخمین سیگنال های متغیر حالت بکار می روند ، گرچه از این سیگنال ها گاها در تخمین اغتشاش نیز استفاده می شود که مربوط به مباحث پروژه های سیستم کنترل فرآیند می باشد .

در رویت گرها از روش های هوشمند همچون شبکه های عصبی نیز به منظور تخمین حالات استفاده می شود .

در ادامه متلب فایل شبیه سازی مربوط به یک سیستم که معادلات رویت گر در آن منظور شده ، آمده است .

شکل زیر نتایج بدست آمده از طراحی رویت گر که در ادامه مطلب فایل های شبیه سازی آن آمده است را نشان می دهد .

نتایج بدست آمده از رویت گر که در مقایسه با متغیرهای حالت اصلی می باشند 

همانطور که مشخص است پس از حالت گذرا نتایج تخمین به مقادیر واقعی خود همگرا می شوند و این مسئله نشان از پایداری سیستم حلقه بسته شامل رویت گر و کنترلر می باشد .

 

 

ادامه نوشته

دانلود پروژه مهندسی برق کنترل ، بکارگیری کنترلر مد لغزشی

در این پروژه هدف ردیابی مسیر برای یک سیستم بیان شده با تابع تبدیل مستقیم می باشد ، در این پروسه از کنترلر مد لغزشی به این منظور استفاده شده است ، در بدست آوردن یک قانون معتبر برای سیستم مدلغزشی چندین مسئله بر کیفیت کار تاثیرگذار است که از آنجمله سرعت پاسخ ، خطای حالت ماندگار ، میزان نوسانات حالت گذرا و نهایتا میزان چترینگ قانون کنترلی از جمله این معیار ها می باشند . 

آنچه که قانون کنترل براساس مد لغزشی را در این بین محبوب نموده کیفیت پاسخ خروجی ها به نسبت سایر کنترلرهاست ، اما در این بین میزان چترینگ یا نوسانات قانون کنترلی به نسبت سایر روش ها بالا بوده و استفاده کاربردی از مد لغزشی را سخت تر نموده است .

در پروژه ها و پایان نامه هایی که با مسئله مد لغزشی حل می شوند ، از روش هایی همچون منطق فازی و یا تابع شیب دار به جای تابع اشباع به منظور کاهش مقدار چترینگ استفاده می شود .

شکل زیر خروجی ردیابی را برای روش کنترلی مد لغزشی نشان می دهد .

شکل ردیابی خروجی در کاربرد مدلغزشی

آنچه در طراحی سیستم کنترلی برای این روش مهم است یک مصالحه مناسب بین کیفیت پاسخ خروجی و میزان چترینگ مجاز در قانون کنترل می باشد .

در اکثر کاربردها مانند رباتیک و سیستم های قدرت میزان چترینگ بالا عملا کاربرد این روش را در این سیستم ها منتفی می کند .

لینک دانلود فایل سیمولینک متلب در ادامه مطلب می باشد .

ادامه نوشته

آموزش و دانلود پروژه مهندسی برق قدرت ، بکارگیری پیل سوختی در ورودی یک اینورتر چندطبقه به منظور کاربر

بهبود کیفیت توان در شبکه های قدرت سراسری از مباحث مهم در بررسی سیستم های قدرت می باشد ، یکی از ابزار مورد استفاده در این مسئله و مهمترین آن ها بکارگیری ادوات FACTS می باشد ، ادوات FACTS با استفاده از یک منبع توان DC می تواند برای نوسانات توان و ولتاژ که در نتیجه توان راکتیو درخواستی مصرف کننده ، خطای اتصال کوتاه در شبکه و یا هارمونیک های تولید شده در اثر کاربرد منابع تجدیدپذیر نظیر توربین بادی می باشد بکار رود ، در STATCOM وضعیت اتصال بصورت موازی در شبکه می باشد و اغلب به صورت تزریق توان متناسب در شبکه اقدام می کند . 

در حالت کلی بیشتر بحث در سیستم های اینورتر چندطبقه بر روی مقادیر خازن DC بکار رفته بر روی هر طبقه از اینورتر می باشد ، در کنار این مسئله نحوه کنترل و کلیدزنی IGBT ها بکار رفته بر روی هر پل نیز از چالش های دیگر در اینورتر ها می باشد .

در استفاده نهایی از اینورتر می توان از روش STATCOM و اتصال موازی برای آن استفاده کرد . در کنترل کلیدزنی انواع روش ها استفاده می شود ، روش های بهینه سازی در کاهش ادوات بکار رفته تا استفاده از روش های هوشمند نظیر منطق فازی و شبکه های عصبی به منظور کنترل کلیدزنی از این نوع می باشند . 

