دانشگاه آزاد اسلامی

واحد بندرعباس

پایان‌نامه کار‌شناسی ارشد   رشته مهندسی برق”M.SC. “

گرایش : قدرت

عنوان:

تاثیر شارژ خودروهای الکتریکی ترکیبی بر ترانسفورماتورهای توزیع

استاد راهنما:

دکتر سید محمد موسوی آگاه

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چکیده:

استفاده از خودروهای الکتریکی  نظیر خودروهای الکتریکی ترکیبی در صنعت حمل و نقل روز بروز بیشتر می‌شود. باطری این خودروها می‌توانند از طریق سوکت برق خانگی یا از طریق پارکینگ‌های عمومی شارژ گردد. بار اضافی ناشی از شارژ باطری خودروها می‌تواند موجب بروز پیامد‌های زیانبار روی شبکه توزیع گردد که از جمله این پیامدها  کاهش عمر تجهیزات شبکه قدرت می‌باشد. در این پایان‌نامه با بکارگیری مدل حرارتی ترانسفورماتور و محاسبه دمای نقطه داغ ترانسفورماتور، اثرات ناشی از حضور تعداد مختلف خودروی الکتریکی و بازه‌های زمانی شارژ آنها بر نرخ از دست رفتن عمر ترانسفورماتورهای توزیع مورد بررسی و ارزیابی قرار می‌گیرد. روش مورد نظر روی یک ترانسفورماتور توزیع نمونه که تامین کننده توان الکتریکی مصارف خانگی است پیاده‌سازی می‌گردد. نتایج بدست آمده از نمودارها بصورت کمی نشان می‌دهد که دوره شارژ شبانه کمترین اثر را بر نرخ از دست رفتن عمر ترانسفورماتور دارد. این در حالی است که شارژ خودروها در بازه زمانی عصر و ابتدای شب که همزمان با پیک مصرف خانگی است، بیشترین اثر رابر نرخ از دست رفتن عمر ترانسفورماتور خواهد داشت .

 در ادامه محاسبات نشان خواهد داد که حضور30% خودروی‌ الکتریکی در بازه زمانی شارژ عصر، در مقایسه با شرایط عدم حضور خودرو، موجب900% افزایش در نرخ از دست رفتن عمر ترانسفورماتور می‌گردد.

فصل اول: کلیات تحقیق

مقدمه:

توسعه سریع فنّاوری در بخش حمل ‌و نقل به همراه نگرانی‌های زیست محیطی افزایش قیمت نفت سبب شده تا تلاش‌هایی در جهت رفع وابستگی به سوخت‌های فسیلی در بسیاری از کشورهای دنیا انجام شود. یکی از تلاش‌های انجام شده در این زمینه، سرمایه‌گذاری جهت طراحی و ساخت خودروهای الکتریکی است. بر این اساس بسیاری از شرکت‌های معتبر سازنده خودرو  اقدام به تولید تجاری خودروهای الکتریکی نموده‌اند.

ساخت تجاری خودروهای الکتریکی به دو صورت خودروهای کاملاً مبتنی بر باطری و خودروهای ترکیبی بنزینی- الکتریکی انجام می‌شود. خودروهای کاملاً مبتنی بر باطری، نیروی محرکه خود را از باطری‌های قابل شارژ نصب شده بر روی خودرو تأمین می‌کنند. جهت عملکرد روزانه این خودروها ،باطری موجود در خودروها می‌بایست در ایستگاه‌هایی در سطح شهر شارژ شوند. استفاده از این خودروها به دلیل زمان طولانی انتظار جهت شارژ باطری در ایستگاه‌های شارژ و همچنین عملکرد پائین‌تر از لحاظ سرعت و شتاب نسبت به خودروهای بنزینی با استقبال مواجه نگردید. گرچه با تمرکز بسیاری از شرکت‌های معتبر سازنده خودرو بر بهبود کیفیت خودروهای کاملاً مبتنی بر باطری و استفاده از شارژ سریع برای شارژ آن‌ها انتظار می‌رود در آینده نزدیک این خودروها نیز بازار خود را در کاربردهای خاص پیدا کنند. در مقابل در طی چند سال گذشته تولید خودروهای ترکیبی بنزینی –الکتریکی در دستور کار شرکت‌های سازنده خودرو بوده و عرضه این محصولات به بازار در حال افزایش است. با توجه به کاهش قیمت تکنولوژی بکار رفته در این خودروها انتظار می‌رود استقبال مشتریان از این خودرو در آینده نزدیک افزایش چشمگیری پیدا کند. در خودروهای ترکیبی بنزینی- الکتریکی، نیروی محرکه خودرو از ترکیب کارکرد توام موتور احتراقی بنزینی و موتور الکتریکی تولید می‌گردد. در این ترکیب از طرفی میزان مصرف سوخت در این خودروها نسبت به خودروهای بنزینی کاهش پیدا می‌کند و از طرف دیگر، عملکرد آن‌ها نسبت به خودروهای الکتریکی کاملاً مبتنی بر باطری بهبود می‌یابد.

نکته قابل توجه در افزایش بکار گیری خودروهای ترکیبی، این است که فناوری مورد استفاده در باطری این خودروها، امکان شارژ آن‌ها را از هر منبع خارجی فراهم می‌آورد. این منبع قدرت خارجی می‌تواند شبکه قدرت باشد و شارژ خودروهای مذکور می‌تواند در هر مکان ممکن مانند خانه‌های مسکونی که دسترسی به شبکه قدرت به‌راحتی امکان پذیر است، انجام شود.

امکان شارژ آسان این خودروها سبب می‌شود که صاحبان آن در طی سفرهای روزانه داخل شهری خود، از خودرو استفاده کرده و هنگام بازگشت به منزل، بااتصال خودرو به سوکت برق خانگی، خودرو خود را برای سفر روز آینده آماده نمایند. درطی دوره اتصال این خودروها به سوکت برق،  انرژی مورد نیاز برای شارژ مجدد باطری خودروهای ترکیبی، از شبکه قدرت تأمین می‌گردد. در این زمینه توجه به این نکته ضروری است که استفاده از این خودروها که جهت صرفه جویی در مصرف سوخت توسعه پیدا کرده است می‌تواند سبب ایجاد اثرات نامطلوبی بر روی شبکه قدرت گردد. زیرا انرژی مورد نیاز برای شارژ این خودروها را می‌توان مانند انرژی لازم  جهت تغذیه یک مجموعه بار اضافی برای شبکه قدرت مدل‌سازی نمود که در هر زمان ممکن می‌تواند به شبکه متصل شوند. این در حالی است که طراحی و ساخت بسیاری از شبکه‌های قدرت مورد بهره‌برداری، بدون در نظر گرفتن امکان اتصال این تجهیزات به شبکه انجام شده است. از آنجا که شارژ بدون آگاهی این تجهیزات از طریق شبکه‌های قدرت می‌تواند منجر به مشکلات عدیده‌ای در عملکرد عادی شبکه‌ها گردد، محققین بسیاری به مطالعه اثرات فنی اتصال خودروهای الکتریکی قابل شارژ بر عملکرد شبکه‌های قدرت پرداخته‌اند.

با توجه به اینکه درک اثرات شارژ خودروهای الکتریکی بر شبکه قدرت و اقدام جهت حذف یا کاهش این آثار مستلزم برنامه ریزی شبکه قدرت و اجرای راهکارهای بلند مدت پیشگیرانه است، لازم است شناخت کافی در این زمینه پیش از استفاده گسترده از آن‌ها به دست آید. به همین دلیل در بسیاری از مراجع]1[–]5[، محققین به مطالعه اثرات گوناگون ناشی از اتصال این خودروها در زمینه‌های تغیر پروفیل بار مصرف کنندگان، افزایش تلفات و افت ولتاژ شبکه قدرت پرداخته‌اند. اما به اثرات شارژ خوروهای الکتریکی بر عمر تجهیزات الکتریکی شبکه قدرت توجه خاصی نشده است. این در حالی است که با اتصال خودروهای الکتریکی به شبکه قدرت، میزان توان عبوری از تجهیزات شبکه افزایش می‌یابد و این مطلب می‌تواند منجر به کاهش عمر آن‌ها گردد. با توجه به اتصال خودروهای الکتریکی به سوکت های خانگی، انتظار می‌رود شبکه‌های توزیع نسبت به بخش‌های تولید و انتقال تأثیر بیشتری را از شارژ خودروهای مذکور بپذیرند. همچنین از مهم‌ترین تجهیزات شبکه توزیع که دارای هزینه‌های بالایی بوده و به ‌وفور در شبکه‌های توزیع یافت می‌شوند، ترانسفورماتورهای توزیع هستند. به همین دلیل، این پایان نامه بر مطالعه عمر ترانسفورماتورهای توزیع در حضور خودروهای الکتریکی متمرکز می‌شود.

در این راستا همانگونه که در مراجع]8 [- ]6 [نشان می‌دهد ترانسفورماتورهای توزیع عمدتاً تحت تأثیر استرس‌های حرارتی دچار پیری یا از دست رفتن عمر می‌شوند. در این تحقیق تحلیل عمر ترانسفورماتورهای توزیع تحت تأثیر استرس‌های حرارتی، بر اساس دمای نقطه داغ انجام می‌شود. روش‌های متعددی در مراجع ]9 [و]10 [جهت محاسبه این کمیت ارائه شده است. روش ارائه شده در مرجع]9 [از مقبولیت عام برخوردار بوده و در بسیاری از مراجع دقت آن مورد تائید قرار گرفته است. لذا در این پایان نامه از این روش جهت تحلیل عمر ترانسفورماتورهای توزیع استفاده می‌شود. بر اساس این روش تغییرات دمای هوا و بار عبوری از ترانسفورماتور پارامترهای تعین کننده در روند پیری ترانسفورماتورها هستند. به عبارت دیگر هرگونه افزایش دمای محیط و افزایش بار ترانسفورماتور موجب سریع‌تر شدن روند پیری ترانسفورماتور می‌گردد. از طرفی، اتصال خودروهای الکتریکی به شبکه توزیع سبب بالا رفتن بار ترانسفورماتور در بازه‌های خاصی از شبانه روز می‌گردد. لذا می‌توان انتظار داشت که روند پیری ترانسفورماتورهای توزیع، در حضور خودروهای الکتریکی افزایش یابد. اما در مراجع موجود شناخت کافی و مدل ریاضی جهت تعین اندازه عددی تأثیر شارژ خودروهای الکتریکی خصوصاً ضریب نفوذ و بازه‌های زمانی شارژ آن‌ها بر روند پیری ترانسفورماتورهای توزیع وجود ندارد.

در این پایان نامه روشی ارائه می‌شود که توسط آن می‌توان اثرات شارژ خودروهای الکتریکی ترکیبی را بر روند از دست رفتن عمر ترانسفورماتورهای توزیع از دیدگاه عددی مورد بررسی قرار داد. بر این اساس ابتدا مدل تصادفی جامعی از الگوی مصرف انرژی الکتریکی توسط این خودروها در زمان اتصال به شبکه توزیع ارائه می‌شود. مدل به دست آمده به همراه الگوی بار مصرف کنندگان شبکه توزیع و الگوی تغییرات دمای هوا در روزهای نوعی سال مورد استفاده قرار می‌گیرد تا تحلیل عمر ترانسفورماتورهای توزیع در حضور خودروهای الکتریکی انجام شود.

در ادامه با مدل‌سازی سناریوهای مختلف شارژ، اثرات زمان اتصال خودروهای الکتریکی به شبکه بر نرخ از دست رفتن عمر ترانسفورماتورهای توزیع تحلیل می‌شود. نتایج حاصل می‌تواند درک درستی از میزان پیری ترانسفورماتورهای توزیع ناشی از شارژ خودروهای الکتریکی برای متصدیان شبکه ارائه نماید، تا از این طریق برنامه ریزی تقویت ساختار و گسترش شبکه با در نظر گرفتن شارژ خودروهای الکتریکی انجام گردد.

در ادامه این فصل، ابتدا کلیات تحقیق شامل طرح موضوع، بیان مسئله و ضرورت بررسی موضوع، سؤالات، اهداف و فرضیات تحقیق معرفی می‌شود. سپس در فصل دوم برخی از تحقیقات انجام شده قبلی در خصوص تأثیر شارژ خودروهای الکتریکی بر تلفات توان، تغیر ولتاژ، تأثیر افزایش ضریب نفوذ بر هزینه‌های سرمایه گذاری و تلفات شبکه، تأثیر نحوه اعمال جریان شارژ و .. مورد بررسی قرار می‌گیرد. در فصل سوم نحوه بدست آوردن اطلاعات مورد نیاز برای انجام پایان نامه و چگونگی دسته بندی اطلاعات بار و دما جهت استفاده در مدل به ‌منظور محاسبه دمای نقطه داغ تشریح شده و در ادامه اجزای مدل نرخ از دست رفتن عمر ترانسفورماتور معرفی می‌گردد. در فصل چهارم ضمن ارائه الگوریتم کلی شبیه سازی انجام گرفته، نتایج حاصل از بکارگیری مدل برای محاسبه نرخ از دست رفتن عمر یک عدد ترانسفورماتور نمونه با مشخصات موجود، بررسی و تفسیر می‌گردد. در نهایت در فصل پنجم نتایج حاصل از شبیه‌سازی با سوالات و اهداف تحقیق مقایسه و جمع‌بندی نهایی انجام می‌گیرد.

1-1- ضرورت بررسی اثر شارژ خودروهای الکتریکی بر پیری ترانسفورماتورهای توزیع

با توجه به روند پیشرفت فناوری­ خودروهای الکتریکی قابل شارژ، انتظار می­رود به‌ زودی تعداد زیادی از خودروهای الکتریکی جهت شارژ به شبکه قدرت متصل شوند. انرژی مورد نیاز برای شارژ این خودروها به‌ صورت انرژی لازم جهت تغذیه یک مجموعه بار اضافه برای شبکه قدرت قابل مدل‌سازی است. درک اثرات فنی بار اضافی تحمیل شده از طرف این خودروها بر عملکرد شبکه قدرت، اهمیت بسیاری برای متصدیان شبکه دارد. زیرا به کمک این مطالعات، متصدیان شبکه­های قدرت قادر خواهند بود برنامه­ریزی تقویت و توسعه آینده شبکه را به‌ گونه‌ای انجام دهند که اولاً شبکه توانایی تغذیه خودروهای الکتریکی را داشته باشد و ثانیاً عملکرد شبکه هنگام اتصال این خودروها به ‌صورت بهینه یا نزدیک به بهینه انجام شود.

