%37تخفیف

دانلود پروژه:تعیین منشاء فلیکر و روش های کاهش آن در سیستم های قدرت

تعداد 114 صفحه فایل word قابل ویرایش

Site: www.filenaab.ir
فایل ناب

 دوره کارشناسی ارشد

مهندسی برق – قدرت

عنوان

تعیین منشاء فلیکر و روش های کاهش آن در سیستم های قدرت

چکیده

منابع اصلي ايجاد كننده فليكر ولتاژ در شبكه برق بارهاي بزرگ باتغييرات سريع مانند كوره هاي قوس الكتريك، ماشينهاي جوشكاري، درايو موتورها و همچنين توربينهاي بادي مي باشند.

در این پایان نامه روشی ارائه گردیده است که با اندازه گیری ولتاژ اندکی از شین ها محل بار آلوده کننده با دقت قابل قبولی مشخص می شود .

ابتداء با مدل کردن بار فلیکر زا در یک شبکه 14 شینه از ولتاژ تمامی باس ها  در شرایط مختلف ایجاد فلیکر توسط بار فلیکر زا نمونه برداری می شود و سپس باس ها حساس به فلیکر جهت اندازه گیری شناسایی می شود .

از تبدیل s برای دسترسی به طیف فرکانسی سیگنال و بدست آوردن شاخص مناسب جهت تحلیل محل بار آلوده کننده استفاده می شود و سپس با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی محل بار ایجاد کننده فلیکر در شبکه به طور هوشمند تشخیص داده می شود

نتايج شبیه سازی نشان می دهد که با انتخاب محل مناسب اندازه گیری در شبکه می توان با تعداد اندازه گیری های اندک محل بار آلوده کننده را با دقت نسبتا بالایی تشخیص داد .

فصل اول:کیفیت توان

1-1- مقدمه                                                                                                           15

1-2 – كيفيت توان                                                                                                    15

1-3- اغتشاشات كيفيت توان، علل و اثرات آنها                                                                      16

1-3-1 – هارمونيك ها و ميان هارمونيكها                                                                           16

1-3-1-1-  علل ايجاد هارمونيك ها و ميان هارمونيكها                                                            16

1-3-1-2- اثرات هارمونيك ها و ميان هارمونيكها                                                                  17

1-3-2-  نوسانات ولتاژ                                                                                                17

1-3-2-1- علل ايجاد نوسانات ولتاژ                                                                                 18

1-3-2-2- اثرات نوسانات ولتاژ                                                                                       18

1-3-3- عدم تعادل ولتاژ                                                                                             18

1-3-3-1- علل ايجاد عدم تعادل ولتاژ                                                                              18

1-3-3-2- اثرات عدم تعادل ولتاژ                                                                                    18

1-3-4- شكاف                                                                                                        18

1-3-4-1- علل ايجاد شكاف                                                                                         19

1-3-4-2- اثرات شكاف                                                                                              19

1-3-5-  نويز                                                                                                          19

1-3-5-1- علل ايجاد نويز                                                                                            19

1-3-5-2- اثرات نويز                                                                                                 20

1-3-6 – تغييرات فركانس                                                                                            20

1-3-6-1 – علل ايجاد تغييرات فركانس                                                                             20

1-3-7- پديده هاي گذرا                                                                                             20

1-3-7-1- گذراي ضربه اي                                                                                          20

1-3-7-2-  گذراي نوساني                                                                                           21

1-3-8- تغييرات ولتاژ                                                                                                22

1-3-8-1- تغييرات بلند مدت ولتاژ                                                                                  22

1-3-8-2-  تغييرات كوتاه مدت ولتاژ                                                                                22

1-3-8-2-1- كمبود ولتاژ                                                                                            22

1-3-8-2-2- بيشبود ولتاژ                                                                                           22

1-3-8 -3- قطعي ولتاژ                                                                                               23

1-5- نظارت بر كيفيت توان                                                                                          23

1-5-  راهكارهاي بهبود كيفيت توان                                                                                 24

1-5-1 – راهكارهاي مربوط به شركتهاي برق و توزيع                                                              24

1-5-2 – راه حلهاي مربوط به مصرف كنندگان                                                                     24

1-6- تشریح پدیده فلیکر                                                                                             25

1-7-  اهميت توجه به فليكر                                                                                                                28

