شکل(۴-۴) :ساختار اصلی سیستم فازی TSK…………………………………………………………………………………….53

شکل(۴-۵) :ساختار اصلی یک سیستم فازی با فازی ساز و غیر فازی ساز……………………………………………..۵۴

شکل(۴-۶) : تابع عضویت μ را برحسب e(t) نشان می‌دهد. ……………………………………………………………..۵۵

شکل(۴-۷): نمایش گرافیکی غیر فازی ساز مرکز ثقل…………………………………………………………………………..۵۷

شکل(۴-۸) :نمایش گرافیکی غیر فازی ساز میانگین مراکز…………………………………………………………………….۵۷

فصل پنجم
شکل(۵-۱): مشخصه توان راکتیو درخواستی از طرف بار……………………………………………………………………..۵۹
شکل(۵-۲) :راکتیو تولید شده توسط سیستم تولید توان اینورتری STATCOM………………………………………59
شکل(۵-۳): توان راکتیو تولید شده توسط شبکه………………………………………………………………………………….۵۹
شکل(۵-۴): جریان‌های تزریق شده به شبکه از طرف جبران‌ساز STATCOM………………………………………..60
شکل(۵-۵) فروافتادگی ولتاژ نامتقارن ………………………………………………………………………………………………..۶۱
شکل(۵-۶): توان راکتیو تزریق شده در حین فروافتادگی ولتاژ نامتقارن…………………………………………………..۶۲
شکل(۵-۷) جریان‌های سه فاز تزریق شده به شبکه در حین فروافتادگی ولتاژ نامتقارن بدون در نظر گرفتن پرش فاز………………………………………………………………………………………………………………………………………..۶۲
شکل(۵-۸): ولتاژ‌های شبکه………………………………………………………………………………………………………………۶۳
شکل(۵-۹): تغییرات توان راکتیو خروجی جبران ساز…………………………………………………………………………..۶۳
شکل (۵-۱۰): تغییرات جریان خروجی اینورتر (کیلو آمپر) جبران ساز در حین تغییرات توان راکتیو………….۶۴
شکل (۵-۱۱) تغییرات مولفه q جریان‌های تزریق شده توسط جبران ساز در حین تغییرات توان راکتیو………۶۴
شکل(۵-۱۲): تغییرات مولفه d جریان‌های تزریق شده توسط جبران ساز در حین تغییرات توان راکتیو……….۶۵
شکل(۵-۱۳): تغییرات در خروجی PLL…………………………………………………………………………………………65
شکل(۵-۱۴): تغییرات فرکانس در خروجی PLL………………………………………………………………………………..66
شکل(۵-۱۵): تغییرات فرکانس و زاویه در حیت اغتشاش ولتاژ شبکه……………………………………………………۶۶
فهرست جداول
عنوان صقحه
جدول (۲-۱): خلاصه‌ای از مهمترین تفاوت­های بین SVC و STATCOM…………………………………………35
جدول(۴-۱) پایگاه قوانین فازی برای کنترل کننده فازی توان راکتیو……………………………………………………۵۰