یکی از مهم‌ترین اثرات فنی شارژ خودروهای الکتریکی از طریق شبکه قدرت، تغییر روند از دست رفتن عمر ترانسفورماتورهای توزیع در حضور این خودروها است، که در مراجع توجه کمتری به آن شده است. این در حالی است که با اتصال خودروهای الکتریکی به شبکه قدرت، میزان توان عبوری از ترانسفورماتورهای توزیع افزایش می­یابد و این مطلب می­تواند منجر به کاهش طول عمر آن‌ها گردد. هدف از این پایان نامه، ارائه روشی جهت تعیین تأثیر شارژ خودروهای الکتریکی، ضریب نفوذ و بازه­های اتصال آن‌ها بر روند از دست رفتن عمر ترانسفورماتورهای توزیع می­باشد. ضرورت انجام این تحقیق آن است که تنها با تعیین اثرات اتصال خودروهای الکتریکی قابل شارژ به شبکه بر عملکرد تجهیزات قدرت، می­توان برنامه­ریزی تقویت ساختار شبکه موجود و گسترش آینده شبکه را انجام داد. با توجه به اینکه درک مجموعه اثرات ناشی از شارژ خودروهای الکتریکی بر شبکه قدرت و اقدام جهت حذف یا کاهش این آثار مستلزم برنامه­ریزی شبکه قدرت و اجرای راهکارهای بلندمدت پیشگیرانه است، لازم است شناخت کافی نسبت به جنبه­های مختلف شارژ خودروهای ترکیبی قابل اتصال به شبکه، پیش از استفاده گسترده از آن‌ها به دست آید تا با افزایش تعداد این خودروها، مشکلات پیش روی اتصال آن‌ها به شبکه قدرت، به‌ گونه‌ای پیشگیرانه از بین رفته باشد.

برای دانلود پایان نامه اینجا را کلیک کنید.

لینک بالا اشتباه است

برای دانلود متن کامل اینجا کلیک کنید

       

:: بازدید از این مطلب : 932

دانشگاه کاشان

دانشکده برق وکامپیوتر

گروه برق

پایان نامه

جهت اخذ درجه کارشناسی ارشد

دررشته مهندسی برق- قدرت

عنوان:

ارتقاء کیفیت توان در شبکه های تجدید ساختاریافته با حضور منابع تولید پراکنده

استادراهنما:

دکترحمیدرضامحمدی

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست مطالب:

فصل اول: مقدمه

1-1- موضوع تحقیق………………………………………………………………………………………………….2

1-2- بیان مسئله وسوابق تحقیقات صورت گرفته…………………………………………………………..3

1-3- اهداف پایان نامه………………………………………………………………………………………………..5

1-4- سازماندهی پایان نامه………………………………………………………………………………………….5

فصل دوم: کیفیت توان در بازار برق تجدید ساختار یافته

2-1- مقدمه………………………………………………………………………………………………………………8

2-2- صنعت برق سنتی………………………………………………………………………………………………8

2-3- انگیزه های تجدید ساختار صنعت برق…………………………………………………………………9

2-4- عوامل موثربر روند تجدید ساختار……………………………………………………………………….9

2-5-مدل های اجرایی ساختار صنعت برق………………………………………………………………….12

2-5-1- مدل انحصاریکپارچه عمودی……………………………………. …………………………………13

2-5-2- مدل انحصارخریدار……………………………………………………………………………………..14

2-5-3 – مدل رقابت دربازارعمده فروشی………………………………………………………………….15

2-5-4- مدل انتخاب کامل مشتری…………………………………………………………………………….17

2-6- مراحل هشتگانه اصلاحات درصنعت برق……………………………………………………………19

2-7- کیفیت توان در بازار برق تجدید ساختار یافته……………………………………………………..22

2-8- ملزومات قراردادهای کیفیت توان………………………………………………………………………25

2-9- قراردادهای بین شرکت های مختلف………………………………………………………………….24

2-10- مانیتورینگ وارزیابی کیفیت توان……………………………………………………………………..26

2-11- نتیجه گیری…………………………………………………………………………………………………..29

فصل سوم: تجهیزات جبران سازی پدیده های کیفیت توان

3-1- مقدمه…………………………………………………………………………………………………………..31

3-2- فیلتر اکتیوموازی…………………………………………………………………………………………….32

3-2-1- توصیف کلی فیلتراکتیو موازی……………………………………………………………………..32

3-2-2 -مدار های قدرت فیلتر اکتیو موازی………………………………………………………………33

3-2-3- استراتژی کنترلی فیلتر اکتیو موازی……………………………………………………………….35

3-2-4- شبیه سازی فیلتر اکتیو موازی………………………………………………………………………35

3-3- فیلتر اکتیو سری…………………………………………………………………………………………….37

3-3-1- مدار قدرت فیلتر اکتیو سری……………………………………………………………………….38

3-3-2- کنترل کننده فیلتراکتیوسری…………………………………………………………………………39

3-3-3- شبیه سازی فیلتر اکتیو سری……………………………………………………………………….39

3-4- جبران ساز یکپارچه کیفیت توان……………………………………………………………………..41

3-4-1- توصیف کلی جبران ساز یکپارچه کیفیت توان……………………………………………..41

3-4-2- مدارقدرت جبران ساز یکپارچه کیفیت توان………………………………………………………………..42  

3-4-3- کنترل کننده جبران ساز یکپارچه کیفیت توان……………………………………………………………..43

3-4-4- شبیه سازی جبران ساز یکپارچه کیفیت توان……………………………………………….44

3-5- جبران ساز یکپارچه کیفیت توان چند مبدله…………………………………………………………46

3-5-1- استراتژی کنترل…………………………………………………………………………………………..47

3-6- نتیجه گیری…………………………………………………………………………………………………….48

فصل چهارم: ارتقاء کیفیت توان در شبکه های تجدید ساختار یافته با استفاده از جبران ساز یکپارچه کیفیت توان مجزاشده

4-1- مقدمه…………………………………………………………………………………………………………….51

4-2- جبران ساز یکپارچه کیفیت توان مجزا شده…………………………………………………………51

4-3- ایده اصلی جبران ساز یکپارچه کیفیت توان مجزا شده………………………………………….52

4-4- عملکرد جبران ساز یکپارچه کیفیت توان مجزا شده……………………………………………..54

4-5- استراتژی کنترل……………………………………………………………………………………………….59

4-5-1-کنترل جبران ساز یکپارچه کیفیت توان مجزا شده بر پایه استفاده از حلقه قفل فاز

توسعه یافته……………………………………………………………………………………………………….60

4-5-2- کنترل جبران ساز یکپارچه کیفیت توان مجزا شده برپایه استفاده از تئوری توان

لحظه ای…………………………………………………………………………………………………………..71

4-5-3- روش کنترل تک سیکلی……………………………………………………………………………71

4-6-نتیجه گیری……………………………………………………………………………………………………..74

فصل پنجم: شبیه سازی جبران ساز یکپارچه کیفیت توان مجزا شده با روش کنترل پیشنهادی

5-1- مقدمه……………………………………………………………………………………………………………77

5-2- معرفی شبکه مورد مطالعه…………………………………………………………………………………77

5-3- شبیه سازی جبران ساز یکپارچه کیفیت توان مجزا شده با استراتژی کنترل مبتنی بر

حلقه قفل فاز توسعه یافته………………………………………………………………………………………….80

5-4- شبیه سازی جبران ساز یکپارچه کیفیت توان مجزا شده با استراتژی کنترل مبتنی بر

تئوری توان لحظه­ای و استفاده از کنترل هیسترزیس و SPWM…………………………………….86

5-5- شبیه سازی جبران ساز یکپارچه کیفیت توان مجزا شده با استراتژی کنترل مبتنی بر

 تئوری توان لحظه ای و استفاده از کنترل تک سیکلی……………………………………………………89

5-6- مقایسه نتایج…………………………………………………………………………………………………..93

5-7- نتیجه گیری…………………………………………………………………………………………………….96

فصل ششم: نتیجه گیری وپیشنهادات

6-1- نتیجه گیری…………………………………………………………………………………………………….98

6-2- پیشنهادات………………………………………………………………………………………………………99

منابع ومأخذ…………………………………………………………………………………………………………..100

چکیده:

درسالیان اخیر توجه به بهره­وری و راندمان بالا درصنایع مختلف، دامنه کاربرد تجهیزات الکترونیک قدرت را به سرعت گسترش داده است. این تجهیزات بدلیل داشتن مشخصه غیرخطی، باعث افزایش مشکلات کیفیت توان در شبکه­های توزیع شده­اند. از طرف دیگر با توجه به پیشرفت تکنولوژی واستفاده گسترده از کامپیوتر در کنترل سیستم­های صنعتی، حساسیت بارها به پدیده­های کیفیت توان نیز افزایش یافته است.

حال در چنین شرایطی با توجه به طرح موضوع تجدید ساختار درصنعت برق، یکی از پارامترهایی که در فضای رقابتی بازار برق می­ تواند بسیارموثرباشد ارائه برق با کیفیت و قیمت متنوع جهت مصرف­کنندگان با درجه حساسیت مختلف است. ازجمله تجهیزاتی که برای بهبود کیفیت توان مورد استفاده قرار می­گیرد جبران ساز یکپارچه کیفیت توان UPQC می­باشد که از دو واحد سری وموازی تشکیل شده است. این تجهیز درمجاورت بارهای حساس قرار گرفته و ضمن بهبود کیفیت ولتاژ تحویلی به مصرف­کننده، کیفیت جریان کشیده شده از شبکه را نیز بهبود می­بخشد.

در این پایان نامه با الهام از عملکرد UPQC ساختارجدیدی به منظور بهبود کیفیت توان(در شبکه­هایی که از بارهای مختلف بادرجه حساسیت متفاوت تشکیل شده­اند)، و روش کنترل مناسب آن معرفی شده است.دراین ساختار واحد سری در محل پست قرار گرفته و کیفیت ولتاژ را بهبود می­بخشد و واحد موازی از چند قسمت تشکیل می­شود که هر یک در مجاورت یکی از بارهای حساس قرار می­گیرند تا ضمن جبران­سازی هارمونیکی جریان، در زمان بروز قطعی ولتاژ تغذیه بارهای حساس را تأمین نماید. شبیه سازی­های انجام گرفته در محیط نرم افزار PSCAD  قابلیت تجهیز معرفی شده و روش کنترلی پیشنهادی آن را در جبران سازی مشکلات ولتاژ و جریان نمایش می­ دهد.

فصل اول: مقدمه

1-1- موضوع تحقیق

امروزه فیلترهای اکتیو نقش مهمی را در بهبود مشکلات کیفیت توان در سیستم­های توزیع ایفا می­کنند. افزایش روز افزون بارهای غیر خطی اعم از یکسوکننده­های دیودی و تریستوری، کوره های قوسی و….درسیستم های توزیع منجر به بروز مشکلات کیفیت توان وتأثیر متقابل آن برروی بارهای تغذیه شونده از آن شین می­شوند. از طرف دیگر،به دلیل محدودیت های در نظر گرفته شده توسط استاندارد های بین المللی مختلف به خصوص برای مصرف کننده­های صنعتی، کاهش مشکلات هارمونیکی ناشی از بار به عنوان یک ضرورت مطرح می­گردد[1].

برای بهبودو ارتقاء کیفیت توان ارائه شده به مصرف کنندگان انواع مختلفی از جبران­سازها معرفی شده­اند. فیلترهای پسیو به عنوان اولین جبران سازها به منظور حذف هارمونیک­های جریان و بهبود ضریب توان معرفی شده اند.اگر چه این دسته از فیلترها از سادگی وهزینه کمی برخوردارند، ولی به دلیل تأثیر امپدانس خط واحتمال بروز مشکلات رزونانسی، عدم توانایی در حذف چندین مولفه هارمونیکی و…. ازمقبولیت کمی برخوردارند[2]. به همین دلیل تحقیقات مختلف وگسترده ای در زمینه طراحی سایرجبران سازها انجام گرفته است.

فیلترهای اکتیو قدرت یکی از جبران سازهایی می­باشند که امروزه از کاربرد وسیعی در سیستم های توزیع برخوردارند که قابلیت حذف تمامی هارمونیک­های ناخواسته، بهبود ضریب توان و عدم تعادل را دارا هستند.در چند دهه اخیر ساختارهای مختلفی از فیلترهای اکتیو ارائه شده است که از جمله آن ها فیلترهای اکتیو سری،موازی،فیلترهای ترکیبی، UPQC و…  می­باشند. همچنین روش های کنترلی مختلفی در حوزه فرکانس وحوزه زمان به منظور کنترل فیلترهای اکتیو ارائه گردیده است.

در این تحقیق روشی مناسب در جهت ارتقاء کیفیت توان ارائه شده است. دراین ارتباط  بیان چند مسئله ضروری است. نخست آنکه بهبود کلی کیفیت توان ارائه شده به مصرف کننده وظیفه شرکت های فروشنده برق می باشد.اما مسئله قابل طرح در اینجا این نکته است که این شرکت­ها تا چه اندازه وظیفه بهبود کیفیت توان را برعهده دارند واگر مصرف کننده­ای خواهان کیفیت توان بالاتراز آنچه که دراستانداردهای بین المللی، که شرکت های فروش برق موظف به تأمین آن هستند، باشد چطور وچگونه می توان این خواسته را برای او تأمین کرد؟

لذا این تحقیق سعی در ارائه راه کاری جهت تأمین کیفیت توان در سطوح و قیمت های مختلف  کرده است. در این روش بهبود کلی کیفیت توان برای همه مصرف کنندگان صورت خواهد پذیرفت و برخی قابلیت های ویژه برای مصرف کنندگان حساسی که نیاز به کیفیت توان بالاتر دارند ارائه می شود. برای دستیابی به این هدف ساختار جدیدی که الهام گرفته از ساختار جبران ساز یکپارچه کیفیت توان می باشد معرفی خواهد شد و با استفاده از تئوری توان لحظه ای روش کنترل ساده و کارایی برای آن ارائه خواهد گردید.

2-1- بیان مسئله وسوابق تحقیقات صورت گرفته

درسالیان اخیر، لزوم افزایش بهره وری و دست­یابی به راندمان بالا در صنایع مختلف باعث گسترش استفاده ازتجهیزات الکترونیک قدرت شده است. این تجهیزات بدلیل داشتن مشخصه غیرخطی باعث گسترش اغتشاشات کیفیت توان از جمله هارمونیک­ها در شبکه توزیع می­شوند. از طرف دیگر افزایش مصرف کنندگان نیزباعث گسترش شبکه های توزیع و در نتیجه افزایش اغتشاشات کیفیت توان به ویژه کمبود و بیشبود ولتاژ شده است.

با توجه به موارد فوق امروزه کیفیت توان از اهمیت بالایی برای مصرف کنندگان برخوردار است چرا که خسارات ناشی از کیفیت توان پایین، بسیار بالا می باشد. به عنوان مثال اگر در اثر عملکرد یک کلید قدرت، خط تولید یک کارخانه متوسط، از کار افتاده و برای راه اندازی مجدد آن 4 ساعت وقت لازم باشد، این کارخانه حدود 10000 هزار دلار متضرر    می­شود[3]. لذا استفاده ازتجهیزات جبران سازی ازجمله فیلترهای اکتیو و جبرانساز یکپارچه کیفیت توان اجتناب ناپذیر است.

باتوجه به این که درشبکه های تجدید ساختاریافته یکی از ابزارهای رقابت بین شرکت­های برق ارائه کیفیت توان در سطوح و قیمت­های مختلف با توجه به نیاز مصرف­کنندگان می­باشد، لذا دراین تحقیق هدف آن است که با استفاده ازمنابع تولیدپراکنده و استفاده از ساختارهای جدید تجهیزات جبرانسازی موضوع فوق محقق گردد.

