مطالعه روش های شناسایی مرکز تولید هارمونیک – برق

مشخصات فایل

مقطع:کارشناسی ارشد
رشته تحصیلی:مهندسی برق
نوع ارائه:سمینار
تعداد صفحات:138
قالب بندی:word قابل ویرایش

نحوه خرید

مطالعه روش های شناسایی مرکز تولید هارمونیک – برق

شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

برای دسترسی به این فایل ابتدا باید اشتراک خریداری کنید. برای خرید اشتراک بر روی لینک زیر کلیک کنید.

ارتقاء عضویت

چکیده

فهرست مطالب

۱ چکیده
۲ مقدمه
فصل اول : کلیات
° ۱- ۱) هدف ۴
° ۱- ۲) پیشینه تحقیق ۴
فصل دوم : هارمونیک ها و اثرات آنها
° ۲- ۱) مقدمه ۶
° ۲- ۲) آثار هارمونیکها ۶
° ۲-۲-۱) خازنها ۶
° ۲- ۲- ۱-۱) اثرات مستقیم ۶
° ۲-۲-۱-۲) اثرات غیرمستقیم ۸
۱۰ ° ۲- ۲- ۲) موتورهای آسنکرون (القایی)
۱۱ ° ۲- ۲- ۳) ماشینهای سنکرون
۱۲ ° ۲-۲-۴) ترانسفورمرها
۱۲ ° ۲- ۲- ۴-۱) افزایش تلفات جریان گردابی در هادیها
۱۳ ° ۲- ۲- ۴-۲) افزایش تلفات هیسترزیس
° ۲- ۲- ۴-۳) افزایش تلفات جریان گردابی در هسته ۱۳
۱۳ ° ۲- ۲- ۴-۴) کاهش توان نامی ترانسفورمر
۱۴ ° ۲- ۲- ۵) عملکرد رلهها
۱۵ ° ۲- ۲- ۶) وسایل اندازهگیری انرژی الکتریکی
۱۵ ° ۲- ۲- ۶-۱) توان حقیقی
۱۶ ° ۲- ۲- ۶-۲) توان راکتیو
۱۷ ° ۲ ۲ ۷) کلیدهای فشارقوی
۱۷ ° ۲ ۲ ۸) عایقها
۱۸ ° ۲- ۲- ۹) فیوزها
° ۲- ۲- ۱۰) سیستمهای مخابراتی ۱۸
° ۲- ۲- ۱۱) تأثیرات دیگر هارمونیکها ۱۸
فصل سوم : منابع تولید هارمونیک
° ۳- ۱) هارمونیکها در شبکه قدرت ۲۰
۲۰ ° ۳- ۱- ۱) آثار هارمونیکها
۲۱ ° ۳- ۲) هارمونیکها و شبکه قدرت ایران
۲۲ ° ۳- ۳) منابع تولید هارمونیکها
۲۲ ° ۳- ۳- ۱) منابع غیر وابسته به عناصر نیمه هادی
۲۳ ° ۳- ۳- ۲) منابع وابسته به عناصر نیمه هادی
۲۳ ° ۳- ۳- ۳) مبدلهای AC/DC
۲۴ ° ۳- ۳- ۴) کورههای قوس الکتریکی
۲۶ ° ۳- ۳- ۵) جبران کنندههای استاتیکی توان راکتیو
۲۷ ° ۳- ۳- ۶) ترانسفورمرهای قدرت
۲۷ ° ۳- ۳- ۶-۱) اشباع ناشی از افزایش ولتاژ
۲۸ ° ۳- ۳- ۷) جریان هجومی ترانسفورمرها
۲۹ ° ۳- ۳- ۸) لامپهای تخلیهای
° ۳- ۳- ۹) سایر منابع ۲۹
فصل چهارم : روشهای شناسایی مرکز تولید هارمونیک
۴- ۱) شناسایی و ردیابی منابع هارمونیک با استفاده از فیلتر کالمن ۳۲
۴- ۱- ۱) روابط ریاضی مورد نیاز ۳۳
۴- ۱- ۲) الگوریتم فیلتر کالمن ۳۶
۴ ۱ ۳) سیستم تست شبیهسازی ۳۷
۴ ۱ ۴) آرایش بهینه اندازهگیرهای هارمونیکی ۳۸
۴- ۱- ۵) تخمین و شناسایی و ردیابی منابع هارمونیک ۴۰
۴- ۲) مانیتورینگ و شناسایی منبع هارمونیکی توسط تخمینگر شبکه عصبی ۴۳
۴- ۲- ۱) توصیف سیستم توزیع ۴۴
۴- ۲- ۲) شبیه سازیهای هارمونیکی سیستم ۴۵
۴- ۲- ۳) ساختار شبکه عصبی ۴۶
۴- ۲- ۴) نتایج حاصل از آموزش و تعلیم شبکه عصبی ۴۹
۴- ۳) روشهای تک نقطهای برای تعیین منابع هارمونیک ۵۰
۴- ۳- ۱) تکنیکهای تک نقطهای جهت تعیین منابع هارمونیک ۵۰
۴- ۳- ۱-۱) روشهای موجود در مقالات ۵۰
۴- ۳- ۲) یک روش جدید بر پایه توانهای nonactiveص ۵۲
۴- ۳- ۳) تستهای شبیهسازی به جهت مطالعه بیشتر ۵۲
۴- ۴) یک روش جدید جهت تعیین منابع هارمونیک در سیستمهای آلوده ۵۶
۴- ۴- ۱) روش پیشنهادی ۵۷
۴- ۴- ۲) شبیهسازیها ۵۸
۴- ۴- ۲-۱) اعتبارسازی اولیه ۵۸
۴- ۴- ۲-۲) سیستم تست IEEEص ۶۰
۴- ۵) شناسایی منبع هارمونیک به روش جستجوی ابتکاری ۶۴
۴- ۵- ۱) مدلسازی شبکه ۶۴
۴- ۵- ۲) مدل فرکانسی بار ۶۵
۴- ۵- ۳) روش پیشنهادی ۶۷
۴- ۵- ۳-۱) الگوریتم فاز اول (فاز شناسایی فیدر) ۶۷
۴- ۵- ۳-۲) الگورتیم فاز دوم (شناسایی محل دقیق در فیدر) ۶۷
۶۷ ۴ ۵ ۳-۳) فرمولبندی مسئله
۶۸ ۴ ۵ ۴) شبیهسازی عددی
فصل پنجم : نتیجهگیری
۷۵ ۵- ۱) روش استفاده از فیلتر کالمن
۷۵ ۵- ۲) روش استفاده از تخمینگر شبکه عصبی
۷۵ ۵- ۳) روش استفاده از تکنیکهای تک نقطهای
۷۶ ۵- ۴) روش جدید بر پایه مقایسه توانها
۷۶ ۵- ۵) روش استفاده از جستجوی ابتکاری
منابع و ماخذ
۷۸ فهرست منابع فارسی
۷۹ فهرست منابع لاتین