جدول(۵-۱)پارامترهای مورد نیاز برای شبیه سازی مدل مبدل DC/AC……………………………………………….58
چکیده
سیستم‌های انتقال قدرت انعطاف پذیر که به جبران سازهای FACTS^[1] معروف می‌باشند به عنوان ابزاری مدرن می باشند که برای تقویت کنترل پذیری و توسعه ظرفیت انتقال شبکه‌های قدرت بر پایه مبدلهای الکترونیک قدرت در طول دهه گذشته در سیستم های قدرت بکار رفته اند. در واقع سیستم‌های FACTS قادر هستند که پارامترها و مشخصه‌ های خطوط انتقال مانند امپدانس سری، امپدانس موازی، زاویه فاز که بعنوان محدودیت اصلی بر سر راه افزایش ظرفیت شبکه عمل می‌نمایند، کنترل کنند. ایده اساسی که پشت مفهوم FACTS وجود دارد توانا نمودن سیستم انتقال از طریق فعال نمودن عناصر و اجزاء آن می‌باشد. در واقع FACTS دارای نقش اساسی در افزایش انعطاف پذیری انتقال توان و امنیت پایداری دینامیک سیستم‌های قدرت می‌باشد. این پایان‌نامه، ساختار کنترلی STATCOM (جبران ساز استاتیکی توان راکتیو) مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا مدل STATCOM بر پایه مدل dq شبیه‌سازی می‌گردد. سپس با طراحی کنترل کننده فازی مناسب، مسئله مدیریت توان راکتیو در شبکه قدرت و تحلیل رفتار STATCOM در حین خطا ارائه می‌شود. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که روش کنترلی پیشنهادی در شرایط مختلف عملکردی، می تواند کنترل توان راکتیو را در شبکه های قدرت انجام دهد.

فصل اوّل

مروری بر تحقیقات انجام شده در زمینه کنترل اینورترهای سه فاز

۱-۱ مقدمه
نامتعادلی‌های ولتاژ، کاهش‌های کوتاه مدت در موثر ولتاژ می‌باشد که توسط اتصال کوتاه‌های موجود در سیستم، اضافه بارها و راه اندازی موتور‌های بزرگ رخ می‌دهد. توجه به فروافتادگی ولتاژ اساساً مربوط به مسائلی است که آنها روی چند نوع از اجزاء تاثیر می‌گذارند: محرکه‌های سرعت تنظیم پذیر، اجزاء کنترل فرآیندها و کامپیوترها که به‌علت حساسیتشان مشکل زا می‌باشند. تحریک کردن خازنها و سوئیچینگ بارهای الکترونیکی نیز منجر به اضافه جریان با دوره کوتاه می‌گردد. اما بدلیل اینکه طول اضافه جریان آنقدر کم است، منجر به کاهش موثر ولتاژ نمی‌گردد. از این عوامل به‌عنوان فروافتادن ولتاژ یاد نمی‌شود و لی آنرا به‌عنوان برش ولتاژ یا گذرای ولتاژ طبقه‌بندی می‌کنند. فرو افتادن ولتاژ ناشی از اتصال کوتاه و خطای زمین از مهمترین عوامل پدید آمدن مسائل مربوط به تجهیزات می‌باشند. در این فصل ابتدا به بررسی موضوع خطاهای ولتاژ در شبکه های توزیع و سپس با توجه به حساسیّت مبدلهای الکترونیک قدرت در برابر این خطا، به بررسی روش های کنترلی مبدلهای لکترونیک قدرت پرداخته می شود.
شکل(۱-۱): نمونه ای ز فروافتادگی و نامتعادلی‌های ولتاژ در شبکه توزیع
یک روش معمول جهت نمایش فرو افتادن ولتاژ از طریق موثر ولتاژ به‌عنوان تابعی از زمان می‌باشد. موثر ولتاژ روی یک پنجره زمانی که اساساً یک سیکل زمانی می‌باشد و برای یک یا چندین برابر هر سیکل دوباره تکرار می‌شود. با توجه به شکل(۱-۱) فرو افتادن ولتاژ در نتیجه خطای زمین به زمین در یک کابل زیر زمینی است. فرو افتادن ولتاژ (under Voltage) در نتیجه خطا منجر به کاهش انتقال توان از طرف ژنراتور به موتور می‌گردد، نتیجه این امر کاهش سرعت موتور و افزایش سرعت ژنراتور می‌گردد. این پدیده‌ها منجر به محدود کردن زمان بازیابی خطا در سیستم‌های انتقال و همچنین قوانین اتصال مزارع بادی به شبکه می‌گردد. اگر چه روش های حفاظتی برای چندین سال برای مصرف کنندگان مناسب بوده است ولی اخیراً مسائل و مشکلات زیادی در ارتباط با مشتریان به‌واسطه فرو افتادن ولتاژ پدید آمده است. اصولاً محدودیت‌های لازم برای پایداری در سیستم توزیع %۷۰ ولتاژ در طول یک ثانیه می‌باشد. بسیاری از ادوات الکترونیک قدرت نظیر کامپیوتر‌ها، کنترل کننده فرآینده و محرکه‌های سرعت قابل تنظیم دارای افت ولتاژ %۸۵ برای ۴۵ ثانیه می‌باشند.

