وبلاگ

امروزه در سیستم های نوین مخابراتی، بخصوص در سیستم های مبتنی بر نسل سوم مخابرات سیار، مدیریت منابع رادیویی به صورت پویا انجام می شود، به این ترتیب که پارامترهای اساسی طراحی سیستم، نظیر پارامترهای مربوط به مدوله سازی و کدکردن یا پارامترهای مربوط به کنترل توان، متناسب با وضعیت پویای کانال مخابراتی تعیین می شوند و تغییر می کنند. این رویکرد در طراحی سیستم های مخابراتی که

 در پژوهش های اخیر از آن با عنوان های “تطبیق پیوند” یا “مدوله سازی و کدکردن وفقی” (AMC) یاد می شود، باعث افزایش کارایی سیستم در مقایسه با سیستم های ایستا و کلاسیک مخابراتی شده، امکان دست یابی به ظرفیت های مخابراتی بالاتر را در یک ارتباط رادیویی فراهم می سازد. این افزایش کارایی، بخصوص در ارتباط های سلولی چندکاربره، با توجه به ملاحظه ی لحظه ای حضور دیگر کاربران در ارتباط مخابراتی و تصمیم گیری پویا برای کاهش اثر تداخل آن ها، چشم گیر و غیر قابل صرف نظر است.

با این حال، استفاده از مزیت های مربوط به این روش تنها در صورتی ممکن است که شناخت مناسبی از وضعیت فعلی کانال در دسترس باشد. همچنین، لازم است که برمبنای پارامترهای فعلی کانال، نسبت به پیش گویی وضعیت کانال در لحظه های آینده اقدام شود، تا پارامترهای مربوط به طراحی سیستم (نظیر پارامترهای مدوله سازی و کدکردن) متناسب با این پیش گویی تعیین و تنظیم شوند.
تخمین کانال های مخابراتی در حالت های غیرخطی و متغیر با زمان، با پیچیدگی های تحلیلی و سخت افزاری بسیاری همراه است و تکنیک های کلاسیک مطرح شده در کتاب ها و مقالات مختلف برای همسان سازی کانال، اغلب از غیرخطی بودن و متغیر با زمان بودن کانال ها صرف نظر می کنند. از سوی دیگر، با فرض این که به پارامترهای فعلی کانال بتوان دسترسی داشت، برای پیش گویی کانال در لحظه های آینده، تنها چند روش محدود در مقاله ها و منابع کلاسیک مخابرات سیار ذکر شده که اغلب مبتنی بر پیش گویی خطی کانال هستند. استفاده از شبکه های عصبی، با توجه به ماهیت غیرخطی این شبکه ها و توانایی تعمیم آن ها پس از طی یک دوره ی آموزشی مناسب، می تواند راهکار تازه ای برای تخمین و پیش گویی کانال باشد. این پایان نامه به تحقیق درباره ی همین موضوع می پردازد.
در فصل اول این پایان نامه، ویژگی های اصلی کانال های سیار مخابراتی با محوشدگی باند باریک می شوند. بحث درباره ی نویز سفید جمع شونده ی گوسی و مطالعه ی مدل رایلی از مباحث مطرح شده در این فصل هستند.
در فصل دوم، پس از بحث درباره ی اهمیت و مزیت های مدوله سازی تطبیقی، نشان داده می شود که با پیشگویی رفتار کانال می توان کارایی سیستمی را که از مدوله سازی تطبیقی استفاده می کند افزایش داد.
در فصل سوم، فرایند محاسبه ی سیگنال به نویز (SNR) به دو بخش تخمین نسبت سیگنال به نویز محض کانال (SNR0) و پیش گویی توان محوشدگی (α) تقسیم شده، سیستم پیشنهادشده ی مبتنی بر شبکه های عصبی برای محاسبه ی این دو پارامتر، معرفی و ارزیابی می شود.
فصل چهارم نیز به جمع بندی و ارائه ی چند پیشنهاد اختصاص یافته است.