درگذشته تلاش های زیادی برای حل مسائل کیفیت توان با استفاده تجهیزات مختلف صورت گرفته است که هرکدام آن بامحدودیت هایی روبرو بوده­اند. ازجمله این تحقیقات  می­توان بکارگیری فیلتر های پسیو و فیلترهای اکتیو نظیر فیلترموازی و سری را نام برد[4]. ترکیب فیلترهای اکتیو سری وموازی یعنی جبران ساز یکپارچه کیفیت توان توانست تا حدود زیادی نواقص موجود در هر دو این جبران سازی­ها را برطرف کند[5]. اما ضعفی که در این تجهیز وجود دارد بهبود کیفیت توان برای همه مصرف کنندگان و به یک میزان است.

مصرف­کنندگان نیاز به کیفیت توان متفاوتی دارند. ممکن است یک مصرف­کننده حساسیت بالایی به اغتشاشات کیفیت توان داشته و در نتیجه خواستار بالاترین سطح کیفیت توان، بالاتراز استانداردهای موجود، بوده و آمادگی پرداخت هزینه مربوط به آن را نیز داشته باشد. ولی مصرف کننده دیگرحساسیت زیادی نداشته و کیفیت توان در حد استاندارد برای او کافی باشد. لذا ما با مسئله ای روبرو خواهیم بود که  باید سطوح کیفیت توان متفاوت مورد   نیاز مصرف­کنندگان رافراهم کنیم ونیز هرمصرف کننده باتوجه به میزان کیفیت توان مورد نظرش هزینه آن را نیز پرداخت نماید.

برای این منظورازساختار جدیدی بنام OPEN UPQC استفاده شده است. با استفاده از این ساختار جدید امکان ارائه یک کیفیت توان چندسطحی در قیمت های مختلف و برای مصرف­کنندگان متفاوت فراهم خواهد شد. بدین طریق در فضای رقابتی موجود در بازار برق تجدید ساختار یافته، ابزارهای مناسبی برای رقابت با سایر فروشندگان ایجاد خواهد شد.

3-1- اهداف پایان نامه

هدف از ارائه این پایان­نامه ارائه راهکاری برای بهبود کیفیت توان موردنیاز مصرف­کنندگان در شبکه های تجدید ساختاریافته است. این بهبود به گونه ­ای خواهدبود که هر مصرف کننده کیفیت توان مورد نیاز خود را با هزینه متناسب آن دریافت کند.

امروزه در بازار بزرگ و رقابتی فروش برق، شرکت های فروشنده باید با تأمین نیازهای مشتریان خود و افزایش میزان رضایت مندی آن ها، هم تعداد آن ها راافزایش دهند و هم سود بیشتری را عاید شرکت نمایند. برای دست­یابی به این مهم ارائه روشی که هم بتواند کیفیت توان را درچند سطح ارائه کند و هم هزینه های تأمین آن را کاهش دهد ضروری به نظر  می­رسد.

در این تحقیق با استفاده از ساختار جبران­ساز یکپارچه کیفیت توان مجزا شده (OPEN UPQC) و طراحی کنترل کننده مناسب آن، بهبود کلی کیفیت توان را برای همه  مصرف کنندگان و نیز افزایش کیفیت توان برای برخی از مشتریان که نیاز به کیفیت توان بالاتر دارند فراهم شده است.

برای دانلود پایان نامه اینجا را کلیک کنید.

لینک بالا اشتباه است

برای دانلود متن کامل اینجا کلیک کنید

       

:: بازدید از این مطلب : 498

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصیلات تکمیلی

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

مهندسی برق – کنترل

عنوان:

پیاده سازی کنترل مد لغزشی فازی – تطبیقی بر روی سیستم روبات سیار چرخ دار

برای رعایت حریم خصوصی اسامی استاد راهنما،استاد مشاور و نگارنده درج نمی شود

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

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.

مقدمه:

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.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

لینک بالا اشتباه است

برای دانلود متن کامل اینجا کلیک کنید

       

:: بازدید از این مطلب : 563

دانشگاه صنعتی امیرکبیر

(پلی تکن‍‍‍یک تهران)

دانشکده مهندسی برق

پایان نامه دکتری مهندسی برق – قدرت

عنوان:

ارائه الگوریتمی جهت جزیره سازی سیستمهای قدرت با حفظ معیارهای امنیت

اساتید راهنما:

دکتر مهرداد عابدی

دکتر سید حسین حسینیان

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چکیده:

جزیره‌سازی سیستمهای ‌‌قدرت به هم پیوسته که به جداسازی و شکستن سیستمهای قدرت نیز مشهور است آخرین خط دفاعی برای مقابله با فروپاشی سیستم و جلوگیری از وقوع حوادث سهمگین در شبکه قدرت می‌باشد.

جزیره‌سازی سیستمهای قدرت به هم پیوسته به عنوان یک روش کنترل گسترده به صورت یک مساله تصمیم‌گیری جامع با جزئیات بسیار زیاد و به عنوان یک بخش مهم از استراتژیهای کنترل اصلاحی مطرح می‌گردد. پس از وقوع یک اغتشاش بزرگ در یک سیستم قدرت در صورتی که به موقع هیچگونه طرح و الگوی چاره‌ساز مناسبی موجود نباشد، این اغتشاش ممکن است منجر به فروپاشی کلی سیستم گردد.

طبق تعریف جزیره‌سازی سیستمهای قدرت به معنی تعیین نقاط صحیح جداسازی سیستم یکپارچه به تعدادی جزیره کوچکتر می‌باشد در صورتی که حفظ یکپارچگی سیستم امکان پذیر نباشد.

در این رساله یک روش نوین و بهینه جهت جزیره‌‌سازی سیستمهای‌ قدرت به هم پیوسته ارائه گردیده است. الگوریتم ارایه شده طوری طراحی شده است تا بتواند بر بسیاری از محدودیتهای موجود در بحث جزیره‌سازی غلبه کرده و نتایج و دستاوردهای قابل قبولی را ارایه کند. در روش پیشنهادی این رساله از مشخصه‌های استاتیکی و دینامیکی شبکه‌های قدرت به هم پیوسته برای تعیین تعداد جزایر و نقاط صحیح شکسته شدن آنها استفاده گردیده است. در این رساله ابتدا با استفاده از تئوریهای خوشه‌بندی دینامیکی و همسویی، مرزهای تقریبی جزایر احتمالی با توجه به گروه‌بندی ماشینهای همسو تعیین می‌گردد و به دنبال آن با اعمال یک الگوریتم جستجوی قوی بر اساس نظریه گراف مرز دقیق جزایر اولیه تعیین می گردد. در بخش اول الگوریتم هدف تعیین سریع و کلی تعداد و مرز تقریبی جزایر با توجه به محدودیتهای دینامیکی و توپولوژی شبکه و خوشه بندی ماشینها در گروههای همسو می‌باشد. در قدم بعدی مرز دقیق نواحی طوری تعیین می‌گردد که پس از جداسازی، حداقل بارزدایی در بین جزایر وجود داشته باشد. با توجه به این حقیقت که اصولا الگوریتم جزیره‌سازی بایستی در حالت ایده‌ال به صورت زمان واقعی بوده و از طرفی با توجه به پیچیدگی بسیار زیاد و گستردگی ابعاد فضای جستجوی آن یک تلاش اساسی لازم است تا بتوان ضمن ارائه یک الگوریتم دقیق سرعت محاسبات آن را نیز افزایش داده و بر مشکل زمان غلبه کرد.

تلاش پژوهش حاضر عمدتا در روی این دو امر متمرکز بوده است تا بتواند تا حد امکان بر پدیده زمان بر بودن محاسبات آن غلبه کرده و حدلاامکان جزایری با احتمال پایداری بیشتر ارایه کند. از آنجا که پایداری جزایر تعیین شده از مسایل عمده در امر جزیره سازی است و نیاز به توجه فراوان دارد بنابراین از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. در این تحقیق سعی بر این بوده است تا بتوان قبل از اعمال الگوریتم جداسازی بتوان پایداری جزایر را پیش بینی کرده و آنها را مورد بررسی قرار داد. یک جزیره‌بندی دقیق و صحیح به معنی تعیین جزایری است که پس از عمل جداسازی پایدار بوده و حداقل بارزدایی را داشته باشند. بخش دیگری از تلاشهای این تحقیق این بوده است تا مرزهای جزایر پیشنهادی را با دقت بالاتری انتخاب کند. مرزبندی دقیق جزایر با استفاده از الگوریتمهای قوی در تئوری گراف تعیین می‌گردد. این الگوریتمها به عنوان الگوریتمهای جستجوی مستقیم و غیر تکراری بوده و جوابهای قطعی را ارایه می‌کنند که این امر امکان تصمیم گیری دقیق برای جزیره سازی را در اختیار می‌گذارند.

به طور کلی در بحث جزیره‌سازی سیستمهای قدرت سه سوال اساسی مطرح می‌گردد که به صورت زیر بیان می‌شوند.

الف – یک سیستم قدرت که در شرایط معین بهره‌برداری با یک اغتشاش شدید روبرو شده است، آیا نیاز به جزیره‌سازی دارد؟

پاسخ به این سوال لزوم جزیره‌سازی را آشکار می‌سازد.

ب – در صورتی که پاسخ به سوال بالا مثبت باشد سیستم قدرت مورد نظر از کجاها باید شکسته شود؟ و مرزهای جداسازی جزایر در کجاها قرار دارند؟

پاسخ به این سوال به معنی تعیین دقیق نقاط جداسازی سیستم به هم پیوسته می‌باشد.

ج- چگونه بایستی جزیره‌سازی صورت گیرد و ترتیب و زمان بازکردن خطوط چه لحظاتی می‌باشد؟

پاسخ به این سوال به معنی تعیین لحظات صحیح و ترتیب باز کردن خطوط به منظور جزیره سازی است.

هدف این تحقیق پاسخ به سوالات فوق با تاکید بر سوالات شماره (ب) و (ج) می‌باشد.

با توجه به نتایج آخرین تحقیقات صورت گرفته هنوز یک استراتژی کلی که بتواند به هر سه سوال فوق در یک زمان کوتاه به طور مناسب پاسخ دهد وجود ندارد و رسیدن به این هدف جامع نیاز به تحقیقات گسترده‌ای دارد. متاسفانه تاکنون جوابهای جامعی برای سوالهای (ب) و (ج) ارایه نشده است و تحقیقات در مورد این سوالات با چالشهای جدی روبرو می باشد.

در یک کلام حل جامع و یکپارچه مساله جزیره‌سازی صحیح به معنی پاسخ به همه سوالات فوق در کمترین زمان ممکن است.

1-1- مقدمه

شبکه قدرت بزرگترین و پیچیده‌ترین شبکه به هم پیوسته‌ای است که تاکنون بدست بشر طراحی شده است از اینرو کار کنترل آن بسیار مشکل می‌باشد. با ظهور خصوصی‌سازی و تجدید ساختار شبکه قدرت، بهره‌برداری از سیستم قدرت به دلیل فشارهای تجدید ساختار شبکه، که اهداف جدید فنی و اقتصادی را در بهره‌برداری از سیستم قدرت دنبال می کند، تنشهای فزاینده‌ای را برای سیستم قدرت تحمیل کرده است. زمانی که سیستم قدرت در نزدیکی‌ حدود بهره‌برداری کار می‌کند، اتصالات ضعیف، حوادث غیرمترقبه، خطاهای پنهان در سیستمهای حفاظتی، خطاهای انسانی و نیز یک مجموعه‌ای از عوامل دیگر، ممکن است باعث ناپایداری سیستم شده و یا حتی سیستم را به سمت خطاهای سهمگین (Catastrophic Failures ) پیش ببرند. از اینرو مطالعه سیستماتیک شبکه قدرت و طراحی یک استراتژی جامع برای کنترل آن مورد توجه روزافزون قرار گرفته است [3-1]. در حالت کلی توانایی یک سیستم قدرت در مقابله با وقوع یک اغتشاش معین بستگی به شرایط بهره‌برداری سیستم در لحظه وقوع آن دارد و هر شکل از کنترل تطبیقی بایستی طوری طراحی گردد که تنها در شرایط مناسب بهره‌برداری سیستم فعال شود. از طرف دیگر توجه به این نکته ضروری است که در هنگام وقوع اغتشاشات شدید در شبکه قدرت بررسی پایداری گذرای آن، سیستم به طور کلی غیرخطی بوده و برای پیش‌بینی پایداری و یا ناپایداری آن تنها بایستی از تئوری سیستمهای غیرخطی استفاده کرد که این امر کار تحلیل آن را در این شرایط دشوارتر خواهد کرد. به طور کلی دو نوع روش کنترلی روی شبکه قدرت قابل اعمال است که اولی بنام کنترل ‌پیش‌گیرانه (Prevente Control) و دومی بنام کنترل اصلاحی (Corrective Control) مشهور است [10-4]. استراتژیهای کنترلی اصلاحی در حل مسایل مربوط به امنیت در بسیاری از جنبه‌ها مانند اضافه بار خطوط، مسائل ولتاژ و حالات گذرای سیستم قدرت مشارکت می‌کنند [11]. زمانی که سیستم در وضعیت هشدار قرار دارد، یک اغتشاش نسبتا بزرگ ممکن است آن را وارد حالت اضطراری کند که در آن ولتاژهای بسیاری از باسها در زیر حدود نرمال خود قرار می‌گیرند و ممکن است یک یا چندین المان سیستم دچار اضافه بار شوند. در این حالت، شبکه همچنان در وضعیت بهره‌برداری بوده و این امکان وجود دارد که بتوان آن را با استفاده از کنترلهای اصلاحی مانند بازآرای سیستم قدرت (TSR : Transmission System Reconfiguration)، تغییر برنامه تولید (GR : Generators Scheduling )، بارزدایی (  Load shedding: LS) و غیره به حالت هشدار برگرداند.

در صورتی که کنترلهای اصلاحی مربوطه در مرحله بحرانی اعمال نشوند و یا اینکه غیر موثر بوده باشند سیستم وارد وضعیت فوق بحرانی می‌شود. در این حالت روشهای کنترلی اصلاحی شامل بارزدایی و جزیره‌سازی سیستم قدرت (CSI : Controlled System Islanding) می‌باشد [12]. این نوع کنترل قصد دارد تا حد ممکن شبکه را حفظ کرده و از فروپاشی کلی آن جلوگیری کند. در حالت کلی چنین سیستمای کنترلی را الگوی حفاظتی خاص (SPS: Special Protection Scheme)، سیستمهای حفاظتی خاص (SPS: Special Protection System)، و یا طرح اعمال شفابخش (RAS: Remedial Action Scheme) گویند. از اینرو SPS‌ یک طرح حفاظتی است که برای تشخیص شرایط خاص سیستم قدرت که باعث ایجاد تنشهای غیرمعمول در سیستم شده‌اند، طراحی گردیده است تا یک سری اعمال کنترلی از پیش‌تعیین شده را برای مقابله با شرایط ایجاد شده به صورت کنترل شده انجام دهد. در بعضی حالات، SPS برای تشخیص شرایط خاص سیستم مانند اضافه بار، ناپایداری و فروپاشی شبکه در سیستم استفاده می‌گردد. این اعمال از پیش‌تعیین شده می‌تواند شامل بازکردن یک یا چندین خط، خارج‌کردن یک ژنراتور، تغییر توان انتقالی با خطوط HVDC، بارزدایی و جزیره‌سازی شبکه باشد که همگی برای کاهش اثرات مضر بحران بوجود آمده مورد استفاده قرار می‌گیرند. انواع مرسوم حفاظت مانند حفاظت خطوط و ادوات دیگر سیستم قدرت شامل این نوع سیستم حفاظتی نمی‌باشند.