1-8- عوامل ايجاد فليكر                                                                                              29

1-9-  اثرات فليكر                                                                                                     30

1-10- روش هاي تخمين فليكر                                                                                      31

1-11- مفاهيم Pst  و Plt  در اندازه گيري شدت فليكر                                                            32

1-11-1-  شاخص كوتاه مدت فليكرPst                                                                                                33

1-11-2- شاخص بلند مدت شدت فليكر:PLt                                                                                        33

1-12- محاسبه شاخصهاي كوتاه مدت و بلند مدت شدت فليكر                                                   34

1-13-  سطح احتمالاتي نمونه هاي Pst                                                                                                                                 35

1-14- ضريب مشخص انتشار(kst)                                                                                   36

1-15- ظرفيت اتصال كوتاه كورة معادل                                                                             39

1-15-1- قانون مكعبات:                                                                                             40

1-15-2- قانون مربعات:                                                                                              40

1-16-  ضريب انتقال فليكر(CHV/LV)                                                                             40

1-17-  استاندارد هاي مرتبط با موضوع فليكر                                                                      24

1-18- دستگاه اندازه گيري فليكر                                                                                    25

1-19- جمع بندي                                                                                                    28

فصل دوم: پردازش و آناليز سيگنال

2-1- مقدمه                                                                                                           40

2-2- روشهاي پردازش و آناليز سيگنال                                                                              40

2-2-1-  تبدیل فوريه                                                                                                 40

2-2-2-  تبدیل فوريه زمان کوتاه                                                                                     42

2-2-3- تبديل ويولت                                                                                                 45

2-2-3-1- مقايسه بين تبديل ويولت و تبديل فوريه                                                                46

2-2-3-2-  تبديل ويولت پيوسته                                                                                    47

2-2-3-3-تبدیل ویولت گسسته                                                                                     51

2-2-4- تبديل S                                                                                                      52

2-2-4-1- بدست آوردن تبديل S از تبديل فوريه زمان كوتاه                                                      53

 2-2-4-2- بدست آوردن تبديل S از تبديل ويولت                                                                 55

2-2-4-3-  عكس تبديل S                                                                                                                  56

 2-2-4-4- تبديلS تعميم يافته                                                                                     56

 2-2-4-5- تبدیل S گسسته زمان                                                                                  57

2-2-4-6-  عكس تبديل S گسسته                                                                                  58

2-2-4-7- خصوصيات تبديل S                                                                                                           59

2-2-4-8- ملاحظات عملي                                                                                           63

2-3-  جمع بندي                                                                                                     63

فصل سوم : شبکه عصبی مصنوعی

3-1 مقدمه                                                                                                             64

3-2 شبکه عصبی زیستی                                                                                             64

3-3 شبکه عصبی مصنوعی                                                                                           65

3-4 سابقه تاریخی                                                                                                     67

3-5 ایده پیدایش شبکه های عصبی مصنوعی                                                                       69

3-6 شبکه های عصبی در مقابل کامپیوترهای معمولی                                                             69

3-7 تفاوت های شبکه های عصبی با روش های محاسباتی متداول (سیستم های خبره)                        70

3-8 مزایای استفاده از شبکه های عصبی                                                                            72

3-9 معایب استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی                                                                  73

3-10 کاربردهای شبکه های عصبی مصنوعی                                                                       73

3-11 توپولوژی شبکه های عصبی مصنوعی                                                                         74

3-12 توابع محرك (تبديل)                                                                                           76

3-13 انواع یادگیری شبکه های عصبی مصنوعی                                                                    79

3-14 نحوه عملکرد شبکه های عصبی مصنوعی                                                                     80

3-15 انواع شبکه عصبی مصنوعی                                                                                             82

3-15-1 شبکه هاپفیلد                                                                                                          82

3-15-2 شبکه پرسپترون چند لایه                                                                                           84

3-15-2-1 خروجی پرسپترون                                                                                         85

3-15-2-2 نقش تابع در خروجی شبکه                                                                                      86

 3-15-2-3 توانایی پرسپترون                                                                                                 86

3-15-2-4 توابع بولی و پرسپترون                                                                                           87

3-15-2-5 اضافه کردن بایاس                                                                                        87

3-15-2-6 آموزش پرسپترون                                                                                        88

3-15 -2-7 الگوریتم یادگیری پروسپترون                                                                           88