در شکل زیر شماتیک یک اینورتر چندطبقه (مولتی اینورتر) را ملاحظه می کنید .

مولتی اینورتر بکار رفته در پروژه

بحث اساسی در این پروژه پایان نامه کاهش هارمونیک های شبکه در حضور مولتی اینورتر می باشد که از یک سو به روش کنترلی استفاده شده بستگی دارد و از سویی دیگر این مسئله از منبع DC بکار رفته بعنوان ورودی STATCOM می باشد ، در این پروژه از پیل سوختی (fuel cell) به عنوان ورودی تغذیه مستقیم استفاده شده است .

لینک دانلود بخشی از شبیه سازی پایان نامه در نرم افزار متلب در ادامه متلب می باشد .

 

ادامه نوشته

آموزش و دانلود پروژه مهندسی برق قدرت ، کنترل ریزشبکه با استفاده از مدیر

از مسائل مهم و اساسی در ریزشبکه ها پایداری آن هاست ، این پایداری تعابیر گوناگونی در ریزشبکه ها داراست و توسط متغیرهای اساسی و شاخص های مختلفی سنجیده می شود ، آنچه در این بین مشترک است پایداری ولتاژ - فرکانس و اهمیت آن در ریزشبکه ها می باشد . شاخص های دیگر که بیانی از میزان تامین توان درخواستی بار در شرایط و سناریوهای مختلف از قبیل خطا می باشد نیز از روی همین متغیرها بدست می آیند . در کنار این مسئله ، توان سیستم دیزل ژنراتور نیز در میکروگرید ها امری ضروری است . در این مورد مسئله اشباع توان تولیدی توسط دیزل به بیان ضرورت وجود سیستم های پشتیبان جهت تعدیل تولید و مصرف می انجامد .

آنچه در اصل رابطه بیان پایداری در ریزشبکه مطرح است لزوما برابری مصرف و تولید می باشد ، هر راه حلی که به حل این مسئله بیانجامد به عنوان یک روش مدون در سیستم های ریزشبکه مطرح می شود .

در مقاله آورده شده در این پست که شبیه سازی آن نیز موجود است هدف با توجه به تاثیر باتری در ریزشبکه بیان می شود ، سیستم منبع ذخیره ساز انرژی با شارژ و دشارژ در زمان های مناسب نسبت به حفظ تعادل تولید و مصرف و یرقراری پایداری ولتاژ و فرکانس می کوشد .

اما طریقه حل مسئله و در واقع کنترل باتری در این سیستم توسط منطق فازی انجام می گیرد که شماتیک آن در شکل زیر آورده شده است .

شماتیک منطق فازی بکار رفته در سیستم مدیریت توان ریزشبکه برای باتری

در این سیستم دو ورودی برای منطق فازی در نظر گرفته شده است و به منظور کاربرد کنترلر فازی از حوزه گسسته در زمان استفاده شده است . 

همان طور که در پایان نامه مربوط به این مقاله آورده شده است ، اساس کار برمبنای توان آزاد موجود در سیستم ریزشبکه آورده شده است ، ورودی اول منطق فازی میزان توان ریزشبکه در حالت عدم وجود هرگونه سیستم ذخیره ساز اعم از باتری و فلایول یا ابرخازن بوده و ورودی دوم نشان از تخمین توان باتری در حالت کنونی دارد ، این مقدار هر بار در طول اجرا توسط منطق فازی به روز شده و دوباره در حلقه مورد استفاده قرار می گیرد . 

در بکارگیری منطق فازی از 5 مجموعه فازی برای ورودی اول و 4 مجموعه برای ورودی دوم استفاده شده است و در قانون نویسی آن از رفتار منتج شده از آزمایشات سیستم استفاده شده است .

در ادامه مطلب مقاله و فایل سیمولینک شبیه سازی قرار داده شده است .

 

ادامه نوشته

پروژه مهندسی برق قدرت ، تجدید ساختار در سیستم قدرت ، کاهش تلفات ، بهبود پروفیل ولتاژ

تجدید ساختار در سیستم های قدرت یکی از اساسی ترین مباحث در زمینه بازار برق ، کاهش تلفات ، بهبود کیفیت توان ، بهبود پروفیل ولتاژ و مباحث مربوط به قابلیت اطمینان می باشد .