حفظ امنیت دینامیکی سیستم قدرت در مقابل یک اغتشاش بزرگ دارای بیشترین اهمیت است. تشخیص سریع، دقیق و بلادرنگ ناپایداری برای بکارگیری برخی اعمال کنترل اضطراری ضروری می‌باشد. در یک سیستم قدرت خطاهای شدید ممکن است پایداری سیستم را کاهش داده و باعث ایجاد نوسانات و حتی از دست رفتن همگامی بین گروههایی از ماشینها شوند [14-13]. در صورتی که ژنراتورها نتوانند به طور موثری دوباره باهم همگام شده و پایدار گردند احتمال جزیره‌شدن پسیو شبکه وجود دارد. متاسفانه در حالت کلی جزیره‌های پسیو دارای تعادل تولید – مصرف نبوده و جزایر ناپایداری را ایجاد می‌کنند که خود این امر نهایتا ممکن است سیستم قدرت را تا فروپاشی کامل پیش ببرد [16-15]. به نظر می‌رسد از میان این گونه سیستمهای کنترلی، جزیره‌سازی شبکه به عنوان آخرین حربه در جلوگیری از فروپاشی سیستم گزینه مناسبی باشد.

جزیره‌سازی به این معنی است که مرکز کنترل برای شکستن سیستم قدرت یکپارچه جهت تشکیل جزایر پایدار مطابق با گروههای ژنراتورهای همسو (Coherence Generators Groups ) و نیازمندیهای دیگر شبکه، به صورت کنترل‌شده برخی از خطوط شبکه را از مدار خارج کند [23-17]. این امر می‌تواند از وقوع فروپاشی کلی سیستم جلوگیری کرده و یا حداقل بخشی از سیستم را از وقوع حوادث سهمگین نجات داده و با وجود تقسیم شبکه قدرت به چندین جزیره غیرهمگام، هر کدام از جزایر پایدار بوده و انرژی الکتریکی را برای مصرف‌کننده‌ها تامین کند و از طرف دیگر زمان بازیابی و یکپارچه‌سازی دوباره شبکه را که امری حیاتی است تا اندازه قابل ملاحظه‌ای کاهش دهد [24]. یکی از نیازمندیهای اساسی در تشکیل جزیره‌ها شناسایی گروههای همسو در سیستم قدرت پس از وقوع یک اغتشاش بزرگ است. این گروههای همسو که در واقع از خصیصه‌های ذاتی و توپولوژیکی شبکه ناشی می‌گردند، نقش عمده‌ای را در تعداد واقعی جزایر و چگونگی ایجاد آنها بازی می‌کنند و از نظر ریاضی به صورت مدهایی با فرکانس پایین در سیستمهای قدرت ظاهر می‌شوند. مدهای بین ناحیه‌ای یک سیستم قدرت مربوط به نوسان تعداد زیادی از ماشینها در یک قسمت از سیستم قدرت نسبت به ماشینهای موجود در قسمت دیگر است. این مدها توسط یک یا چند گروه از ماشینها که از نظر الکتریکی به طور محکم به همدیگر متصل شده اما هر گروه نسبت به گروههای دیگر از طریق اتصالات ضعیف به هم وصل گردیده باشند، بوجود می‌آیند [26-25].

در مدلسازی سیستمهای قدرت بزرگ دینامیک‌هایی با سرعتهای مختلف دیده می‌شود. برای بررسی هر نوع خاصی از پدیده‌ها بایستی بازه‌های زمانی مناسب آن را مد نظر قرار داد [28-27]. پس از وقوع یک اغتشاش شدید، با تقسیم‌بندی مناسب یک سیستم قدرت بزرگ به یک سری نواحی، حرکت مرکز زاویه هر کدام از این نواحی نسبت به نوسانات همگام بین هرکدام از دو ماشین در یک ناحیه معین، کندتر است. یک تفسیر فیزیکی از این پدیده این است که اتصالات بین ماشینها در داخل یک ناحیه قوی است در حالی که اتصالات بین این نواحی ضعیف می‌باشد. از اینرو ماشینهای موجود در یک ناحیه در یک زمان کوتاهتر روی همدیگر اثر می‌گذارند. در مقایسه با دینامیکهای بلند مدت زمانی که این دینامیک‌های سریع از بین بروند، ماشینهای داخل یک ناحیه با هم نوسان می‌کنند و این ماشینها نسبت به مدهای کند همسو می‌باشند. در فصول بعدی اطلاعات مفصلی در مورد روشهای تعیین گروههای همسو ارایه خواهد گردید.

با وجود تمامی تلاشهای صورت گرفته ارایه یک استراتژی عملی به صورت زمان- واقعی در فرایند جزیره‌سازی کار ساده‌ای نیست [32-28]. برای مثال پاسخ به سوالات زیر در تصمیم برای جزیره‌سازی ضروری است که چه موقع شکستن سیستم امری واقعا لازم است؟ کدام یک از خطوط بایستی از مدار خارج گردند و نیز چگونه گروههای ژنراتورهای همسو باید معین شوند؟.

تحلیل همسویی در سیستمهای قدرت اطلاعات زیادی را در مورد رفتار دینامیکی شبکه های قدرت و تعیین معادلهای دینامیکی برای قسمتهایی مختلف آن در اختیار قرار می‌دهد. از آنجایی که در حالت کلی ابعاد شبکه قدرت بسیار بزرگ است، تحلیل همسویی در مطالعات پایداری به طور گسترده‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد تا با جمع ژنراتورهای همسو در یک ژنراتور معادل واحد، حجم محاسبات مورد نیاز را کاهش دهند [36-33].

سیستم قدرت شامل باسها و خطوطی است که این باسها را به هم متصل کرده‌اند. در یک سیستم قدرت هر دو نوع باس ژنراتوری و باس بار با ظرفیتهای مختلف وجود دارد. توان الکتریکی در میان این باسها با جهت های مشخص سیلان دارد. از اینرو بسیار مناسب است که سیستم قدرت را به صورت یک گراف جهتدار با وزنهای مختلف در گوشه های آن نشان داد که در آن بار هر باس و تولید هر ژنراتور به صورت وزنهایی در گرههای گراف تعریف می‌گردند. قضایای مختلف نظریه گراف در عرصه‌های مختلف به کمک علوم از جمله مهندسی برق آمده تا بتوانند مسایلی مانند قابلیت اطمینان و جزیره‌سازی سیستم را بر اساس آن حل کنند [39-37].

مطالب ارایه شده در این رساله به صورت زیر خواهد بود:

در فصل دوم پیشینه کار و کارهای انجام شده در زمینه‌های مرتبط با این رساله به تفصیل مرور شده و مورد بررسی قرار خواهد گرفت. همچنین در این فصل اهداف، ایده ها، فرضیات و محدودیتهای رساله به تفصیل مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. با توجه به اینکه اساس این تحقیق بر پایداری سیستم استوار است از اینرو فصل سوم این رساله به بررسی پایداری سیستمهای قدرت اختصاص یافته است. در فصل چهارم مفاهیم مربوط به کاهش مرتبه سیستمهای قدرت بزرگ و نظریه خوشه‌بندی اطلاعات مورد مطالعه قرار خواهد گرفت و جایگاه آنها جهت استفاده در این رساله مورد بحث و بررسی قرار می‌گیرد و ارتباط آن با مراحل انجام این رساله بیان خواهد شد. با توجه به لزوم حل مساله جزیره سازی با استفاده از نظریه گراف و بررسی باینری سیستمهای قدرت و امکان بیان بسیاری از مسائل پیچیده شبکه‌های قدرت با استفاده از آن در فصل پنجم این رساله به بررسی نظریه اساسی این تئوری در حل مساله جزیره‌سازی خواهیم پرداخت. قابلیت اطمینان و امنیت سیستمهای قدرت جز لاینفک در بحث جزیره سازی بوده و بنابراین فصل ششم رساله اختصاص به مفاهیم قابلیت اطمینان و مخصوصا امنیت سیستمهای قدرت دارد. از آنجا که جزیره‌سازی در زیر مجموعه مسائل مربوط به امنیت سیستم قابل طرح است لذا شناخت جایگاه آن در بحث امنیت سیستم دارای اهمیت فراوان است. نتایج حاصل از انجام این رساله در فصل هفتم به صورت مفصل ارایه خواهد گردید که شامل نتایج بکارگیری ایده‌های بیان شده به منظور جزیره‌سازی سیستمهای قدرت به هم پیوسته می باشد. الگوریتم ارایه شده در این تحقیق بر روی دو شبکه نمونه اعمال گردیده و نتایج آن به تفصیل آورده شده است. فصل هشتم نیز حاوی نتیجه‌گیری و ارایه پیشنهاد ادامه کار می‌باشد. در این فصل با توجه به تجربیات و مطالعات انجام گرفته تا این لحظه به مرزهای دانش در بحث این رساله اشاره گردیده و پیشنهادات مناسبی برای علاقه مندان به ادامه کار ارایه خواهد شد. ضمایم مربوطه و مراجع و ماخذ نیز در انتهای تحقیق آورده شده است.

نکته قابل ذکر این است که با توجه به ماهیت جزیره‌سازی سیستمهای قدرت که در لحضات بحرانی و فوق بحرانی سیستمهای قدرت به هم پیوسته مطرح می‌گردد در راستای انجام رساله گستره وسیعی از مسایل در شاخه های مختلف سیستمهای قدرت از حفاظت شبکه گرفته تا مفاهیم مربوط به پایداری، امنیت، پدیده‌های استاتیکی و دینامیکی و بهینه‌سازی مطرح می‌گردد.

برای دانلود پایان نامه اینجا را کلیک کنید.

لینک بالا اشتباه است

برای دانلود متن کامل اینجا کلیک کنید

       

:: بازدید از این مطلب : 615

دانشگاه صنعتی شاهرود

دانشکده: برق و رباتیک

گروه : الکترونیک و مخابرات

پایان نامه ارشد جهت اخذ درجه کارشناسی ارشد

عنوان:

ارتقاء وضوح تصویر رنگی از روی رشته ­ای از تصاویر وضوح پایین

استاد راهنما:

دکتر علیرضا احمدی فرد

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست مطالب:

1 فصل اول  مقدمه………………………………. 1

1‌.1‌   فراتفکیک­ پذیری به عنوان یک مسئله معکوس………………….. 7

1‌.2‌   فصل بندی پایان نامه…………………………….. 10

2 فصل دوم مرور کارهای گذشته…………………………….. 13

2.1‌   مدل سیستم عکسبرداری……………………………… 14

2‌.2‌   فراتفکیک پذیری در حوزه فرکانس……………………………….. 16

2‌.3‌  روشهای حوزه فضایی……………………………… 18

2‌.3‌.1‌   درونیابی- بازسازی: روشهای غیرتکراری………………………… 19

2‌.3‌.2‌   روش های آماری……………………………… 21

2.3.2.1‌  حداکثر احتمال……………………………… 23

2‌.3‌.2‌.2‌   حداکثر احتمال پسین………………………………. 25

2.3.2.3‌  بازنشانی- MAP توام…………………………….. 27

2‌.3‌.3‌   رویکرد طرح­ریزی بر روی مجموعه­ های محدب………………….. 28

2.3.4‌  رویکرد ترکیبی  ML-POCS……………………………..

3   فصل سوم ارتقاء وضوح تصاویر خاکستری………………………….. 31

3.1‌   ترکیب تصاویر کم وضوح مبتنی بر تخمین- M……………………..

3‌.1‌.1‌   چارچوب تخمین M……………………………….

3‌.1‌.2‌   ترکیب تصاویر مبتنی بر تخمین Half-Quadratic………………….

3‌.1‌.2‌.1‌   محاسبه پارامتر a مطابق با دقت هر فریم……………………. 42

3‌.1‌.3‌   تنظیم کننده ­ها……………………………. 45

3‌.2‌   روش پیشنهادی جهت ارتقاء وضوح……………………………… 49

3‌.3‌   آزمایش­ها……………………………. 50

3‌.3‌.1‌   بررسی روش­های متفاوت بازسازی و تاثیر تنظیم کننده ­ها …………..51

3‌.3‌.2‌   ارزیابی عملکرد الگوریتم پیشنهادی در مقابل خطای ثبت…………… 52

3‌.3‌.3‌   ارزیابی استحکام روش پیشنهادی در مقابل پرتی­ها ……………………54

3‌.3‌.4‌   پیاده­سازی روش پیشنهادی روی تصاویر واقعی……………………. 55

4   فصل چهارم ارتقاء وضوح تصاویر رنگی……………………………… 65

4‌.1‌   مروری بر مسائل فراتفکیک­پذیری در تصاویر رنگی و موزائیک زدایی تصویر….. 66

4‌.1‌.1‌   فراتفکیک پذیری در تصاویر رنگی……………………………… 66

4‌.1‌.2‌   موزائیک زدایی تصویر…………………………….. 67

4‌.1‌.3‌   ادغام فراتفکیک ­پذیری و موزائیک زدایی در یک فرآیند………… 73

4‌.2‌   مدل ریاضی و حل مسئله…………………………….. 75

4‌.2‌.1‌   مدل ریاضی سیستم عکسبرداری……………………………… 75

4‌.3‌   روش پیشنهادی جهت موزائیک زدایی چند فریمی………… 78

4‌.3‌.1‌   جمله وفاداری……………………………… 80

4‌.3‌.2‌   جمله­ جریمه­ روشنایی……………………………… 80

4‌.3‌.3‌   جمله­ جریمه­ رنگ………………………………. 81

4‌.3‌.4‌   جمله جریمه­ وابستگی­های رنگی……………………………… 82

4‌.4‌   تابع هزینه کلی……………………………… 83

4‌.5‌   آزمایش­ها …………………………….84

4‌.5‌.1‌   بررسی عملکرد الگوریتم پیشنهادی در برابر خطاهای ثبت……… 86

4‌.5‌.2‌   بررسی عملکرد الگوریتم پیشنهادی در برابر پرتی­ها………………. 87

5   فصل پنجم جمع­بندی و نتیجه­ گیری……………………………… 95

5‌.1‌   نتیجه­ گیری……………………………… 96

5‌.2‌   پیشنهادهایی برای کارهای آتی……………………………… 97

منابع و مراجع……………………………… 101

پیوست­ها……………………………. 115

چکیده:

در سال­های اخیر، پیشرفت­های گسترده­ای در زمینه­ی سنسورهای تصویر و سیستم­های تصویربرداری دیجیتال صورت گرفته­است، اما هنوز محدودیت­های تئوری و عملی بر روی وضوح تصاویر گرفته شده با این دوربین­ها اثر می­گذارد. تکنیک­های فراتفکیک­پذیری (سوپر رزولوشن) به منظور غلبه بر این محدودیت­ها در سال­های اخیر گسترش یافته­اند. این تکنیک­ها با استفاده از یک و یا چند تصویر کم وضوح، تصویری با وضوح بالاتر ایجاد می­کنند. کارهای اخیر در زمینه­ی فراتفکیک­پذیری (که اغلب بر روی تصاویر خاکستری متمرکز شده­است)، به منظور کاهش پیچیدگی محاسباتی و افزایش مقاومت در برابر خطاهای مدل­سازی و نویز انجام شده­است. از سویی دیگر، روش­های موزائیک­ زدایی متعددی به منظور کاهش مصنوعات رنگی، که در نتیجه­ی استفاده از دوربین­های تک CCD است، مطرح شده­است.