چکیده:
حضور هارمونیک ها در سیستم قدرت می تواند باعث بروز مشکلات متعددی در بهره برداری مـوثر ازسیستم قدرت گردد. یکی از اقدامات اولیه برای مقابل با این مشکلات ، شناسایی منبـع تولیـد هارمونیـکدر سیستم می باشد. در این سمینار به مطالعه روش های شناسایی منابع تولید هارمونیک پرداختـه شـدهاست. این مطالعه شامل بررسی روش های کاربردی و مفید شناسایی منبع هارمونیکی می باشد. لـذا روشهای گوناگونی چه در دسته بندی کلاسیک و چه در دسته بندی هوشـمند در ایـن بررسـی ، ارائـه شـدهاست. ضمناً لازم به توضیح است که علاوه بر ارزیابی روش های کلاسیک و هوشمند شناسایی منابع تولید هارمونیک در یک سیستم آلوده به هارمونیک ، یک روش مبتنی بر جستجوی ابتکاری نیز بیان شده است.
از جمله روش های کلاسیک تشخیص موقعیت منبع هارمونیکی مـی تـوان بـه روش جهـت تـوان ، روشتعاریف متفاوت از توان راکتیو و فیلتر کالمن اشاره کرد. همچنین از جمله روش های هوشمند می توان به روش شناسایی محل و موقعیت منبع اختلال در سیستم بوسیله شبکه عصبی اشاره نمود.
در این سمینار ، ابتدا پس از بیان کلیات و اهداف این تحقیق در فصل اول ، به ارائه تعاریف و مفاهیم اولیه مربوط به هارمونیک ها و اثرات آنها در سیستم ، در فصل دوم پرداخته می شود. پس از آن به بیان انواع و اقسام منابع تولید هارمونیک با توضیح مختصر در مورد هر یک از آنهـا در ف صـل سـوم ، مـی پـردازیم. در ادامه نیز در فصل چهارم ، به مطالعه روش های شناسایی منبع تولید هارمونیک خواهیم پرداخت. در پایان نیز در فصل پنجم ، نتیجه گیری کلی گرفته شده از این سمینار ارائه خواهد شد.