در این پست یک پروژه پایان نامه در مهندسی برق قدرت که مقاله بیس بکار رفته بهمراه شبیه سازی های آن در ادامه مطلب قرار داده شده است ، مورد بررسی قرار می گیرد . در تجدید ساختار شبکه توان چندین مسئله را در نظر می گیرند که اصلی ترین آن ها کاهش تلفات اکتیو و راکتیو در خطوط توان می باشد که این مسئله به خودی خود باعث بهبود برهم کنش در سیستم شده و محسنات بعدی را به دنبال خواهد داشت .

در مسئله تجدید ساختار نیاز به برقراری شرایط مختلف شبکه در هر اجرای برنامه می باشد تا آن را به عنوان یک حل صحیح برشمرد ، از جمله این شرایط محدودیت ولتاژ ، محدودیت توان اکتیو ، محدودیت توان راکتیو ، رادیال بودن شبکه ، میزان تلفات و مسائل دیگر می باشند که در حلقه و فلوچارت مسئله تجدید ساختار باید به آن توجه داشت ، در این پایان نامه مسئله بهینه سازی توسط روش حل بهینه (optimal power flow) و با استفاده از گرادیان ولتاژ مورد بررسی قرار گرفته است . در هر یک از مراحل حل محدودیت های شبکه مورد توجه قرار گرفته و بهینه سازی بدون جایگذاری منابع تولید پراکنده و یا ادوات facts صورت گرفته است .

در شکل زیر نتیجه مسئله بهینه سازی برای قبل از بکارگیری الگوریتم و بعد از آن نشان داده شده است :

نمودار پروفیل ولتاژ قبل و بعد از تجدید ساختار شبکه قدرت 

در این شبیه سازی چندین شبکه استاندارد از جمله 16 باسه و 116 باسه IEEE با استفاده از الگوریتم مورد ارزیابی قرار گرفته اند که در شکل بالا نتیجه کار برای شبکه 33 باسه نشان داده شده است .

در ادامه مطلب لینک دانلود این پایان نامه آماده به همراه مقاله اصلی کار داده شده است .

ادامه نوشته

دانلود پروژه مهندسی برق قدرت ، کنترل فازی برای موتور یونیورسال

در این پست پروژه مهندسی برق قدرت که در آن با استفاده از کنترل برمبنای منطق فازی برای موتور یونیورسال (Universal) جدول فازی تعبیه شده و شبیه سازی های آن انجام شده است خواهیم پرداخت .

در این پروژه ابتدا مدل مورد نظر برای موتور بدست آمده است به این صورت که سیستم در یک حلقه بسته به همراه محرک ، موتور و سنسور فیدبک قرار داده شده و با استفاده از تئوری کنترل مدل کامل آن بدست آمده است . در این مقاله هدف دریافت دامنه مطلوب برای ولتاژ خروجی می باشد که برای مقادیر مطلوب متفاوت بررسی شده است و حرکت های پله ای در ولتاژ نیز تحت بررسی قرار گرفته است .

در این مقاله با توجه به کاربرد منطق فازی ابتدا متغیرهای ورودی مورد نیاز برای کنترل فازی از سیستم استخراج شده اند که شامل متغیر خطا و مشتق خطا می باشند . این متغیرها به عنوان ورودی منطق فازی می باشند که در حوزه گسسته قرار داده شده اند . متغیر خروجی در منطق فازی مورد نظر سیگنال کنترلی می باشد که به صورت متغیر هدف مطرح می باشد .

آنچه که مسلم است نیاز به قانون نویسی معتبر برای منطق فازی می باشد ، مسئله قانون نویسی برای منطق فازی براساس تجربه در استفاده از سیستم های کنترلی متداول مانند PID بدست می آید تا بهترین ضابطه کنترلی تحت شرایط مختلف خطا و مشتق آن بیان شده و قانون نویسی شود .

در شکل زیر نتیجه کار برای شبیه سازی ارائه شده است :

شکل موج مقایسه نمودار PID ، منطق فازی نوع 1 ، منطق فازی 2

در این شبیه سازی دو نوع فازی برای سیستم بکار رفته است در نوع اول اشباع سیستم با شیب صعودی در مجموعه فازی رخ می دهد . و در فازی دوم اشباع سیستم با شیب نزولی در مجموعه فازی می باشد . در نتیجه در فازی نوع اول نوسان بیشتر در حالت و سرعت بیشتر در رسیدن به نقطه مطلوب را داریم (مقادیر ویژه نزدیکتر به محور) و در نوع دم نوسانات کمتر و بالتبع سرعت کمتر در رسیدن به نقطه مطلوب خواهد بود .

لینک دانلود مقاله مورد نظر و فایل شبیه سازی در ادامه مطلب می باشد .

ادامه نوشته