در این پایان­نامه، با استفاده از روش­های آماری در پردازش سیگنال، چارچوب مقاومی را برای ترکیب تصاویر کم وضوح به منظور ایجاد تصویری با وضوح بالا پیشنهاد می­دهیم. در این روش، با استفاده از معیار مقاوم به خطا در تابع هدف و تطبیق فرآیند تخمین برای هر تصویر کم وضوح متناسب با دقت پارامترهای مدل و سطح نویز آن، بازسازی مقاومی را ایجاد نموده­ایم. همچنین با تعمیم این روش در حوزه­ی رنگ، و ادغام فرآیند تفکیک­پذیری و دموزانیک تصویر، توانسته­ایم علاوه بر افزایش وضوح تصاویر رنگی، موزائیک زدایی تصویر را نیز به طور همزمان انجام دهیم. آزمایش­های انجام شده نیز عملکرد خوب الگوریتم پیشنهادی را در مقابل نویز و خطا تصدیق می­کند.

فصل اول: مقدمه

مقدمه:

استفاده از فیلم­ها و تصاویری با قدرت تفکیک­پذیری بالا، در اکثر کاربردهای الکترونیکی مورد نیاز است. تمایل برای استفاده از تصاویری با وضوح بالا از دو زمینه اصلی نشات می­گیرد: بهبود اطلاعات تصویری برای تفسیر انسان؛ و کمک به درک دستگاه­های خودکار. وضوح تصویر، جزئیات موجود در تصویر را توصیف می­کند. در وضوح بالاتر، جزئیات تصویر بیشتر است. وضوح یک تصویر دیجیتال را می‌توان در بسیاری از زمینه های مختلف طبقه بندی کرد: وضوح پیکسلی، وضوح فضایی، وضوح طیفی، وضوح زمانی و وضوح رادیومتری [1]. در این پایان­نامه، مباحث در حوزه­ی وضوح فضایی مطرح می­شود.

وضوح فضایی: یک تصویر دیجیتال از عناصر تصویر کوچکی به نام پیکسل ساخته شده است. وضوح فضایی، به تراکم پیکسل­ها در یک تصویر اشاره دارد و معیار سنجش آن پیکسل در واحد سطح است.

شکل 1-1 آزمون کلاسیک برای تعیین وضوح فضایی یک سیستم تصویربرداری را نشان می‌دهد. وضوح فضایی تصویر ابتدا توسط حسگرهای تصویربرداری و یا دستگاه اکتساب تصویر محدود می­شود. در دوربین دیجیتال، تصویربرداری بر روی فیلم صورت نمی‌گیرد بلکه توسط یک حسگر حساس (دستگاه جفت‌کننده­ی بار (CCD) [1] یا نیم‌رسانای اکسید فلزی مکمل (CMOS) [2] ) انجام می‌پذیرد. این حسگرها معمولاً در یک آرایه دو بعدی، برای گرفتن سیگنال تصویر دو بعدی مرتب شده­اند. در وهله اول، اندازه حسگر و یا به طور معادل تعداد عناصر حسگر به ازای هر واحد سطح، وضوح فضایی تصویر را تعیین می­کند. حسگرها با تراکم بالاتر، وضوح فضایی بیشتری را برای سیستم تصویربرداری ممکن می­سازد. سیستم تصویربرداری با آشکارسازهای ناکافی، تصاویری کم وضوح با اثرات بلوکی ایجاد می­کند که ناشی از فرکانس پایین نمونه برداری فضایی است. تلاش‌های بسیاری جهت افزایش وضوح تصاویر دیجیتالی صورت گرفته­ است، که به دو بخش کلی نرم‌افزاری و سخت‌افزاری قابل تقسیم بندی می‌باشند.

 در بخش سخت‌افزاری با هرچه غنی­تر نمودن تعداد پیکسل‌های موجود بر روی حسگرهای دوربین‌های دیجیتالی در واحد سطح، می‌توان درجه تفکیک تصویر را افزایش داد. بعلاوه، با هرچه کوچکتر نمودن سلول‌های حسگرهای دوربین‌های دیجیتالی، مقدار نور مؤثر دریافت شده توسط هر سلول، کاهش می‌یابد؛ البته می‌توان با ایجاد شبکه‌ای از عدسی‌های محدب بر روی لایه فوقانی سلول‌های حسگر، مقدار نور مؤثر دریافتی توسط هر سلول حسگر را افرایش داد. لیکن به دلیل وجود تعداد بسیار زیاد سلول‌های حسگر، نویز ضربه ای ناشی از قطع و وصل جریان در درون این شبکه سلولی، همچنان وجود داشته و عامل مؤثری جهت کاهش کیفیت تصویر نهایی می‌گردد[2].

     در حالی که وضوح فضایی تصویر توسط حسگرهای تصویر محدود می­شود، جزئیات تصویر (باندهای فرکانس بالا) نیز به دلیل تاری لنز (مرتبط با تابع نقطه گستر حسگر)، اثرات انحراف لنز، انکسار روزنه و تاری نوری با توجه به حرکت، محدود می­شوند. بنابراین روش سخت‌افزاری جهت رسیدن به تصاویری با کیفیت و وضوح بالاتر، بسیار پرهزینه و عملاً تا حدی غیر ممکن می‌باشد و معمولاً نمی‌توان از حد معینی، بدلیل محدودیت‌های تکنیکی موجود در تکنولوژی ساخت مدارات مجتمع، فراتر رفت. علاوه بر هزینه، وضوح یک دوربین نظارتی نیز به علت سرعت دوربین و سخت افزار ذخیره سازی محدود شده است. در بعضی موارد دیگر مانند تصاویر ماهواره­ای، استفاده از حسگرهای وضوح بالا به دلیل محدودیت‌های فیزیکی آن دشوار است.

استفاده از روش نرم‌افزاری، جهت پذیرش خرابی­های تصویر و استفاده از پردازش سیگنال در پس پردازش عکس­های گرفته شده، به منظور تعامل بین هزینه­های محاسباتی با هزینه­های سخت افزاری، مطرح می‌گردد. روش­های نرم افزاری از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه می‌باشد و امکان تولید تصویری با وضوح بالاتر توسط همان دوربین‌های تصویربرداری دیجیتالی کم وضوح را فراهم می­آورد.

یکی از تکنیک‌های مطرح شده در بعد نرم‌افزاری، جهت افزایش کیفیت تصویر چه از لحاظ تعداد پیکسل‌ها و چه از لحاظ کاهش مقدار نویز، تکنیک فراتفکیک پذیری (SR)^[1]می‌باشد. این تکنیک از لحاظ نامگذاری بدلیل آنکه قادر خواهیم بود از محدوده توانایی سیستم تصویر برداری فراتر رویم، فرا تفکیک پذیری نامیده می‌شود، و عمدتا به دو گروه روش­های مبتنی بر یادگیری و روش­های مبتنی بر بازسازی چند فریمی تقسیم می­شوند [4]. در روش­های مبتنی بر یادگیری، تنها از یک تصویر کم وضوح (LR)^[2] برای ایجاد تصویری با وضوح بالا (HR)^[3]  استفاده می­شود. این رویکرد، زیر گروهی از روش های یادگیری ماشین است. برخی از روش­های پیشنهادی در این حوزه در [10-4] آورده شده است. گروه بعدی، روش­های مبتنی بر بازسازی چندفریمی است که تمرکز ما در این پایان نامه بر روی این دسته از تکنیک­ها می­باشد.

در تکنیک‌های فراتفکیک­پذیری چند فریمی، تلفیق چندین تصویر با وضوح پائین­تر باعث تولید تصویر نهایی با وضوح بالاتر می‌گردد. این فرآیند موجب بازسازی اجزای فرکانس بالا و حذف خرابی­هایی که به علت تصویربرداری با دوربین کم وضوح ایجاد شده است، می­شود. ایده اصلی در تکنیک­های فراتفکیک پذیری چند فریمی، ترکیب اطلاعات غیر زائد موجود در فریم‌های کم وضوح برای تولید یک تصویر با وضوح بالا است [3]. روشی که به طور تنگاتنگ باSR  مرتبط است رویکرد درون‌یابی تصویر می­باشد، که می‌تواند برای افزایش اندازه تصویر مورد استفاده قرار گیرد. اما، از آنجا که هیچ اطلاعات اضافی ایجاد نمی­شود، کیفیت درون‌یابی تک تصویر با توجه به ماهیت بدحالت[4]  مسئله، بسیار محدود است، و اجزای فرکانسی از دست رفته را نمی­تواند بازیابی کند. اما در زمینه SR، مشاهدات متعدد کم­ وضوح برای بازسازی در دسترس هستند. اطلاعات غیر زائد موجود در این تصاویرکم وضوح، به طور معمول توسط جابجایی­های در حد کسری از واحد پیکسل، که بین این تصاویر اتفاق می­افتد، ایجاد می­شود. این جابجایی­های در حد کسری از واحد پیکسل ممکن است به دلیل حرکات غیر کنترل شده بین سیستم تصویربرداری و صحنه رخ دهد، به عنوان مثال، حرکت شی؛ و یا بعلت حرکات کنترل شده، مانند سیستم تصویربرداری ماهواره ای در مدار زمین که با سرعت و مسیر از پیش تعریف شده در حال حرکت است.

هر فریم کم وضوح، مشاهده اعوجاجی از صحنه واقعی است. فراتفکیک­پذیری تنها در صورتی که حرکت در حد کسری از واحد پیکسل بین این فریم وضوح پایین وجود داشته باشد، امکان پذیر است. شکل 1-2  نمودار ساده­ای از توصیف ایده اولیه بازسازی SR را نشان می­دهد. در فرآیند تصویربرداری، دوربین چندین فریم LR را از صحنهHR  ضبط می­کند. این تصاویر LR، نسبت به یکدیگر شیفت­های حد کسری از واحد پیکسل دارند و همچنین با نرخ پایین نمونه­برداری شده­اند. ساخت و ساز تکنیک­های SR چند فریمی، معکوس این فرآیند است؛ همترازی مشاهدات LR  در دقت کسری از پیکسل، و ترکیب آن‌ها به یک شبکه تصویر HR (درون‌یابی) که حاصل آن غلبه بر محدودیت­های تصویربرداری دوربین است.

اصول اولیه الگوریتم فراتفکیک­پذیری مبتنی بر حرکت را با آزمایش بسیار ساده­ای که در شکل 1-3 نشان داده شده، توضیح می­دهیم. مطابق شکل 1-3(الف)، صحنه متشکل از چهار پیکسل با وضوح بالا است. دوربین خیالی با حرکت کسری از پیکسل کنترل شده، متشکل از تنها یک پیکسل، قطاری از تصاویر را از این صحنه را ایجاد می­کند. شکل­های 1-3(ب)-(ه)، چگونگی ایجاد این تصاویر را نشان می­دهد. البته هیچ کدام از این تصاویر با کیفیت پایین نمی‌تواند جزئیات تصویر زمینه­ای را نشان دهد. با فرض این که تابع نقطه گستر (PSF)[1] دوربین خیالی (که پدیده­ی ماتی نوری در یک دوربین را مدل می­کند) یک تابع خطی شناخته شده است، و سطح خاکستری تمام پیکسل­ های مرزی صفر است، معادلات زیر، تصاویر کم وضوح تار شده را با نوع وضوح بالا مربوط با می­سازد.

که  و ، تصاویر کم وضوح ، X مقادیر سطح خاکستری پیکسل در تصویر با وضوح بالا،H عناصرPSF  مشخص و v نویز تصادفی اضافه شده ازCCD  به فریم‌های کیفیت پایین است. در مواردی که نویز اضافه شده کوچک باشد، با حل مجموعه معادلات خطی فوق، می­توان مقادیر پیکسل وضوح بالا را بدست آورد. متأسفانه، همان‌طور که در بخش بعد خواهیم دید، فرض ساده مطرح شده در بالا به ندرت در شرایط واقعی معتبر خواهد بود.

فراتفکیک ­پذیری در بسیاری از زمینه‌ها مطرح می‌شود، مانند:

– ویدیو نظارتی [12،13] : بزرگ نمایی منطقه مورد نظر (ROI) در ویدئو برای درک انسان (به عنوان مثال دیدن پلاک خودرو در ویدئو)، افزایش وضوح تشخیص هدف اتوماتیک (به عنوان مثال سعی به تشخیص چهره جنایتکار) .

– سنجش از راه دور [14] : چند عکس از یک منطقه گرفته می‌شود، و یک تصویر با وضوح بهبود یافته را می‌توان یافت.

– تصویربرداری پزشکی (CT، MRI، اولتراسوند و غیره) [18-15] : چند تصویر با وضوح محدود را می‌توان به دست آورد، و روش SR می‌تواند به منظور افزایش وضوح استفاده شود.

– تبدیل استاندارد­های ویدئویی، به عنوان مثال تبدیل سیگنال ویدیویی NTSC به سیگنال HDTV.

با این حال، خواهیم دید که فراتفکیک­پذیری، مسئله­ای با محاسبات پیچیده­ و بدحالت است. تمامی این موارد فراتفکیک­پذیری را به یکی از جذاب‌ترین زمینه­ های تحقیقاتی در پردازش تصویر تبدیل کرده­است.

برای دانلود پایان نامه اینجا را کلیک کنید.