مقدمه:
در چند دهه گذشته ، به دلیل رشد سریع ادوات الکترونیـک قـدرت و اسـتفاده روزافـزون از بارهـایغیرخطی در سیستم قدرت (مانند منابع تغذیه سـوئیچینگ ،ASD هـا و درایوهـای الکترونیـک قـدرت) سطح هارمونیکی سیستم قدرت افزایش یافته است [۵ و ۶]. حضور هارمونیک ها در سیسـتم قـدرت مـیتواند باعث بروز مشکلات متعددی مانند اعوجاج شکل مـوج ولتـاژ ، افـزایش تلفـات انـرژی ، گـرم شـدنتجهیزات ، بروز خطا در عملکرد تجهیـزات حفـاظتی و همچنـین بارهـای حسـاس ماننـد سیسـتم هـایمیکروپروسسوری و میکروکنترلی گردد [۱]. بروز این مسائل موجب آن شده است که مسـائل هـارمونیکیبه یکی از جالب ترین مسائل مورد توجه مهندسان تبدیل شود.
هارمونیکها به سبب وجود بارهای غیرخطی ، بویژه مبـدل هـای قـدرت در بارهـای صـنعتی ، تجـاری ومسکونی ایجاد می شوند. جریان هارمونیکی تولید شده توسط هر یک از بارهای غیرخطی از بار بـه سـمتسیستم قدرت پخش می شود. ولتاژ هارمونیکی در ترکیب بار ولتاژ در فرکـانس اصـلی سـبب ایجـاد یـکولتاژ اختلال در سیستم قدرت روی فیدر مربوط به آن بار و یـا فیـدرهای مجـاور ، مـی شـود. ایـن ولتـاژاختلال هارمونیکی سبب تولید بیشـتر جریـان هـای هـارمونیکی از سـمت بارهـای غیرخطـی مـی شـود.
همچنین این ولتاژ دارای اختلال موجب بوجود آمدن رزونانس سری یـا مـوازی در بـاس بـار پسـت هـایشبکه نیز می شود.
در پاسخ به دو چالش بیان شده ناشی از حضور هارمونیک ها در سیستم قدرت ، شرکت های بـرق بیشـترتوجه خود را معطوف به شناسایی منابع تولید هارمونیک کرده اند. لذا بیشتر این شرکت ها ، کیفیت تـوانالکتریکی تأمین شده مصرف کنندگان را از طریق اندازه گیری ، جهت تعیین منبـع تولیـد هارمونیـک درمحدوده های استاندارد ارزیابی می کنند. لذا به دلیل نیاز به تجهیزات و وسایل اندازه گیری مخصـوص دریک سیستم که معمولاً به طور دائم و همیشگی در بیشـتر بـاس هـا نصـب نمـی باشـند ، بنـابراین لازم وضروری است که روش های مناسبی جهت مانیتورینگ و ارزیـابی سـطوح هـارمونیکی و شناسـایی منـابعتولید هارمونیک توسط اندازه گیری های محدود در سیستم ارائه و گسترش داده شوند.