3-15-3 شبکه کوهونن                                                                                                89

3-15-4 قانون پس انتشار خطا                                                                                       90

3-15-4 -1- الگوريتم پس انتشار خطا                                                                              90

جمع بندي                                                                                                             91

فصل چهارم: جبران‌کننده‌هاي فليکر ولتاژ

4-1- مقدمه                                                                                                           95

4-2- انواع جبران‌كننده‌هاي استاتيك توان راكتيو                                                                   96

4-3- جبران كننده راكتور قابل اشباع                                                                                97

4-4- راكتور تايرسيتور كنترل(TCR)                                                                                98

4-4-1 اصول كار                                                                                                      98

4-4-2- مشکل هارمونیک                                                                                          100

4-5- خازن تايريستور سويچ (‍C‍‍‍TS‍)                                                                               102

4-6- كندانسور سنكرون                                                                                             103

4-7- خازن هاي سري                                                                                               104

4-8- کنترل کننده PQM                                                                                                             106

4-8-1 عملكرد PQM بعنوان جبران كننده فليكر ولتاژ                                                           106

4-8-2-بررسی فليكر ولتاژ                                                                                          109

4-8-3- بررسي اثر PQM بر يك سيستم نمونه                                                                   110

منابع                                                                                                                  136

فهرست شکل ها

شکل (1- 1) : شكل موج هارمونيكي بهمراه هارمونيكهاي مربوطه                                                 17

شکل (1-2) : شكل موج فليكر ولتاژ حاصل از كوره قوس الكتريك                                                 19

شکل (1-3) : شکل موج برش ولتاژ                                                                                  19

شکل (1-4) : شکل موج نویز                                                                                         21

شكل (1- 5) : شكل موج ولتاژ ضربه بر روي موج سينوسي                                                         21

شكل(1-6) : شکل موج حالت گذراي نوساني روي موج سينوسي                                                  23

شکل (1-7) : شکل موج ولتاژ sag و swell                                                                                            26

شکل (1- 8) : شكل موج فليكر ولتاژ                                                                                 28

شکل (1-9) : شکل موج فلیکر                                                                                       29

شکل (1 – 10) : شكل موج فليكر ولتاژ حاصل از كوره قوس الكتريك                                              31

شکل (1-11) : منحني محدوده فليكر قابل مشاهده و آزار دهنده طبق استاندارد IEEE 141-1993               38

شکل (1- 12) ساختمان يک فليکرمتر نمونه                                                                        42

شکل (2-1) عمل تبديل فوريه بر روي سيگنال                                                                      43

شکل (2-2) تبدیل فوریه زمان کوتاه                                                                                 44

شکل (2-3)انواع مختلف توابع پنجره اي در تبديل فوريه زمان كوتاه                                                 45

شکل (2-4) : تبدیل ویولت                                                                                           46

شکل (2-5) نمایش تبدیل های مختلف                                                                             47

شکل (2-6) مقایسه سینوسی با یک ویولت                                                                          47

شکل (2-7): نمایش تبدیل فوریه                                                                                    47

شکل (2-8): تبدیل ویولت                                                                                            48

شکل (2-9) جابجایی و کشیدگی و فشردگی یک ویولت                                                           48

شکل (2-10) تاخیر دادن و یا جلو انداختن ویولت                                                                  49

شکل(2-11): ماتریس مختلط S                                                                                      58

شکل(2-12): الف) یک دوره تناوب سیگنال با فرکانس 256/2 و 256/3  ب) یک دوره تناوب سیگنال با فرکانس 256/33 و 256/34 .                                                                                                            61

شکل (2-13): الف) سری زمانی سینوسی در فرکانس 256/32 با 256 نمونه.                                      62

شکل(3-1) شبکه عصبی زیستی                                                                                      65

شکل (3-2) شبکه عصبی مصنوعی                                                                                   68

شکل (3-3)  توپولوژی شبکه‌ی عصبی مصنوعی                                                                    75

شکل (3-4): تابع تبدیل سیگموئیدی یک قطبی                                                                    77

شکل (3-5): تابع تبدیل سیگموئیدی دو قطبی                                                                     78

شکل(3-6) شبکه هاپفیلد                                                                                             83

شکل(3-7) شبکه هاپفیلد                                                                                              83

شکل (3-8) شبکه هاپفیلد                                                                                            83