لینک بالا اشتباه است

برای دانلود متن کامل اینجا کلیک کنید

       

:: بازدید از این مطلب : 619

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصیلات تکمیلی

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

مهندسی برق – مخابرات

عنوان:

کدهای کنترل خطا در سیستم های مخابراتی

برای رعایت حریم خصوصی اسامی استاد راهنما،استاد مشاور و نگارنده درج نمی شود

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چکیده:

در این پایان نامه کدهای کنترل خطای قالبی و کانولوشن و توربو و تاثیر نوع مدولاسیون در سیستم مخابراتی بر میزان کارایی این نوع کدها مورد بررسی قرار گرفته است. در این راستا در فصل اول به بیان اصول و کلیات سیستم های مخابراتی به همراه مبانی مورد نیاز کار با کدهای کنترل خطا پرداخته شده است. در این فصل انواع خطاها در سیستم های مخابراتی شامل خطاهای تصادفی و قطاری، روش های کنترل خطا شامل روش های تشخیص خطا و تصحیح خطا و مفاهیم پایه در بررسی سیستم های مخابراتی و کدهای منبع و کانال مورد بحث قرار گرفته اند. میدان های گاوانیز به عنوان یکی از مفاهیم بسیار مهم در کار با کدکننده های کنترل خطای باینری و غیر باینری در قسمت پیوسته مطرح شده و مورد بررسی قرار گرفته اند. در فصل دوم با عنوان کدهای کنترل خطای بلوکی و کانولوشن، به بیان دو دسته کلی کدهای قالبی و کدهای کانولوشن پرداخته شده است. در ابتدای این فصل رابطه میان قدرت تشخیص و تصحیح خطای کد کنترل خطای خطی با حداقل فاصله همینگ میان کلمات کد بیان و اثبات شده است. در ادامه فصل، کدهای بلوکی خطی، کدهای همینگ به عنوان دسته ای خاص از کدهای بلوکی خطی با قابلیت ساخت آسان، کدهای گردشی، کدهای BCH به عنوان دسته ای خاص از کدهای گردشی و کدهای کانولوشن مورد بحث قرار گرفته اند. همچنین در این بخش معیار singleton که معیاری برای تعیین حداکثر قدرت کد بلوکی در تشخیص یا تصحیح خطاست بیان شده و نیز روشی برای توسعه این کدکننده ها و افزایش قدرت تصحیح و تشخیص آنها مطرح گردیده است. در ادامه این بخش نحوه دیکد کردن کدهای بلوکی و کدهای گردشی نیز توصیف شده است. در فصل دوم، در بخش مربوط به کدکننده های کانولوشن، پس از معرفی ساختار کلی کدکننده، دیاگرام حالت این نوع کدکننده و روش رسم نمودار ترلیس برای این نوع کد مطرح شده است. از این مفاهیم در بخش های مختلف پایان نامه جهت بیان و بررسی سایر روابط مربوط به کدکننده های کانولوشن استفاده شده است. در ادامه فصل، پارامتر حداقل فاصله همینگ میان کلمات کد برای کد کننده های کانولوشن محاسبه شده است. در این قسمت برای محاسبه این پارامتر مفاهیم دیاگرام حالت توسعه یافته و بهبود داده شده مطرح شده اند. در ادامه این مبحث، در بخش مربوط به دیکدینگ کدکننده های کانولوشن، الگوریتم viterbi به عنوان کارامدترین روش دیکدینگ این نوع کدها توصیف شده است. در نهایت، در انتهای مبحث مربوط به کدکننده های کانولوشن روش پانچ کردن برای افزایش نرخ کد این نوع کدکننده مورد بررسی قرار گرفته است.

در فصل سوم کدکننده های توربو که در حالت پایه، از ترکیب کدکننده های کانولوشن به همراه یک درهم نه ساخته می شوند، مطرح شده و مورد بحث قرار گرفته اند. در این بخش پس از توصیف کدکننده های توربو، ساختار کلی کدکننده و دیکد کننده توربو بیان شده است. در این قسمت الگوریتم BCJR به عنوان یکی از روش های کارآمد در دیکدینگ توربو کدها توصیف شده است. در نهایت، در انتهای بخش مربوط به توربو کدها در فصل سوم، تاثیر خصوصیات بخش های مختلف سیستم مبتنی بر توربو کد بر کارایی این روش کنترل خطا بیان شده است.

در فصل چهارم به مقایسه و ارزیابی سیستم های کنترل خطا با شرایط گوناگون پرداخته شده است. در این فصل سیستم های تشخیص خطا و تصحیح خطا در دو حالت تصمیم گیری نرم و سخت با یکدیگر مقایسه شده اند. همچنین اثر نوع کدینگ کنترل خطا در کارایی سیستم در این فصل بررسی شده است.

در فصل پنجم اثر نوع مدولاسیون در کارایی کدهای کنترل خطا مطرح شده است. در این فصل کارایی کدهای کنترل خطای مختلف در سیستم هایی با مدولاسیون های BPAM و BPSK و BFSK در دو حالت مختلف تصمیم گیری نرم و سخت، محاسبه و با یکدیگر مقایسه شده است. در این فصل پس از بیان رابطه احتمال خطای مدولاسیون های BPAM و BPSK، کارایی کد کنترل خطا در دو حالت تصمیم گیری نرم و تصمیم گیری سخت محاسبه می شود. نشان داده خواهد شد که دو سیستم از نظر احتمال خطای نهایی در وضعیت کاملا یکسانی قرار گرفته اند. همچنین خواهیم دید که تصمیم گیری نرم، احتمال خطای کمتری را نسبت به تصمیم گیری سخت نتیجه می دهد. در ادامه فصل پنجم کارایی کد کنترل خطا در سیستمی با مدولاسیون BFSK یکبار در حالت تصمیم گیری سخت و بار دیگر در حالت تصمیم گیری نرم مورد بررسی قرار می گیرد. مشاهده می شود که کارایی سیستم BFSK از نقطه نظر احتمال خطای کلی سیستم، نسبت به سیستم BPAM و BPSK ضعیف تر است ولی از نظر تاثیر کد کنترل خطا در کاهش میزان احتمال خطای این سیستم ها، میزان کاهش احتمال خطا در همه سیستم های فوق یکسان است. در نهای، در فصل ششم به جمع بندی نتایج پنج فصل اول و مقایسه نهایی کارایی کدهای کنترل خطا در مدولاسیون های مختلف و بیان پیشنهاداتی در رابطه با اقدامات آتی پرداخته شده است.

مقدمه:

انتقال ایمن اطلاعات از طریق کانال های نویزی یکی از نیازهای اساسی سیستم های ارتباطی دیجیتال است. به دلیل همین نیاز، سیستم های ارتباطی مدرن به تکنیک های قدرتمند کدینگ کانال متوسل می شوند. در سیستم های عملی این متدهای کدینگ نه تنها باید دارای توانایی نسبتا خوبی در رابطه با تصحیح خطاهای ایجاد شده توسط کانال باشند بلکه باید قابل پیاده سازی توسط سیستم های دیجیتال نیز باشند. در این راستا در این پایان نامه به معرفی کدهای کنترل خطای بلوکی شامل کدهای بلوکی خطی، کدهای همینگ به عنوان دسته خاصی از کدهای بلوکی خطی، کدهای گردشی، کدهای BCH به عنوان دسته ای خاص از کدهای گردشی، کدهای کانولوشنال و کدکننده های توربو پرداخته شده است.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

لینک بالا اشتباه است

برای دانلود متن کامل اینجا کلیک کنید

       

:: بازدید از این مطلب : 513

انشگاه آزاد اسلامی

علوم تحقیقات واحد یزد

پایان‌نامه دوره کارشناسی ارشد در رشته برق(M. Sc)

گرایش: قدرت

عنوان:

تاثیر شیارهای استاتور و روتور بر پارامترهای الکتریکی ماشین (با اعمال خطای سیم پیچ سه فاز)

استاد راهنما:

دکتر سید امین سعید

استاد مشاور:

دکتر حمیدرضا اکبری

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست مطالب:

مقدمه……………………………….1

فصل اول کلیات تحقیق

1-1- مقدمه……………………………… 3

1-2- بررسی انواع تنشهای وارد شونده بر ماشین القایی…………… 3

1-2-1- تنشهای موثر در خرابی استاتور………………………………. 3

1-2-2- تنشهای موثر در خرابی روتور………………………………. 4

1-3 – بررسی عیوب اولیه در ماشین های القایی………………… 7

1-3-1- عیوب الکتریکی اولیه در ماشینهای القایی…………….. 8

1-3-2 عیوب مکانیکی اولیه در ماشینهای القایی…………….. 14

فصل دوم مبانی نظری و پیشینه تحقیق

1-2-مقدمه……………………………… 19

2-2-سابقه تحقیق……………………………… 19

3-2-مروری بر تحقیقات گذشته……………………………… 19

فصل سوم روش تحقیق

3-1-مقدمه……………………………… 24

3-1-1- اهمیت و مزایا…………………………….. 26

3-2 تئوری تابع سیم پیچی………………………………. 27

3-2-1 تعریف تابع سیم پیچ………………………………. 27

3-2-2- محاسبه اندوکتانسهای ماشین با استفاده از توابع سیم پیچ……….. 31

3-3- شبیه سازی ماشین القایی………………………………. 34

3-3-1- معادلات یک ماشین الکتریکی با m سیم پیچ استاتور و n سیم پیچ روتور……. 36

3-3-1-1- معادلات ولتاژ استاتور……………………………… 36

3-3-1-2- معادلات ولتاژ روتور……………………………… 37

2-3-1-3- محاسبه گشتاور الکترومغناطیسی……………………………… 38

3-3-1-4- معادلات موتور القای سه فاز قفس سنجابی در فضای حالت…………….. 39

3-4- نتایج شبیه سازی ماشین القایی سالم……………………………… 43

3-5- مدلسازی خطای حلقه به حلقه و خطای کلاف به کلاف…………… 45

3-6-نتایج شبیه سازی ماشین القایی در اثر خطای سیم پیچ در شیارهای استاتور…….. 48

فصل چهارم تجزیه و تحلیل یافته ها

4-1 مقدمه……………………………… 52

4-2- محاسبه ماتریس اندوکتانس……………………………… 53

4-3- محاسبه ماتریس اندوکتانس ……………………………….. 54

4-4- محاسبه ماتریس اندوکتانس …………………………………. 54

4-5 مدلسازی اثر شیار……………………………… 56

4-6- نتایج شبیه سازی ماشین القایی سالم…………………………. 58

7-4- نتایج شبیه سازی ماشین القایی در اثر خطای سیم پیچ در شیارهای استاتور……… 60

فصل پنجم نتیجه گیری و پیشنهادات

5-1 بحث و نتیجه گیری………………………………. 63

پیوست ها…………………………….. 64

منابع……………………………… 66

چکیده:

در این پایان نامه ابتدا عیوب الکتریکی و مکانیکی در ماشینهای الکتریکی بررسی گردیده و عوامل به وجود آورنده و روشهای رفع این عیوب بیان شده است. به دنبال آن، به کمک روش تابع سیم پیچی ماشین شبیه سازی و خطای مورد نظر یعنی خطای سیم بندی استاتور به آن اعمال و نتایج مورد بررسی قرار داده شده است. پارامتر اصلی که برای تشخیص خطا در این پایان نامه استفاده کرده ایم، جریان سه فاز استاتور در حالت سالم و خطادار، تحت بارگذاری های مختلف خواهد بود.

سپس اثر شیارهای استاتور و روتور بر رفنار ماشین القایی با تابع فاصله هوای معکوس به شکل واقعی خود مورد استفاده قرار میگیرد. سپس چگونگی اعمال اثر شیارهای استاتور و روتور در روش تابع سیم پیچ بیان شده و نحوی محاسبه ماتریسهای اندوکتانس خودی و متقابل استاتور و روتورو ماتریسهای مشتق اندوکتانس با وجود شیارهای استاتور و روتور در چهار حالت مورد بررسی قرار می­گیرد. سپس اعمال خطای سیم بندی استاتور بااثر شیارهای استاتور و روتور مورد بررسی قرار می­گیرد و در نهایت نتایج بدست آمده با هم مقایسه می­شود.

با توجه به مطالب اشاره شده نتیجه می شود که با تشخیص به موقع هر کدام از عیوب اوّلیه در ماشین القایی می توان از پدید آمدن حوادث ثانویّه که منجر به وارد آمدن خسارات سنگین می گردد، جلوگیری نمود. در این راستا سعی شده است که با تحلیل، بررسی و تشخیص یکی از این نمونه خطاها، خطای سیم بندی استاتور یک موتور القایی قفس سنجابی، گامی موثر در پیاده سازی نظام تعمیراتی پیشگویی کننده برداشته شود و با بکارگیری سیستم های مراقبت وضعیت بروی چنین ماشینهایی از وارد آمدن خسارات سنگین بر صنایع و منابع ملی جلوگیری گردد.

مقدمه:

موتورهای  الکتریکی نقش مهمی را در راه اندازی موثر ماشینها و پروسه های صنعتی ایفا می کنند. بخصوص موتورهای القایی قفس سنجابی را که بعنوان اسب کاری صنعت می شناسند. بنابراین تشخیص خطاهای این موتورها می تواند فواید اقتصادی فراوانی در پی داشته باشد. از جمله مدیریت کارخانه های صنعتی را آسان می کند، سطح اطمینان سیستم را بالا می برد، هزینه تعمیر و نگهداری پایین می آید و نسبت هزینه به سود بطور قابل توجهی کاهش می یابد.

Bonnett وSouk up برای خرابیهای استاتور موتورهای القایی سه فاز قفس سنجابی، پنج حالت خرابی مطرح کرده­اند که عبارت اند از: حلقه به حلقه، کلاف به کلاف، قطع فاز، فاز به فاز و کلاف به زمین[1]. برای موتورهای قفس سنجابی، خرابیهای سیم پیچی استاتور و یاتاقانها   کل خرابیها به حساب می آیند و همچنین اکثر خرابیهای سیم پیچی استاتور موتور القایی از فروپاشی عایقی حلقه به حلقه ناشی می شود.[2] برخی از محققین خرابیهای موتور را چنین تقسیم بندی کرده اند: خرابی  ساچمه ها ( یاتاقانها) %40-50، خرابی عایق استاتور %30-40 و خرابی قفسه روتور %5- 10 [3] که اگر خرابی حلقه به حلقه جلوگیری نشود، منجر به خطای فاز به زمین یا فاز به فاز می گردد، که خطای فاز به زمین شدید تر است. در مقالات[4] [5] نظریه تابع سیم پیچی و کاربرد آن در آنالیز گذرای موتورهای القایی تحت خطا شرح داده شده است. از این نظریه در مدلسازی خطای حلقه به حلقه استاتور استفاده شده است. علاوه بر روشهای فوق خطای استاتور موتور القایی را می توان به کمک بردارهای فضایی مورد مطالعه قرار داد[6].

فصل اول: کلیات تحقیق

1-1- مقدمه

خرابیهای یک موتور قفس سنجابی را می توان به دو دسته الکتریکی و مکانیکی تقسیم ‌کرد.هر کدام از این خرابیها در اثر عوامل و تنش های متعددی ایجاد می گردند. این تنشها در حالت کلی بصورت حرارتی، مغناطیسی، دینامیکی، مکانیکی و یا محیطی می باشند که در قسمت های مختلف ماشین مانند محور، بلبرینگ، سیم پیچی استاتور ، ورقه های هسته روتور واستاتور و قفسه روتور خرابی ایجاد می­کنند. اکثر این خرابیها در اثر عدم بکارگیری ماشین مناسب در شرایط کاری مورد نظر، عدم هماهنگی بین طراح و کاربر و استفاده نامناسب از ماشین پدید می­آید. در این قسمت سعی گردیده است ابتدا انواع تنشهای وارده بر ماشین، عوامل پدید آمدن و اثرات آنها بررسی گردد.