نتیجه گیری
در این فصل به بیان نتایج حاصل از روش های گفته شده در فصل قبل خواهیم پرداخـت . بـه جهـتاینکه بتوانیم مقایسه ایی اجمالی بر روی نتیجه هر یک از روش های بخش قبل نتیجه های تک تک ایـنروش ها همراه با عنوان روش بیان می کنیم. بنابراین خواهیم توانست به نتـایج تمـامی روش هـا در یـکقسمت دسترسی داشته باشیم.
۵- ۱) روش استفاده از فیلتر کالمن
این مطالعه نشان میدهد که فیلتر کالمن جهت حل مسائل شناسـایی منـابع هارمونیـک مـی توانـداستفاده شود : بدین معنی که با تعیین موقعیت بهینـه تعـداد محـدودی از انـدازه گیرهـای هـارمونیکی وتخمین های دینامیکی بهینه از تزریق های هارمونیکی و موقعیت هایشان قادر به شناسایی و ردیابی منابع هارمونیکی می باشد. این روش بر روی مدل تخمین فیلتر کالمن که هر تزریق منبع هارمونیک بـه عنـوانیک متغییر حالت تصادفی به کار گرفته می شود ، پایه ریزی شده است. تحلیلی خطای کوواریانس تزریـقهارمونیک بوسیله فیلتر کالمن جهت تعیین موقعیت های بهینه اندازه گیرها در سیستم های قدرت به کار گرفته می شود. بر پایه این آرایش بهینه از اندازه گیرها ، فیلتر کالمن قادر به تخمین و ردیابی هر تزریـقجریان هارمونیکی از منابع هارمونیکی در سیستمهای قدرت می باشد. نتایج حاصل از تست با اندازه گیری های واقعی و شبیه سازی شده در سیستم قدرت توزیع راندمان بالای این روش را نشان می دهد.
۵- ۲) روش استفاده از تخمینگر شبکه عصبی
روشی از مانیتورینگ منـابع هـارمونیکی در سیسـتم توزیـع قـدرت شـعاعی توسـط انـدازه گیرهـایهارمونیکی محدود پیشنهاد شده است. روش پیشنهادی روی استفاده از شبکه عصبی مصنوعی در فرآینـدمانیتورینگ پایه ریزی می شود. ویژگی متمایز و شاخص روش استفاده از انـدازه گیرهـای بـه طـور رایـجنسبتاً کم موجود در پست های سیستم و جمع آوری مجموعه آموزش از طریق شبیه سازی رفتار سیستم قدرت در طراحی شبکه می باشد . واضح است که روش برای شبکه های شـعاعی پیچیـده تـر بـا انتخـابمناسب از ساختار شبکه عصبی قابل پیاده سازی است. نتایج تسـت شـبکه عصـبی نشـان مـی دهـد کـهمانیتورینگ منابع هارمونیک در سیستم توصیف شده می تواند توسط اندازه گیر هـارمونیکی منفـرد و بـهطور مناسب و با راندمان بالا پیاده سازی شود.
۵- ۳) روش استفاده از تکنیکهای تک نقطهای
این قسمت ، اساس اصلی روش های تک نقطه ای برای تعیـین منـابع هارمونیـک در سیسـتم هـایقدرت دارای اختلال ، با تأکید بر برخی مفاهیم بحرانی مربوط به کاربردهایشان را تحلیل کرد. علاوه بر آن ، یک تکنیک تک نقطه ای ابتکاری (جدید) توصیف می شود که روی مقایسه بین تـوان هـای نـان اکتیـواندازه گیری شده در بخش اندازه گیر را ، پایه ریزی شده است. روش پیشنهادی با دیگر روش های موجود ، بوسیله بعضی از شبیه سازی ها و انجام آن روی یک سیستم تسـت سـاده ، مقایسـه مـی شـوند. نتـایجحاصله نشان می دهد که روش پیشنهادی قادر به دادن اطلاعات مفیدی درباره موقعیت قرارگرفتن منبـعهارمونیک غالب ، رو به بالا یا رو به پائین بخش اندازه گیری ، حتی در برخی موارد بحرانی نیز می باشد.
در نهایت ، در موارد واقعی ، مشاهده خواهد شد که مقادیر کمیت های اندازه گیـری گونـاگون بـراییک بار فرضی ، با پیکربندی شبکه و شرایط کاری دیگر بارهای متصل به شبکه ، تغییر می کند. کـه ایـنعامل یک وسیله بحرانی برای همه روش های تعیین موقعیت منابع اختلال اسـت . در ایـن حالـت ، انـدازهگیری بیش از یک شاخص ، بیشتر می تواند مهم باشد.
۵- ۴) روش جدید بر پایه مقایسه توانها