تكامل رله های حفاظتی ژنراتور از رله های مكانیكی جدا از هم به رله های استاتیك با المانهای نیمه هادی و سپس به رله های دیجیتال با پردازشگرهای چند كاره بوده است . گر چه اغلب حفاظتهای موجود متشكل از رله های الكترومكانیكی و یا استاتیكی هستند اما در هنگام تعویض این رله ها جهت دست یابی به قابلیت اطمینان بهتر سیستم و دریافت اطلاعات كاملتر از رله ها ،انتخاب رله های دیجیتال اجتناب ناپذیر است. مهندسی حفاظت بیش از ده سال است كه از این رله ها استفاده می كند و در این مدت به سهولت كاربرد این رله ها و مزایای بی شمار استفاده از تكنولوژی دیجیتال دست یافته است. دو روش جهت استفاده از سیستم های حفاظتی دیجیتال ژنراتوری برای كارشناسان حفاظت وجود دارد. در روش اول تمامی سیستم حفاظتی الكترومكانیكی و یا استاتیكی با مجموعه ای ازیك سیستم حفاظت چند كاره تعویض می گردد و در دومین روش سیستم حفاظت جدید به مجموعه سیستم حفاظتی قبلی اضافه می گردد. در بیشتر مواقع پیشنهاد كارشناسان برای تعویض یك سیستم حفاظتی روش دوم است كه تركیبی از رله های حفاظتی چند كاره با سیستم حفاظتی قدیم

 است . در این حالت رله های دیجیتال حفاظت اصلی واحد را بعهده می  گیرند و حفاظت پشتیبان بوسیله رله های الكترومكانیكی انجام می شود. سیستم های حفاظتی دیجیتال علاوه بر انجام كارهای روتین حفاظت اندازه گیری كمیتهای مختلف ولتاژ، جریان، فركانس، توان اكتیو و راكتیو را در پریودهای زمانی مشخص انجام می دهند . همچنین منحنیهای تغییرات كمیتهای فوق نسبت به زمان و امكان انتقال اطلاعات به فواصل دور از مزایای حفاظت دیجیتال است.

در حفاظت دیجیتال امكان تحلیل وقایع و ترتیب عملكرد رله های مختلف جهت دستیابی به نقاط ضعف سیستم حفاظتی و یا تحلیل خطای موجود در شبكه بسیار كاملتر از رله های نسل پیش است. امكان تغییر تنظیمات رله از راه دور، همچنین تغییر ساختار شماتیك حفاظت تغییر اینترلاكها و واحدهای فعال كننده رله بدون تغییر در ساختار سخت افزاری بخش حفاظت وجود دارد. پیشرفت تجاری حفاظت دیجیتال مربوط به دهه هشتاد و همزمان با كاهش چشمگیر قیمت پردازشگرهای چند منظوره بوده است. كاهش در فضای پانلها و همچنین كاهش در مقدار ولت آمپر مصرفی دستگاههای حفاظت كه منجر به كاهش بردن ترانسهای ولتاژ و جریان می گردد از پیامدهای استفاده از رله های دیجیتال است. فاكتورهای مهمی كه در انتخاب میزان افزونگی و ساختار حفاظت و احد موثر است قدرت تولیدی ژنراتور، دستورالعملهای سازنده و تجارب بهره بردار واحد می باشد كه مجموعه موارد فوق طراح حفاظت را در انتخاب ساختار سیستم حفاظت یاری می نماید. سمینار زیر كه با عنوان تحلیل و تنظیم رله های حفاظتی واحدهای سیكل تركیبی كرمان ارائه گردیده به موضوع حفاظت دیجیتال ژنراتور پرداخته و رله نمونه است كه در این واحدها مورد رله 216 REG  ساخت شركت ABB مورد بحث استفاده قرار گرفته است.
فصل اول: مبانی حفاظت دیجیتال
فصل دوم: سخت افزار رله REG 216C
فصل سوم: تبین وظایف رله های مختلف حفاظتی ژنراتور و بیان مبانی تنظیم این رله ها
فصل چهارم: تنظیم رله های حفاظتی 216
مراجع
 با توجه به گستردگی موضوعات در مورد رله ه ای دیجیتالی مانند رله دیفرانسیل وسایر رله های جریانی و ولتاژی بنا به پیشنهاد استاد محترم راهنما در موضوع حفاظت ژنراتور، تاكید بر رله های حفاظتی امپدانسی ژنراتور خاصه رله های قطع تحریك و حفاظت لغزش قطب بوده است. و بنابراین مقالات ارائه شده در قسمت مراجع بشتر در زمینه همین موضوعات میباشد.