قبل از بررسی انواع تنشهای وارده بر ماشین القایی بایستی موارد زیر در نظر گرفته شود:

1- با مشخص کردن شرایط کار ماشین می توان تنشهای حرارتی، مکانیکی و دینامیکی را پیش بینی نمود و ماشین مناسب با آن شرایط را انتخاب کرد. به عنوان مثال ، سیکل کاری ماشین و نوع بار آن ، تعداد دفعات خاموش و روشن کردن و فاصله زمانی بین آنها ، از عواملی هستند که تاثیر مستقیم در پدید آمدن تنشهای وارده بر ماشین خواهند داشت.

2- وضعیت شبکه تغذیه ماشین از لحاظ افت ولتاژ در حالت دائمی و شرایط راه اندازی و میزان هارمونیکهای شبکه هم در پدید آمدن نوع تنش و در نتیجه پدید آمدن خرابی در ماشین موثر خواهند بود.

برای دانلود پایان نامه اینجا را کلیک کنید.

لینک بالا اشتباه است

برای دانلود متن کامل اینجا کلیک کنید

       

:: بازدید از این مطلب : 659

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد اهـــر

پایان نامه کارشناسی ارشد

عنوان:

بازآرایی وتخصیص بهینه خازن در شبکه های توزیع در جهت  به حداقل رسانی  تلفات انرژی

نام و نام خانوادگی استاد راهنما: 

وحید بهجت

نام و نام خانوادگی استاد مشاور:

علی عجمی اسفنگره

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

پرسش اصلی تحقیق (مسأله تحقیق):

نکتۀ آغازین هر کار تحقیقی، سؤالی است که ذهن را مشغول و پژوهشگر را وادار به تأمّل و اندیشیدن می‌کند.

بهبود ولتاژ و کاهش تلفات شبکه های توزیع ، از جمله مسائل مهم مورد توجه شرکت های توزیع است. اولین و مهم ترین سؤال این پژوهش این است:  بازآرایی و اختصاص بهینه خازن در سیستم های توزیع انرژی برق تا چه اندازه در بهبود و کاهش تلفات و هزینه ها و تامین انژی قابل اطمینان در شبکه های توزیع  نقش دارند؟و مزایای این روش نسبت به روش های دیگر چه می باشد؟

ب-  بیان مساله اساسی تحقیق به طور کلی (شامل تشریح مسأله و معرفی آن، بیان جنبه‌های مجهول و مبهم، بیان متغیرهای مربوطه و منظور از تحقیق):

سیستم توزیع انرژی  ارتباط بین سیستم انتقال و مصرف کننده نهایی را برقرار می سازد.و نزدیکترین بخش سیستم قدرت به مصرف کننده می باشد.بطور کلی پایین بودن سطح ولتاژ  و در نتیجه بالاتر بودن جریان در این سیستم ها نسبت به سیستم های انتقال ، داشتن ساختار شعاعی و گسترش پیچیدگی آنها ، تلفات الکتریکی یکی ازمشکلات آنها محسوب می شود.

امروزه کاهش تلفات و بهبود پروفیل ولتاژ شبکه های توزیع  مهمترین اولویت در طراحی وبهره برداری شبکه های برق کشور ها می باشد.جهت کاهش تلفات در سیستم های توزیع تدابیری اندیشه شده است که از آن جمله  می توان به موارد زیر اشاره نمود:

  –  خازن گذاری در شبکه

   –  بالابردن سطح ولتا‍ژ

   –  مدیریت بار ترانسفورماتورهای توزیع

    –  اصلاح و نوسازی در شبکه

   –   تجدید پیکربندی شبکه های توزیع

خازن ها برای تامین توان راکتیو جهت حداقل کردن تلفات و بهبود پروفیل ولتاژ مورد استفاده قرار می گیرد.

با خازن گذاری ، توان راکتیومورد نیاز توسط خازن ها تولید می شود و به این طریق توان عبوری از خطوط کاهش می یابد و در نتیجه تلفات راکتیو و تلفات کل سیستم کاهش می یاید.از آنجایی که تمامی راه حل های ذکر شده مستلزم صرف وقت و هزینه زیا د است ،لذا اقتصادی ترین و سریع ترین راه حلی که امکان برطرف نمودن مشکلات مطرح شده را در اکثر موارد فراهم می آورد و نیز باعث استفاده حداکثر و بهینه از امکانات موجود می گردد،تجدید پیکربندی یا بازآرایی شبکه های توزیع جهت کاهش تلفات ،درصورت امکان است.

روش باز آرایی شبکه های توزیع  نیازی به نصب و راه اندازی وسائل جدید در شبکه ندارد و با همان وسائل و کلیدهای موجود به صورتی ساده و کم هزینه تلفات را کاهش میدهد.معمولاً در هر شبکه توزیع تعدادی کلید حالت عادی باز و تعدادی کلید حالت عادی بسته وجود دارد با بستن بعضی از کلیدهای باز و باز کردن همان تعداد کلید بسته، می توان مسیر پخش توان در شبکه توزیع را به گونه ای تغییر داد که تلفات سیستم کاهش یابد

بازآرایی در شبکه های توزیع در واقع تغییر توپولوژی شبکه است.که باحفظ ساختار شعاعی شبکه به منظور بهبود وضعیت سیستم صورت می گیرد .که با تغییر مناسب وضعیت کلید های سیستم می توان به آن هدف رسید.یعنی: تجدید پیکربندی یا بازآرایی شبکه توزیع به منظور کم کردن تلفات عبارت است از،تغییر ساختار و وضعیت کلید های شبکه توزیع بگونه ای که تلفات توان در شبکه کم شود ، و ثانیأ ساختار شعاعی شبکه حفظ گردد ،که این امر با تغییرمناسب در وضعیت کلید های سیستم تحقیق می یابد.در این پایان نامه بکار گیری ترکیبی و همزمان بازآرایی و خازن گذاری بهینه مد نظر است که با استفاده از این روش می توانیم به نتایج مطلوبتری دست یابیم.

با توجه به گسترش شبکه های توزیع و پیچیده شدن ارتباطات در این شبکه ها استفاده از تکیک های هوشمند اجتناب ناپذیر است .در این پایان نامه از الگوریتم ژنتیک به منظور جایابی بهینه خازن ها و  یافتن کلید هایی که با تغییر وضعیت آنها (باز/بسته بودن)بازآرایی بهینه انجام گیرد استفاده شده است.

منظور از این تحقیق عبارت است از:

الف- بکار گیری  بازآرایی و جایابی بهینه خازن می توانند بطور چشم گیری به کاهش تلفات در شبکه های توزیع کمک کنند.

ب- استفاده از متد های هوشمند همچون الگوریتم ژنتیک جهت دست یابی به بهینه ترین نتایج .

ج- کاهش تلفات و هزینه ها،  بهبود پروفیل ولتاژ ، ضریب توان و پایداری سیستم.

ج- مرور ادبیات و سوابق مربوطه (بیان مختصر پیشینه تحقیقات انجام شده در داخل و خارج کشور پیرامون موضوع تحقیق و نتایج آن‌ها و مرور ادبیات و چارچوب نظری تحقیق):

در داخل و خارج کشور تحقیقات در مورد بازآرایی و خازن گذاری به صورت مجزا و با استفاده از متد های هوشمندی چون الگوریتم ژنیگ ، الگوریتم کلونی مورچه ها و PSO   و …. صورت گرفته  است  ولی   هدف اصلی از ارائه این پایان نامه بکارگیری بازآرایی و خازن گذاری در ترکیب های مختلف و بطور همزمان با رعایت محدودیت موجود در شبکه  با استفاده از روش های نوین و الگوریتم های هوشمند همچون الگوریتم ژنتیک می باشد.آمار و گزارش ها نشان می دهد که دلیل عمده کاهش ولتاژ و افزایش تلفات ، مکان غیر بهینه ای است که برای نصب سکسیونرو خازن در سیستم های توزیع در نظر گرفته می شود.مساله کاهش تلفات و بهبود کارایی تحویل انرژی الکتریکی سیستم قدرت عمدتأ به بخش توزیع الکتریکی بر می گردد.وضعیت سکسیونر ها و مکان بهینه خازن ها به تنهایی ، نقش مهمی در بهبود پروفیل ولتاژ و کاهش تلفات سیستم ایفا می کنند.از این رو تعداد ، مکان و وضعیت آنها باید بطور هوشمندانه و مناسبی تعیین شوند.الگوریتم ها و روش های متعددی برای تعیین تعداد و مکان بهینه سکسیونر در شبکه توزیع هوایی ارائه شده است.در سال 1989 برای اولین بار آقایان M.Baran و F.Wu در روش پیشنهادی خود تعویض شاخه را برای آرایش بهینه مطرح کردند. در این روش ابتدا کلیه کلیدهای باز بسته شده سپس جستجو جهت یافتن حلقه ای که بیشترین تلفات را ایجاد می کند انجام می گیرد. در حلقه منتخب شاخه ای که بیشترین تلفات را ایجاد کند باز می شود. به همین ترتیب تا آخرین حلقه برنامه اجرا می شود.

برای دانلود پایان نامه اینجا را کلیک کنید.

لینک بالا اشتباه است

برای دانلود متن کامل اینجا کلیک کنید

       

:: بازدید از این مطلب : 562

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصیلات تکمیلی

“M.Sc” پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

مهندسی برق – قدرت

عنوان:

هماهنگی بهینه رله های حفاظتی جریان زیاد در شبکه های توزیع با حضور تولیدات پراکنده

برای رعایت حریم خصوصی اسامی استاد راهنما،استاد مشاور و نگارنده درج نمی شود

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چکیده

تجهیزات حفاظتی به عنوان یکی از مهمترین تجهیزات ثانویه سیستم های قدرت، نقش زیادی در کارکرد و بهره برداری از سیستم های قدرت دارند. رله های جریان زیاد یکی از مهمترین تجهیزات حفاظتی به شمار می آیند. به منظور افزایش قابلیت اطمینان سیستم قدرت و حداقل سازی قطع بار در شرایط غیر عادی و وقوع خطا، رله های جریان زیاد با یکدیگر هماهنگ می شوند. برای حداقل ساختن آسیب و استرس به تجهیزات، حفاظت باید با سرعت بهینه صورت گیرد و لذا هماهنگی رله ها بهینه باشد.

توسعه تولیدات پراکنده و تکنولوژی های مدرن در تجهیزات سیستم توزیع، پژوهش های جدیدی در مطالعات سیستم های توزیع بوجود آورده است. ورود تولیدات پراکنده به سیستم های قدرت بخصوص در سطح توزیع، بطور قابل توجهی باعث تغییر مشخصات جریان های خطا می گردد. این تغییرات می تواند باعث دگرگونی طرح های حفاظتی و هماهنگی رله های جریان زیاد شود.

هدف این پایان نامه، آنالیز تغییرات سیست مهای توزیع در حوزه حفاظت در حضور تولیدات پراکنده، تحقیق در مورد الگوهای هماهنگی در حضور DG و انتخاب روشی مناسب برای هماهنگی بهینه در حضور این منابع تولید می باشد. در ابتدا تأثیرات تولیدات پراکنده بر روی طراحی سیستم حفاظت توزیع بررسی شده و تأثیرات سوء حاصل از قرار دادن تولیدات پراکنده بر روی حفاظت این شبکه ها ارائه می شود. سپس راهکارهایی برای بازگرداندن یا حفظ حفاظت مناسب شبکه توزیع در شرایط جدید (در حضور تولید پراکنده) بیان می شود. از بین راهکارهای موجود، راهکار بکارگیری محدود کننده جریان خطا (FCL) انتخاب شده است. این راهکار بر روی شبکه نمونه تست 30 باسه اصلاح شده IEEE پیاده سازی گشته است. در انتها نتایج ذکر گردیده و پیشنهاداتی برای تحقیقات آینده در راستای حفاظت مناسب شبکه های توزیع با حضور تولیدات پراکنده ارائه می گردد.

مقدمه

بروز خطا در شبکه های قدرت موجب جاری شدن جریان های شدیدی می گردد که برای تجهیزات شبکه بسیار مخرب بوده و امنیت شبکه را تهدید می کند. این خطاها در شبکه های توزیع می تواند صدمات بسیار زیادی وارد نماید. اکنون که بحث افزایش قابلیت اطمینان برق رسانی به مشترکین مطرح می باشد، مباحثی همچون حلقوی و یا حتی مش کردن شبکه های توزیع در سطح 20 کیلو ولت یا 63 کیلو ولت با اهمیت شده است. حفاظت شبکه های حلقوی با شبکه های شعاعی متفاوت می باشد.

امروزه کاربرد تولیدات پراکنده در شبکه های توزیع اهمیت بسیار زیادی یافته است. تولیدات پراکنده بر شبکه های توزیع تأثیرات متعددی م یگذارند که بعضی از آنها در جهت بهبود عملکرد و بعضی در جهت بدتر شدن عملکرد می باشد. در مورد حفاظت، تأثیرات تولیدات پراکنده معمولاً در جهت بدتر شدن عملکرد می باشد. توزیع انرژی و برق رسانی در ساختارهای حلقوی و افزودن تولیدات پراکنده می بایست بر حفاظت سیستم های توزیع مورد بررسی قرار گرفته و راهکارهای مناسب پیاده سازی گردند.

در این رساله، در فصل اول اهمیت موضوع و اهداف و انگیزه ها ذکر شده و پیشینه تحقیقات در این حوزه مورد بررسی قرار می گیرد. در فصل دوم، مسأله هماهنگی حفاظتی سیستم های توزیع و هماهنگی بهینه سیستم های توزیع و جنبه های مختلف آن مطرح می گردد. در فصل سوم با بررسی تأثیرات تولیدات پراکنده بر روی حفاظت شبکه های توزیع با توجه به راهکارهای موجود طرح مناسبی برای هماهنگی رله های حفاظتی در حضور تولیدات پراکنده مطرح می گردد. در فصل چهارم، با نمایش تأثیرات تولیدات پراکنده بر روی هماهنگی حفاظتی یک شبکه توزیع نمونه، طرح هماهنگی بهینه در حضور تولیدات پراکنده، پیاده سازی می گردد. در نهایت، در فصل پنجم، نتایج کار بطور خلاصه ارائه شده و پیشنهاداتی جهت ادامه کار ارائه می گردند.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

لینک بالا اشتباه است

برای دانلود متن کامل اینجا کلیک کنید

       

:: بازدید از این مطلب : 488

دانشگاه صنعتی امیرکبیر
(پلی تکنیک تهران)

دانشکده مهندسی برق

پایان‌نامه کارشناسی ارشد

گرایش راه‌آهن برقی

عنوان:

بهینه‌سازی همزمان مصرف انرژی و عملکرد قطار در سیستم‌های راه‌آهن برقی

اساتید راهنما:

دکتر احمد افشار

دکتر امیرابوالفضل صورتگر

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست مطالب:

1. فصل اول مقدمه………………………….. 1

2 فصل دوم مروری بر سیستم‌های تراکشن راه‌آهن………………………….. 5

2‌.1‌    سیستم‌های تراکشن الکتریکی………………………….. 6

2‌.1‌.1‌ محرکه موتور DC…………………………..