در این قسمت روش تک نقطه ای جدیدی جهت تعیین منابع هارمونیک غالب در سیستم های قدرت آلوده ، پیشنهاد شد. این روش بر پایه مقایسه بین مقادیر متفاوت توان راکتیو در شرایط کاری یکسان ، بـافرض مقادیر متفاوت در بخش اندازه گیری بنا نهاده شده اسـت . چنـدین تسـت شـبیه سـازی روی یکـیسیستم تست استاندارد IEEE ، به عنوان یک سیستم ملاک و معیار ، برای تحلیل تکنیک های چند نقطه ای جهت مانیتورینگ آلودگی هارمونیکی انجام می شود. نتایج حاصله نشان می دهد که روش پیشـنهادیشاخص های مفیدی برای تعیین منبع هارمونیک غالب در بخش اندازه گیری هم در موقعیت های متعادل و هم در موقعیت های نامتعادل ارائه می دهد. از طرف دیگر ، از روش پیشنهادی همچنـین در اسـتراتژیچند نقطه ای برای تعیین بارهای توزیعی با اجرای یک مقایسه بین SQ و ۱Q و QF در هر بخـش انـدازهگیری استفاده می شود. در این حالت ، ترکیبی از روش های متفـاوت بـه خـاطر رسـیدن بـه یـک سـریاطلاعات بهتر روی حالت هارمونیکی سیستم و روی موقعیت منابع هارمونیکی ، می تواند مفید باشد.
۵- ۵) روش استفاده از جستجوی ابتکاری
در این قسمت روشی جدید بر اساس جستجوی ابتکاری باس ها برای شناسایی یک منبع هارمونیـکدر شبکه های شعاعی مطرح گردید که از دو فاز تشکیل شده است. در فاز اول این روش ، با اندازه گیـریولتاژ هارمونیکی در پست و جریان هارمونیکی در یکی از فیدرهای منشعب شـده از پسـت ، فیـدر حـاویمنبع هارمونیک شناسایی می گردد. در فاز دوم ، با اندازه گیری همزمان ولتاژ هارمونیکی در پست و بـاسانتهاییِ فیدر شناسایی شده در فاز اول ، محل دقیق منبع هارمونیک شناسایی می گـردد . در صـورتی کـهفیدر شناسایی شده در فاز اول ، دارای شاخه های فرعی متعدد باشد ، این احتمال وجود دارد که فـاز دومشناسایی در چندین مرحله صورت پذیرد (که در هر مرحله محل اندازه گیر دوم تغییر می کند) که تعـدادمراحل آن نیز بستگی به میزان دور بودن منبع هارمونیک از فیدر اصلی و پیچیدگی مسیر ارتبـاطی میـانباس منبع و فیدر اصلی و یا به عبارتی بستگی به تعداد شاخه های فرعی میان باس حـاوی منبـع و فیـدراصلی دارد.
روش پیشنهادی بر خلاف روشِ جهت توان ارائه شـده در مرجـع [۴] ، مسـتقیماً از مقـادیر فـازوریولتاژها و جریان های اندازه گیری شده و رابطه اساسی میان بردار جریان تزریقی بـاس هـا و بـردار ولتـاژباس ها در مراتب مختلف هارمونیکی استفاده می کند و از این رو پاسخ بدست آمده از آن همواره صـحیح و قابل اعتماد خواهد بود ؛ ضمن اینکه تعداد اندازه گیری هـای مـورد نیـاز در آن و همچنـین پیچیـدگیتحلیل نتایج این اندازه گیری ها بسیار کمتر از روش های مطرح شده در سایر مراجع در ایـن زمینـه مـیباشد.
همچنین با استفاده از روشی مشابه روش پیشنهادی و تنها با افزایش تعداد دستگاه های اندازه گیری ، می توان تعداد منابع هارمونیکی بیشتری را (که به طور همزمان در شبکه حضور دارند) مورد جسـتجو وشناسایی قرار داد.

نحوه خرید

دانلود رایگان فایل
شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

برای دسترسی به این فایل ابتدا باید اشتراک خریداری کنید. برای خرید اشتراک بر روی لینک زیر کلیک کنید.

ارتقاء عضویت

در صورت بروز هر گونه مشکل در روند خرید اینترنتی، بخش پشتیبانی کاربران آماده پاسخگویی به مشکلات و سوالات شما می باشد

راهنمای سایت

برخلاف سایت های دیگر که فایل ها را به صورت تکی می فروشند روال سایت ما این است که شما با عضویت در سایت ما میتوانید از تمام فایل های موجود استفاده کنید.

تمام مطالب سایت فقط برای اعضای سایت رایگان است.

نحوه عضویت در سایت

آخرین مطالب

مطالب مرتبط