:
اکثر مصرف کنندگان انرژی الکتریکی علاوه بر توان اکتیو، توان راکتیو هم مصرف می کنند. توان اکتیو یا همان توان حقیقی در نیروگاه تولید می شود. در صورتی که توان راکتیو می تواند در نیروگاه و یا در محل های دیگر تولید گردد. مناسبترین و ارزان ترین وسیله برای تولید توان راکتیو در محل های غیر از نیروگاه، خازن های موازی می باشند.

در صورتی که توان راکتیو توسط نیروگاه تولید شود، هریک از المان های سیستم (ژنراتورها، ترانسفورماتورها، خطوط انتقال و توزیع و کلیه تجهیزات) باید ظرفیت بالاتری داشته باشند تا بتوانند کل توان ظاهری، که جمع برداری توان اکتیو و راکتیو است، را از خود عبور می دهند.
در صورتی که خازن های موازی می توانند با تولید این توان راکتیو در محل های مورد نیاز، از افزایش ظرفیت المان های شبکه به این منظور، جلوگیری نمایند. علاوه بر کاهش ظرفیت المان ها، تلفات کل شبکه نیز به خاطر کم شدن جریان کل کاهش پیدا می کند. به طور کلی مزایای اقتصادی نصب خازن در شبکه توزیع ما را ترغیب به نصب آن می نماید.
در این فصل، ابتدا مزایای نصب خازن ارائه گردیده است و در ادامه ی بر روش های خازن گذاری در شبکه توزیع داشته ایم و هریک از روش ها به اجمال توضیح داده شده است.
1-1- مزایای نصب خازن
خازن های موازی، که به موازات مصرف کنندگان نصب می شوند، در سیستم های توزیع کاربرد گسترده ای دارند. این خازن ها با تامین مولفه راکتیو جریان مورد نیاز مصرف کنندگان در واقع مشخصات مصرف کنندگان راکتیو را اصلاح می کنند.
نصب یک خازن مطابق شکل (1-1) در انتهای یک خط دارای مزایای زیر است:
1- کاهی مولفه راکتیو جریان مدار
2- افزایش سطح ولتاژ در محل بار
3- بهبود تنظیم ولتاژ اگر خازن به طور صحیح وارد و خارج شود.
4- کاهش تلفات توان (I2R) در سیستم به خاطر کاهش اندازه جریان
5- افزایش ضریب قدرت ژنراتور منبع
6- کاهش بارگذاری روی ژنراتور منبع (kva) و روی فیدرهای مربوطه و در نتیجه آزاد شدن ظرفیت برای استفاده هنگام رشد بار
7- به وسیله کاهش (kva) بار روی ژنراتور منبع، بار (kW) بیشتری توسط ژنراتور تغذیه می شود.
8- با بالا بردن قدرت تغذیه منبع، سرمایه گذاری برای تامین واحدها و خطوط جدید به تعویق می افتد.
مطابق شکل (1-2)، نصب خازن اندازه جریان منبع را کاهش می دهد، ضریب قدرت را اصلاح می کند و در نتیجه افت ولتاژ فیدر را کاهش می دهد. در عین حال، خازن های موازی در جریان و یا ضریب قدرت نقاطی که بعد از محل نصب خازن قرار دادند، تاثیری ندارد.

1-1- تعریف منابع تولید پراکنده
تولید پراکنده انرژی مفهوم یا اصطلاح جدیدی نیست. از نخستین روزهایی که بشر برای رفع نیازمندیهای خود به اشکال مختلف انرژی نیازمند شد، تولید پراکنده انرژی شکل گرفت. قبل از آنکه انرژی الکتریکی جایگزین صورتهای دیگر انرژی نظیر حرارت، روشنایی و انرژی مکانیکی شود عملاً تمام انرژی در نزدیکی محل مصرف تولید میشد. اما امروزه کشورهای مختلف و نیز مؤسسات گوناگون، تعاریف مختلفی برای اصطلاح تولید پراکنده ارائه داده اند . عموماً تولید پراکنده به تولید نیروگاههای کوچک از چندکیلووات تا چند مگاوات، که در نزدیکی محل مصرف صورت میگیرد اطلاق می گردد. برخی کشورها، تولید پراکنده – را بر اساس سطح ولتاژ تعریف نموده اند . تعاریف برخی از مؤسسات معتبر و بعضی کشورها در جدول (1-1) ذکر شده است. در ایران میتوان تولید پراکنده را به صورت زیر تعریف نمود:
کلیه منابع تولید که به شبکه توزیع ( 20 کیلوولت و پایین تر ) توسط شرکت برق و یا مشترکین (جهت تأمین نیازهای انرژی آن ها) متصل

 شده اند و مورد استفاده قرار می گیرند، تولید پراکنده گویند.

با گسترش روزافزون مصرف برق در جهان و نیز حرکت کشورها به سمت آزادسازی بازارها ی برق، کاربرد نیروگاههای تولید پراکنده رشد بسیاری داشته است . از ابتدای دهه 1990 استفاده از تولید پراکنده سالانه با رشدی در حدود 7 درصد مواجه بوده است.
تولید پراکنده در ایالات متحده و اروپا به عنوان یک راه حل ممکنِ فنی -اقتصادی، برای تولید کنندگان و نیز مصر ف کنندگان شناخته شده است و در اکثر کشورها، تولید پراکنده در حدود 10 درصد از ظرفیت نصب شده تولید انرژی الکتریکی را شامل می شود . لازم به ذکر است در کشورهایی مانند هلند و دانمارك این مقدار به بیش از 30 الی 40 درصد ظرفیت نصب شده تولید می رسد. در استرالیا پیش بینی  میشود تا سال 2010 ، حدود 78 درصد برق این کشور از این راه تولید گردد.
مطالعه دیگری نشان می دهد تولید انرژی از منابع تجدیدپذیر در اروپا از میزان 9,13 % در سال 2001 به حدود 32 % در سال 2010 افزایش می یابد. بر طبق مطالعات دیگر پیش بینی می شودکل ظرفیت تولید پراکنده جهان از 20 گیگاوات در سال 2001 به حدود 300 گیگاوات در سال 2010 خواهد رسید.
1-2- دلایل رویکرد به تولیدات پراکنده
IEA (2002) پنج عامل اساسی را در رابطه با رویکرد مجدد به تولید پراکنده مؤثر میداند:
– پیشرفت تکنولوژیهای تولید پراکنده
– محدودیت در ساختن خطوط انتقال جدید
– افزایش تقاضای مصرف کنندگان جهت تهیه برق با قابلیت اطمینان بالا
– آزادسازی (تجدید ساختار) بازار برق
– نگرانیهای زیست محیطی
باید توجه داشت بسیاری از مراجع، دو دلیل آخر یعنی آزادسازی بازارهای برق و نگرانی های محیط زیست را به عنوان دلایل اصلی اقبال مجدد تولید پراکنده برمیشمارند.
عدهای نیز براین گمانند که پیشرفت های وسیع در تکنولوژی تولید پراکنده نظیر رشد راندمان، پیشرفت در تکنولوژی اتوماسیون و کنترل از راه دور و حفاظت و همچنین مسائل محیط زیست در این امر نقش اساسی تری دارند.
از جمله انگیزه های استفاده از نیروگاه های تولید پراکنده به جای استفاده از نیروگاه های بزرگ و متمرکز موارد ذیل میباشند:
– تلفات کمتر به نسبت نیروگاههای بزرگ
– جاگذاری و نصب آسانتر
– بهبود قابلیت اطمینان و امکان دسترسی بیشتر و بهتر
– جاگذاری در نزدیکی محل مصرف که این ا مر باعث کاهش هزینه توزیع و انتقال و تلفات ناشی از آنها میگردد.
– کاهش هزینه سرمایه گذاری اولیه
در هر حال هر یک از عوامل ذکر شده فوق به نوعی می تواند موجبات رونق مجدد تولید پراکنده در صنعت برق کشورها را فراهم کند.

در سال های اخیر، تکنولوژی پیشرفته باعث ورود تجهیزات الکترونیک قدرت به صنعت شده است که این تجهیزات و یا بارهای غیرخطی، جریان های هارمونیکی به شبکه تزریق می کنند. این هارمونیک ها کیفیت توان شبکه را مخدوش می کنند. با توجه به رشد روزافزون این تجهیزات در صنایع مختلف همچون راه آهن، نفت، گاز، ذوب فلزات، اتوماسیون و غیره برای تضمین کیفیت توان، آشکارسازی منابع هارمونیکی موجود در شبکه برق امری لازم می باشد. بعضی از این منابع هارمونیکی مربوط به خود شبکه می باشد و معمولا به صورت گذرا در شبکه دیده می شوند که جزو منابع هارمونیکی عمده محسوب نمی شوند و در شبکه نیز مشخص می باشند. اگر از دید شبکه بارهای هارمونیکی عمده را مورد ارزیابی قرار دهیم، تجهیزات الکترونیک قدرت مورد توجه قرار می گیرد که دارای مبدل ها ac/dc در قسمت ورودی می باشند. خوشبختانه منابع هارمونیکی جریان تقریبا در سیستم قدرت شناسایی شده اند و می توان از روی الگوهای اختلال جریان، نوع منابع هارمونیکی را شناسایی نمود. در این پروژه مبدل های ac/dc مورد ارزیابی قرار گرفته است و هدف این پروژه شناسایی این منابع در شبکه قدرت می باشد. در این پروژه این منابه به دو صورت مبدل 6 پالس و 12 پالس در نظر گرفته شده است.
نظارت بر ولتاژ فیدرهای مختلف شبکه توزیع به عنوان یکی از نیازهای اساسی در شبکه برق احساس می شود. از طرف دیگر نظارت

 مستقیم بر تمام فیدرها به صورت مستقل از نظر اقتصادی قابل توجیه نمی باشد. اگر اندازه گیرهای کیفیت توان کافی در شبکه وجود داشته باشد، به آسانی می توان مکان منابع هارمونیکی را شناسایی کرد. با وجود این، مکان اندازه گیرها و همچنین هزینه این اندازه گیرها مورد بحث می باشد. به همین خاطر ما باید از روش هایی استفاده نماییم که تعداد اندازه گیرها به حداقل برسد. در اکثر این روش ها از الگوریتم های هوشمندی همچون شبکه عصبی، الگوریتم ژنتیک و تخمین حالت استفاده شده است. در این پروژه برای مکان یابی اندازه گیرها از روش خط بهینه متاثر از جریان هارمونیکی و تحلیل توپولوژی سیستم استفاده شده است. برای شناسایی منابع پس از تعیین مکان اندازه گیرها، از شبکه های عصبی با لایه خروجی سیگموئید استفاده شده است. در مکان یابی اندازه گیرها ابتدا توپولوژی سیستم مورد بررسی قرار گرفته است و سپس پارامتری که بیانگر مجموع دامنه هارمونیک های جریان اصلی می باشد، برای تعیین مکان اندازه گیر استفاده شده است. برای آموزش شبکه های عصبی الگوریتم های زیادی وجود دارد که همگی بر پایه گرادیان نزولی و قانون پس انتشار می باشد. در این پروژه از الگوریتم لونبرگ برای آموزش شبکه استفاده شده است که این الگوریتم دارای سرعت زیادی در آموزش می باشد و نتیجه خوبی می دهد. محققان زیادی برای جایابی منابع هارمونیکی از شبکه های عصبی استفاده نموده اند. کاربرد شبکه های عصبی پس انتشار چند لایه در سیستم های قدرت به صورت گسترده پذیرفته شده است. در هنگام شبیه سازی فرض بر این است که هیچ اطلاعی از وضعیت باری شبکه نداریم و برای شناسایی منابع هارمونیک زا هر اندازه گیر به صورت مستقل عمل می نماید و در واقع نیازی به تبادل اطلاعات مابین اندازه گیرها نمی باشد و هزینه تبادل اطلاعات حذف می گردد. در بعضی شبکه ها شاید اصلا امکان تبادل اطلاعات وجود نداشته باشد.

در این پروژه، فعالیت های انجام شده در زمینه مکان یابی منابع هارمونیک زا مورد بحث قرار گرفته است و با روش پیشنهادی این پروژه مقایسه شده است. منابع هارمونیکی عمده در شبکه قدرت به صورت مفصل معرفی شده است. با توجه به بررسی ها، منابع الکترونیک قدرت جهت شناسایی انتخاب شده اند. با توجه به اینکه از شبکه های عصبی برای شبیه سازی استفاده شده است، این شبکه به صورت مقدماتی معرفی شده و ساختارهای مختلف آن بحث شده است. در پایان، در فصل شبیه سازی، شبکه عصبی RBF با BPN مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد که شبکه BPN پاسخ قابل قبول تری ارائه می دهد. همچنین خود شبکه BPN نیز مورد بحث قرار گرفته است و ساختارهای مختلف آن شبیه سازی شده است و نتایج ارائه شده است. سیستم قدرت مورد بحث در شبیه سازی، شبکه IEEE 14-bus می باشد. و نرم افزار Matlab جهت شبیه سازی استفاده شده است.