ارائه الگوریتمی جهت جزیره سازی سیستمهای قدرت با حفظ معیارهای امنیت

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.

نوع فایل :word 

تعداد صفحات :۲۹۰

۱-۱- مقدمه

سابقه کارهای انجام یافته، اهداف، ایده ها و محدودیتهای انجام رساله

۲-۱-مقدمه

۲-۲- مطالعات انجام شده در تشخیص پایداری گذرا

۲-۳- مطالعات انجام شده در مورد همسویی(Coherency) و تعیین معادلهای دینامیکی

۲-۳-۱- مطالعات انجام گرفته در حوزه زمان

۲-۳-۲- مطالعات انجام گرفته در حوزه فرکانس

۲-۴- مطالعات انجام شده در مورد همسویی و جزیره‌سازی سیستم

۲-۵- مطالعات انجام گرفته در حوزه جزیره‌سازی

۲-۶- کاهش شبکه در جزیره‌سازی

۲-۷- روش جزایر توده‌ای یا متراکم

۲-۸- بارزدایی در جزایر

۲-۸-۱- تعریف حذف بار

۲-۸-۱- تعریف حذف بار

۲-۹- ضرورت انجام پژوهش

۲-۱۰- اهداف تحقیق

۲-۱۱- استراتژی جزیره سازی

۲-۱۱-۱- فضای جستجوی اصلی (واقعی)

۲-۱۱-۲- استراتژی شدنی

۲-۱۱-۳- فضای استراتژی شدنی

۲-۱۲- ایده‌ها و نوآوریها

۲-۱۳- نیازمندیها و ملاحظات لازم در تشکیل جزیره‌ها

۲-۱۴- الگوهای حفاظتی خاص

۲-۱۴-۱- معیارهای مورد نیاز در طراحی SPS

۲-۱۵- روش پیشنهادی

پایداری سیستمهای قدرت

۳-۱- پایداری سیستمهای قدرت

۳-۲- پایداری گذرا

۳-۲-۱- مدل بدون ورودی

۳-۲-۲- معادلات حالت در چهارچوب مرکز زاویه (COA)

۳-۲-۳- قضیه لیاپانف

۳-۲-۴- تابع لیاپانف برای یک سیستم چند ماشینه

۳-۲-۵- محاسبه ناحیه همگرایی

۳-۳- پایداری فرکانس

۳-۴- معیار برابری سطوح توسعه یافته

کاهش مرتبه سیستمهای قدرت و خوشه بندی اطلاعات

۴-۱-کاهش مرتبه سیستمهای قدرت و خوشه بندی اطلاعات

۴-۱-۱- خوشه‌بندی تقسیم‌گر K-Means

۴-۲- بکارگیری روشهای خوشه بندی در سیستم های قدرت

۴-۳- روشهای معادلسازی دینامیکی

۴-۴- روش تحلیل شکل نرمال (NFA: Normal Form Analysis)

۴-۴-۱- آنالیز شکل نرمال در نزدیکی تشدیدهای قوی

۴-۵- روش زیرفضای Krylov

۴-۵-۱- روش اسکالر Arnoldi

۴-۵-۲- روش بلوکی Arnoldi

۴-۵-۳- تطبیق گشتاورها و زیرفضای Krylov

۴-۶- کاهش مرتبه با زیر فضای Krylov و نظریه همسویی

۴-۷-تئوری اختلالات ویژه (PA: Perturbation Analysis )

نظریه گراف و کاربرد آن در سیستمهای قدرت

۵-۱- تعریف گراف

۵-۲- تعریف گرافهای متصل

۵-۳- ماتریس همسایگی یک گراف

۵-۴- اتصال (Connectivity)

۵-۵- گراف جهت دار

۵-۶- تعریف حداقل کات‌ست

۵-۷- تعریف ادغام رئوس (گوشه‌ها)

۵-۸- حداقل درخت پوشا

۵-۹- درخت استینیر

۵-۱۰- تحقق تئوری گراف در سیستم قدرت

۵-۱۱- بکارگیری الگوریتم پریم (Algorithm Prim ) جهت حل مساله درخت پوشای حداقل

۵-۱۲- الگوریتم Prim

۵-۱۳- الگوریتمKruskal

۵-۱۴-الگوریتم Baruvka

 امنیت سیستمهای قدرت

۶-۱- قابلیت اطمینان سیستمهای قدرت

۶-۲- حالت نرمال

۶-۳- وضعیت هشدار

۶-۴- وضعیت اضطراری

۶-۵- وضعیت فوق بحرانی

۶-۶- وضعیت بازیابی

۶-۶-۱- بازیابی سیستم قدرت (Power System Restoration)

۶-۷- پایداری فرکانس

۶-۸- ناپایداری ولتاژ

۶-۹- ناپایداری زاویه‌ای گذرا

۶-۱۰- عوامل موثر در پدیده فروپاشی سیستم

۶-۱۰-۱- راه‌حلهای بلندمدت

۶-۱۰-۲- دستیابی به کنترلهای هوشمند

۶-۱۰-۳- جزیره‌سازی

۶-۱۰-۴- حذف بار

۶-۱۱- طراحی یک سیستم انعطاف‌پذیر به جای یک سیستم شکننده

۶-۱۲- بازیابی از خروجهای متوالی

۶-۱۳- امنیت استاتیکی و دینامیکی سیستمهای قدرت

۶-۱۳-۱- معیارهای امنیت

۶-۱۳-۲- روشهای ارزیابی امنیت

۶-۱۳-۳-روش انتگرالگیری عددی

۶-۱۳-۴- روش مستقیم لیاپانف

۶-۱۳-۵- روشهای احتمالی

۶-۱۳-۶- روشهای مبتنی بر سیستمهای خبره

۶-۱۴- ارزیابی آنلاین امنیت دینامیکی

۶-۱۵- ویژگیهای حوادث متوالی در سیستمهای قدرت

۶-۱۶- روشهای بررسی حوادث نادر

۶-۱۷- خطای پنهان (Hidden Failure) در سیستمهای حفاظتی

۶-۱۸- ارزیابی احتمال خطر (Probability Risk Assessment)

۶-۱۹- درخت حادثه دینامیکی (DET: Dynamic Event Tree)

نتایج حاصل از پژوهش

۷-۱-نتایج حاصل از پژوهش

۷-۲- محاسبه مدهای بین ناحیه‌‌ای

۷-۳- تحلیل پدیده همسویی با استفاده از روش ماتریس های اسپارس

۷-۴- شبیه سازی و ارایه نتایج

۷-۵- شبیه سازی زمانی

۷-۶- مطالعه بر روی شبکه ۱۱۸ شینه IEEE

۷-۷- شبیه سازی زمانی در شبکه ۱۱۸ باسه IEEE

نتیجه گیری و ارائه پیشنهادات

۸-۱- نتیجه‌گیری

۸-۲- ارائه پیشنهادات