۱-۲ مشخصه‌سازی و شاخص‌های مربوط به فروافتادگی ولتاژ

برای اینکه وقایع مربوط به فرو افتادن ولتاژ را بتوان توصیف نمود، بایستی پردازشهایی برروی شکل موج‌های ولتاژ نمونه برداری شده انجام داد. در استاندارد IEC-61000-4-30 دو مشخصه مهم، ولتاژ و طول دوره به‌عنوان ارزیابی کیفیت فرو افتادن ولتاژ تعریف می‌شود. هر دو این پارامترها از موثر ولتاژ به‌عنوان یک تابع از زمان بدست می‌آید. با داشتن مشخصات یک حادثه تکی، امکان این وجود دارد تا عملکرد یک موقعیت و حتی کل شبکه را توصیف کنیم. اهمیت بحث برروی شاخصهای فرو افتادن ولتاژ و در نظر گرفتن اطلاعات مربوط به اندازه‌گیری (مانیتورینگ کیفیت توان) و همچنین شبیه سازی می‌باشد. اندازه‌گیری روشی خوب برای ارزیابی عملکرد یک موقعیت یا یک سیستم می‌باشد. ولی اندازه‌گیری‌ها دارای محدودیت در پیش بینی برای سال به سال یا موقعیت به موقعیت می‌باشند. برای پیش بینی عملکرد فرو افتادن ولتاژ یک مقدار زیادی وسایل مانیتورینگ برای یک دوره زیاد مورد نیاز است . روش های پیش بینی اتفاقی بسیار مناسب برای پیش بینی عملکرد می‌باشند، به‌عنوان مثال برای مقایسه روش های مختلف بهبود دادن مناسب می‌باشد. معمولاً روشهایی جهت کاهش اثر پذیری تجهیزات از فرو افتادن ولتاژ وجود دارد که تعدادی از آنها در ذیل آورده شده است:
کاهش تعداد خطاها
سریعتر شدن زمان برطرف کردن خطا
بهبود طراحی و عملکرد شبکه
استفاده از ادوات بهبود در اتصال: یک روش بسیار معمول، اتصال یک UPS یا یک ترانسفورمر ولتاژ ثابت بین سیستم و بارهای حساس می‌باشد. برای بارهای بزرگ، جبران‌کنده‌های استاتیک برپایه اینورتر‌های سه فاز به‌عنوان یک راه حل ممکن می‌باشد.
بهبود اجزاء در قسمت مشتریان: ایمن ساختن تجهیزات در برابر همه فرو افتادگی‌های ولتاژ برای حل مشکل به‌عنوان یک راهکار می‌باشد، اما برای اغلب تجهیزات شدنی نمی‌باشد.
براساس مراجع ارائه شده، می‌توان روش های بهبود کیفیت ولتاژ ناشی از قطعیها و فرو افتادن ولتاژ را به‌صورت ذیل تقسیم بندی نمود:
کاهش تعداد خطاهای اتصال کوتاه
کاهش زمان برطرف کردن خطا
تغییر سیستم به‌منظور اینکه خطاهای اتصال کوتاه منجر به وقایعی با شدت کمتر در ترمینالهای اجزاء و یا در ارتباط با مشتریان گردد.
اتصال اجزاء بهبود بین ادوات حساس و منبع تغذیه
بهبود امنیت تجهیزات