شکل (3-9) شبکه پرسپترون با یک لایه پنهان                                                                     84

شکل( 3-10)شبکه پرسپترون                                                                                        85

شکل( 3-11) خروجی پرسپترون                                                                                     86

شکل (3-12) نقش تابع در خروجی شبکه                                                                           86

شکل (3-13) توانایی پرسپترون                                                                                      87

شکل (3-14) شبکه دو سطحی از پرسپترون ها                                                                     87

شکل (3-15)  توابع بولی و پرسپترون                                                                               87

شکل (3- 16) اضافه کردن بایاس                                                                                                         88

شکل (3-17): الگوریتم پس از انتشار خطا                                                                           93

شکل (4-1) اصول کار راکتور قابل اشباء                                                                             97

شکل (4-2) دیاگرام تک خطی جبران کننده همراه با خازن های ثابت موازی                                    99

شکل (4-3) نمودار تغييرات سوسپتانس TCR با تغيير زاويه هدايت تريستور                                   100

شکل(4- 4) گذراي ناشي از سويچ کردن خازن تخليه شده                                                                    101

شکل (4-5) نمونه اي از بهبود ولتاژ rms در نقطه PCC بوسيله جبران‌کننده راکتور تايريستور کنترل        101

شکل(4-6) دياگرام تک خطي جبران‌کننده TSC                                                                                  102

شکل(4-7)مدار معادل کنداتسور سنکرون                                                                                            103

شکل(4-8)طريقه نصب يک خازن سري با تجهيزات و روابط مربوطه                                            105

شکل(4-9) ساختار يک PQM  نصب شده در يک سيستم نمونه                                                 106

شکل(4-10) دياگرام تک خطي از PQM                                                                          107

شکل (4-11) تنظیم ولتاژ PQM                                                                                   107

شکل(4-12) عملکرد PQM (الف) در حالت خازني (ب) در حالت القايي                                        109

شکل (4-13) بلوک دياگرام PQM براي جبران فليکر ولتاژ                                                       110

شکل(4-14)دياگرام تک خطي يک شبکه توزيع شامل بارهاي غير خطي و يکPQM                                111

شکل (4-15) شکل موج هاي جريان خط                                                                          112

شکل (5-1) : شکل موج فلیکر ولتاژ شبیه سازی شده                                                             116

شکل(5-2) : ماتریس مختلط S                                                                                     116

شکل(5-3): شكل موج سينوسي خالص آلوده به فليكر با فركانس تغييرات 5هرتز و دامنه نوسانات 10%       117

شکل(5-4): شبکه 14 شینه مطالعه شده                                                                                             118

شکل(5- 5): مدل شبکه 14شینه در ATP                                                                        118

شکل (5-6) : مدل بار فلیکر زا در شبکه                                                                           119

شکل (5- 7) : شکل موج جریان منبع فلیکر شبیه سازی شده                                                                119

شکل(5- 8): الگوریتم تعیین تعداد و محل اندازه گیریها                                                          121

شکل (5- 9) شبکه عصبی انتخاب شده                                                                            122

شکل (5-10): روند کاهش خطای شبکه عصبی برای شبکه 14 شینه                                           124

فهرست جداول

جدول (3-1) مقایسه سیستم های خبره و شبکه های عصبی مصنوعی                                           71

جدول (3-2): انواع توابع محرک                                                                                      79

جدول (4-1): مقدارپارامترهاي سيستم                                                                             111

جدول (5-1): شاخصهای شبیه سازی شده برای آموزش شبکه عصبی در شبکه 14 شینه مطالعه             125

جدول (5 ـ 2): خروجی شبکه آموزش دیده به ازاء دامنه های مختلف فلیکر در فرکانس 8 هرتز              126

جدول (5 ـ 3): خروجی شبکه آموزش دیده به ازاء دامنه های مختلف فلیکر در فرکانس 6هرتز                   126

جدول (5 ـ 4): خروجی شبکه آموزش دیده به ازاء دامنه های مختلف فلیکر در فرکانس 18 هرتز            127

جدول (5 ـ 5): خروجی شبکه آموزش دیده به ازاء دامنه های مختلف فلیکر در فرکانس 25 هرتز            127

جدول (الف-1) مشخصات بارهای شبکه                                                                                               130

جدول (الف-2) مشخصات خطوط شبکه                                                                                              130

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo