ستم 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.
1-2- 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 درشبکههای تجدید ساختاریافتهیکی 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.
1-3- 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 گونهای 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.
1-4- سازماندهی پایان نامه
درفصل اول به معرفی تحقیق وبیان مسئله مورد نظر، تحقیقات صورت گرفته واهداف پایان نامه پرداخته شده است.
در ابتدای فصل دوم ابتدا به معرفی شبکههای تجدید ساختاریافته و سنتی پرداخته شده و در ادامه انگیزههای تجدیدساختار مورد بررسی قرارگرفته است. سپس عوامل موثر در تجدید ساختارمورد مطالعه قرارگرفته اند.در ادامه فصل مدل های اجرایی صنعت برق معرفی شده و مزایا و معایب هرکدام بررسی شده است. و در پایان این فصلبه موضوع اصلی که همان کیفیت توان در شبکه های تجدید ساختار یافته است، پرداخته شده است.
در فصل سوم تجهیزات جبران سازی پدیده های کیفیت توان نظیر فیلتر اکتیو سری، فیلتر اکتیو موازی، جبران سازیکپارچه کیفیت توان، جبران ساز یکپارچه کیفیت توان مجزاشده و….معرفی شده اند.
در فصل چهارم ابتدا به معرفی جبران ساز یکپارچه کیفیت توان مجزاشده (OPEN UPQC) که ترکیبی جدید ازدو فیلتر سری و موازی می باشد پرداخته شده و سپس روش های کنترل آن برای تشخیص جبران سازی کمبود و بیشبود ولتاژ و جبرانسازی هارمونیکی و توان راکتیو مورد بررسی قرار گرفته است.
درفصل پنجم برای اثبات کارایی OPEN UPQC شبیه سازی های متعددی انجام پذیرفته و نتایج شبیه سازی های صورت گرفته با نرم افزار PSCAD ارائه شده اند. در نهایت با مقایسه نتایج روش های مختلف، کارایی OPEN UPQC با استفاده از روش کنترل پیشنهادی نشان داده شده است.
در فصل ششم نیز نتیجه گیری و پیشنهادات جهت ادامه تحقیقات آتی ارائه شده است.
فصل دوم
کیفیت توان دربازاربرق تجدید ساختاریافته

فصل دوم
کیفیت توان در بازار برق تجدید ساختاریافته
2-1- مقدمه
امروزه بهبود شاخصه های کیفیت توان در شبکه های تجدید ساختار یافته امری ضروری و اجتناب ناپذیر است. لذا در این فصل ابتدا انگیزه های پیدایش تجدید ساختار در صنعت برق مورد بررسی قرار گرفته و سپس به عوامل موثر بر روند تجدید ساختار اشاره شده است.
مدل های اجرایی مختلفی برای صنعت برق وجود دارد. در این فصل، به 4 مورد از آن ها اشاره شده و مزایا ومعایب هرکدام توضیح داده شده است. در بخش پایانی این فصل نیز مسئولیت بخش های مختلف تولید و توزیع برق در ارتباط با ارتقاء کیفیت توان در شبکه های تجدیدساختار یافته بیان شده است.
2-2-صنعت برق سنتی
تقریباً در تمامی کشورها و در صد سال اخیرصنعت برق به صورت انحصاری بوده و تحت نظارت دولت قرار داشته است. این صنعت به صورت انحصاریکپارچه و با ساختار عمودی فعالیت می کرده و دولت مالکیت کلیه تأسیسات تولید، انتقال و توزیع را در اختیار داشته و فقط شرکت برق ملی یا محلی مجاز به تولید، انتقال، توزیع و فروش برق در محدوده خدماتی خود بوده است. شرکت برق مجبور بود نیاز تمام مصرف کنندگان منطقه خدماتی خود را تأمین نماید، نه الزاماً آن هایی را که سودآورند. شیوه های عملیاتی و کسب و کار شرکت برق میبایست مطابق قواعدی بود که توسط ناظرین دولتی تعیین میگردید.
نرخ های شرکت برق مطابق با رهنمودها و قواعد تنظیمی دولت بود ودولت تضمین میکرد که این نرخ های تنظیمی یک حاشیه سود عادلانه ومنطقی بالاتراز هزینه ها را برای شرکت برق به همراه داشته باشد[6].
2-3- انگیزه های تجدید ساختار1 صنعت برق
از سال 1970، صنعت برق درحال تغییر و تحول و حرکت به سمتی است که با اجازه رقابت بین تولیدکنندهها و ایجاد شرایط مناسب، سعی در کاهش هزینه های تولید و توزیع برق، حذف ناکارآمدی ها، جداشدن وظایف و افزایش قدرت انتخاب مشتری داشته است. این تحول به سوی بازار رقابتی برق، معمولا مقررات زدایی یا تجدید ساختارنامیده می شود[6].
از جمله مزایای این تغییر وتحولات می توان به موارد زیر اشاره کرد:
– فراهم آوردن حق انتخاب برای مصرف کنندگان
– رقابتی نمودن عرضه کالای برق درسطوح مختلف وبه تبع آن تعیین قیمت مناسب برای مصرف کننده
– جذب سرمایه های موجود در بخش خصوصی وهدایت آن در جهت انتفاع جمعی وعدم نیاز به سرمایه گذاری کلان دولتی
– افزایش کیفیت کالای ارائه شده با توجه ب