2‌.1‌.2‌ محرکه موتور AC…………………………..

2‌.2‌    تراکشن دیزل الکتریک…………………………… 12

2‌.3‌    تراکشن هیبریدی………………………….. 13

3 فصل سوم مروری بر روش‌های بهینه‌سازی………………………….. 15

3‌.1‌    بهینه‌سازی یک‌هدفه…………………………. 16

3‌.2‌    مفاهیم بنیادی در بهینه‌سازی چند‌هدفه…………………………. 17

3‌.3‌    جستجو و تصمیم‌گیری………………………….. 21

3‌.4‌    مروری بر روش‌های مرسوم در بهینه‌سازی چند‌هدفه……………… 22

3‌.4‌.1‌ روش مجموع وزن‌دار………………………… 22

3‌.4‌.2‌ روش مقیدسازی ε………………………….

3‌.5‌    الگوریتم‌های تکاملی در بهینه‌سازی یک‌هدفه و چند‌هدفه……………. 24

3‌.5‌.1‌ الگوریتم بهینه‌سازی تکاملی یک‌هدفه Krill Herds………………………..

3‌.5‌.2‌ جستجوی چند‌هدفه…………………………. 32

3.5.3 الگوریتم بهینه‌سازی چندهدفه تکاملی NSGA-II………………………….

4.5.3 الگوریتم بهینه‌سازی چندهدفه تکاملی MOPSO…………………………..

4 فصل چهارم مدل‌سازی حرکت قطار و توان تراکشن………………………….. 44

4‌.1‌    فیزیک حرکت وسایل نقلیه…………………………. 45

4‌.1‌.1‌ آشنایی کلی…………………………. 45

4‌.1‌.2‌ کشش سطحی…………………………. 46

4‌.1‌.3 مقاومت قطار………………………… 48

4‌.1‌.4‌ جرم موثر…………………………. 48

4‌.1‌.5‌ معادله عمومی حرکت وسیله نقلیه…………………………. 49

4‌.2‌    مدل‌سازی و  شبیه‌سازی………………………….. 49

4‌.2‌.1‌ سوییچ وضعیت وسایل نقلیه…………………………. 50

4‌.2‌.2‌ ورودی‌های عملیاتی…………………………. 52

4‌.2‌.3‌ شبیه‌ساز حرکت قطار …………………………57

4‌.3‌    معادلات حالت و توابع هدف………………………….. 58

5 فصل پنجم بهینه‌سازی تراژکتوری سرعت قطار……………………. 61

5‌.1‌    اصل بخش‌بندی مسیر و گراف سرعت…………………………… 63

5‌.2‌    ارائه یک استراتژی رانندگی کارآمد…………………………. 63

5‌.2‌.1‌ ساخت تراژکتوری سرعت………………………….. 63

5‌.2‌.2‌ تعیین شاخص کنترل با ضریب آسایش مسافرین………………….. 65

5‌.3‌    پیاده‌سازی الگوریتم بهینه‌سازی چندهدفه NSGA-II روی مساله مورد نظر…….. 68

5‌.3‌.1‌ تعیین جمعیت اولیه…………………………. 68

5‌.3‌.2‌ ابتکار در هدایت فرآیند جستجو…………………………. 69

5‌.3‌.3‌ تعیین برازندگی اعضای فرآیند بهینه‌سازی………………………… 69

5‌.4‌    پیاده‌سازی الگوریتم بهینه‌سازی چندهدفه MOPSO روی مساله مورد نظر…………. 71

5.5‌    پیاده‌سازی الگوریتم بهینه‌سازی یک‌هدفه KH روی مساله مورد نظر……………… 72

5‌.6‌    بیانی از مقاوم بودن در روش‌های بهینه‌سازی تکاملی…………………… 72

5‌.6‌.1‌ مقاوم بودن در بهینه‌سازی یک‌هدفه…………………………. 73

5‌.6‌.2‌ مقاوم بودن در بهینه‌سازی چند‌هدفه تکاملی…………………………. 74

5‌.7‌    مورد مطالعاتی………………………….. 75

5‌.8‌    نتایج شبیه‌سازی و مقایسه…………………………. 76

5‌.8‌.1‌ نتایج حاصل از اعمال الگوریتم NSGA-II………………………….

5‌.8‌.2‌ نتایج حاصل از اعمال الگوریتم MOPSO…………………………..

5‌.8‌.3‌ نتایج حاصل از اعمال الگوریتم KH…………………………..

5‌.8‌.4‌ تراژکتوری‌های سرعت بهینه…………………………. 81

5‌.9‌    مقایسه نتایج با یک مرجع…………………………. 85

5‌.10‌  ارائه یک شیوه برای استفاده از روش‌های پیشنهادی………………. 87

6 فصل ششم بهبود کارایی سیستم تراکشن الکتریکی بوسیله کاهش عدم تعادل جریان و همزمان تامین توان راکتیو مورد نیاز………89

6‌.1‌    ساختار کلی یک سیستم 2×25 کیلو ولت AC اتوترانسفورماتوری……………….. 90

6‌.2‌    عیب یابی سیستم و ارائه راه‌حل………………………….. 91

6‌.3‌    اجرای SVC………………………….

6‌.4‌    متعادل‌سازی جریان بار………………………… 93

6‌.5‌    جبران‌سازی توان راکتیو…………………………. 94

6‌.6‌     تعریف مساله…………………………. 95

6‌.7‌    فرآیند بهینه‌سازی………………………….. 95

6‌.8‌    نتایج و بررسی………………………….. 96

7فصل هفتم نتیجه‌گیری و پیشنهادات…………………………… 102

منابع و مراجع………………………….. 104

پیوست‌ها………………………… 110

چکیده:

امروزه با توسعه سریع سیستم‌های حمل و نقل ریلی درون شهری و برون شهری، تقاضای انرژی مصرفی و همچنین کیفیت سرویس دهی مطلوب‌تر افزایش یافته است. رقابت در این عرصه می‌تواند  در نحوه اجرای یک سفر بهینه با اهداف حداقل تاخیر زمانی سفر و حداقل انرژی مصرفی شکل بگیرد. در این پایان‌نامه چگونگی حصول یک سفر کارآمد توسط یک قطار، تحت قیود پروفیل مسیر و حدود سرعت مورد بررسی قرار گرفته است. در این راستا، روش‌های بهینه‌سازی چند‌هدفه تکاملی NSGA-II و MOPSO و همچنین روش بهینه‌سازی تکاملی یک‌هدفه Krill Herds، برای تولید یک تراژکتوری سرعت با حداقل انرژی مصرفی، حداقل تاخیر زمانی سفر و همچنین با تامین آسایش مسافرین، مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج به ازای یک زمان سفر معین 1200 ثانیه‌ای نشان داد که تراژکتوری سرعت تعیین شده توسط NSGA-II دارای بهترین عملکرد و کمترین انرژی مصرفی نسبت به دو الگوریتم دیگر است. همچنین جبهه‌های پارتو منتجه به ازای تعداد اعضا و تکرار یکسان نشان داد که در زمان‌های سفر کوتاهتر از حدود 1100 ثانیه و طولانی‌تر از 1500 ثانیه، MOPSO می‌تواند دارای نتایج مطلوب‌تری باشد.

با توسعه شبکه های الکتریکی حتی در نواحی بین شهری، بیشتر سیستم‌های تراکشن راه‌آهن امروزی از انرژی الکتریکی استفاده می‌کنند. در این پایان‌نامه یک سیستم تراکشن راه‌آهن 2×25 کیلو ولت AC 50 هرتز مورد بررسی قرار گرفته و برای چند مورد از مشکلات اساسی این سیستم نظیر عدم تعادل حدود 11 درصد در جریان بار و همچنین مصرف توان راکتیو بالا، یک SVC هوشمند پیشنهاد شده است. این SVC قادر است بصورت زمان واقعی و توسط الگوریتم بهینه‌سازی چند‌هدفه NSGA-II، میزان عدم تعادل جریان بار را به 98/0 درصد تقلیل داده و همچنین همزمان توان راکتیو مورد نیاز سیستم را نیز تامین کند.

فصل اول: مقدمه

با افزایش جمعیت و بالا رفتن هزینه‌های حمل‌ونقل در بیشتر کشورهای جهان، سیستم راه‌آهن شهری هنوز به عنوان یک سیستم حمل‌ونقل برتر شناخته می‌شود. علت این برتری می‌تواند  ناشی از اطمینان بالا و تاثیر زیاد این سیستم بر بهبود ترافیک شهری باشد.  جستجوی روش‌های کنترل بهینه برای قطارها بطوری‌که استفاده از منابع انرژی را حداقل کند یکی از مسائل مهم روز در زمینه مهندسی راه‌آهن به شمار می‌رود. در صنعت راه‌آهن دو راهکار کلی می‌تواند  برای بهبود انرژی مصرفی ارائه گردد، یکی بهبود تکنولوژی ساخت سیستم تراکشن راه‌آهن و دیگری تغییر در روند عملیاتی قطار است. توسعه تکنولوژی قطار می‌تواند شامل مواردی نظیر کاهش جرم قطار [1]، طراحی پیشرفته سطوح قطار به منظور کاهش مقاومت آیرودینامیکی [2] و یا افزودن تجهیزاتی به منظور بهبود بهره‌وری انرژی مطلوب‌تر باشد. برای تغییر در روند عملیاتی قطار می‌توان از شیوه عملکرد راهبر قطار [3,4] و یا طراحی جدول زمانی مناسب [5] یاد کرد که می‌تواند سریعتر و با هزینه پایین‌تری اجرا شود.

در دهه‌های اخیر روش‌های گوناگونی نظیر کنترل فازی [6]، کنترل دنده خلاص [7] و روش‌های بهینه‌سازی تکاملی به منظور بهبود عملکرد و کارایی انرژی قطار ارائه شده‌اند. لیکزینگ یانگ[1] و همکارانش روی یک مدل ریاضی به منظور جستجوی حرکات بهینه قطار با مسیر و زمان پیمایش از پیش تعیین شده و با هدف بهینه‌سازی مصرف انرژی و زمان سیر قطار با استفاده از استراتژی کنترل دنده خلاص تحقیق کرده‌اند [8]. شاوفنگ لو[2] و همکارانش پتانسیل اعمال استراتژی‌های مدیریت توان پیشرفته برای یک قطار DMU[3] را با استفاده از روش DP[4] مورد ارزیابی قرار داده اند و در نهایت کاهش هزینه سوخت حدود  هفت درصد را در مقایسه با زمانی که موتورها به طور همزمان عمل می‌کردند، نتیجه داده است [9].

مطالعات متعددی در مورد نحوه تعیین یک تراژکتوری سرعت بهینه انجام شده است که می‌توان محور این مطالعات را به دو دسته کلی تقسیم نمود: کنترل دنده خلاص و کنترل سراسری. کنترل دنده خلاص برای بهبود کارایی انرژی یک قطار در شرایط دنده خلاص مورد استفاده قرار می‌گیرد. مثلاً تعیین نقاط خاصی که اگر موتورهای تراکشن در آن نقاط هیچ گشتاوری تولید نکنند، می‌تواند مسیر سرعت بهینه را تضمین کند [7,8,10,11]. عموماً روش‌های  بهینه‌سازی غیر قطعی از جمله الگوریتم ژنتیک‌ برای این نوع مطالعه استفاده می‌شوند [10]. در [11] یک الگوریتم ژنتیک بهینه‌سازی دو سطحی ارائه شده است به‌طوری‌که در گام اول نقاط دنده‌خلاص را برای عملکرد قطار شهری با هدف حداقل‌سازی انرژی مصرفی تعیین کرده و سپس در گام دوم یک مدل بهینه از تنظیم زمان بازیابی سفر بین ایستگاهی قطار با کاهش بیشتر در انرژی مصرفی ارائه می‌دهد. به گفته آقای دینگ یونگ[5] با استفاده از الگوریتم دو سطحی می‌توان به اندازه 09/16 درصد در انرژی مصرفی در مقایسه با روش مرسوم صرفه‌جویی کرد. دسته دوم یعنی کنترل سراسری از کل سیگنال‌های کنترلی ممکن استفاده می‌کند [12-14]. به علت طبیعت عمومی روش‌های کنترل سراسری، الگوریتم‌های استفاده شده عموماً از لحاظ محاسباتی بسیار پیچیده هستند. در این مورد یک استراتژی کنترل سراسری عملی به گونه‌ای ارائه می‌گردد، که بتواند با استفاده از توالی‌های کنترلی مناسب، تراژکتوری‌های سرعت قطار با مصرف انرژی کارآمد را شناسایی کند. لیو و گلوویچر[6]  یک راه‌حل تحلیلی برای محاسبه پارامترهای کنترل بهینه ارائه داده‌اند به‌طوری‌که قطار را از یک نقطه به نقطه دیگر در یک زمان معین با حداقل انرژی مصرفی هدایت کند [12]. در [14] نیز یک روش کلی مبتنی بر استفاده یک‌پارچه از  شبیه‌ساز ترافیک و یک کد بهینه‌سازی سیمپلکس ارائه شده است که به طور اتوماتیک پارامترهای بهینه نظیر نرخ شتابگیری، نرخ کاهش شتاب و نرخ سرعت کروز را با معیار حداقل مصرف انرژی تعیین می‌کند. شاوفنگ لو ]15[ با استفاده از سه روش GA، ACO و DP روی یک گراف سرعت، تراژکتوری‌های بهینه سرعت را تحت قیود زمانی سفر و حدود سرعت بصورت آفلاین تولید کرده است و در نهایت اثبات کرده است که تراژکتوری سرعت بدست‌آمده توسط روش DP از لحاظ عملکرد و انرژی مصرفی مطلوب‌تر است.

در این پایان‌نامه، هدف، تولید تراژکتوری‌های سرعت بهینه است به گونه‌ای که تحت قیود حاکم بر مساله، همزمان هم از لحاظ انرژی مصرفی بهینه باشد و هم اینکه تحت این تراژکتوری سرعت، قطار با حداقل تاخیر زمانی سفر ممکن و با تامین آسایش مسافرین به مقصد مورد نظر برسد. دو الگوریتم  بهینه‌سازی چند‌هدفه NSGA-II ، MOPSO و الگوریتم بهینه‌سازی یک‌هدفه KH برای تحقق تراژکتوری سرعت قطار بهینه بکار گرفته شده‌اند. در ادامه، کارایی الکتریکی یک سیستم تراکشن راه‌آهن 2×25 کیلو ولت AC 50 هرتز مورد بررسی قرار گرفته، برخی از مشکلات اساسی این سیستم تعیین شده و راه‌حلی جهت رفع این مشکلات ارائه می‌گردد.

برای دانلود پایان نامه اینجا را کلیک کنید.

لینک بالا اشتباه است

برای دانلود متن کامل اینجا کلیک کنید

       

:: بازدید از این مطلب : 640