برنامه درسی

بررسی سیستم های قدرت

ریاضیات مهندسی

• "Reactive Power Control in Electric Systems" by Timothy J. E. Miller

  • یکی از منابع پایه‌ای و جامع در زمینه کنترل توان راکتیو.

• "Electric Power Systems: A Conceptual Introduction" by Alexandra von Meier

  • کتابی کاربردی که به مفاهیم پایه‌ای سیستم‌های قدرت و کنترل توان راکتیو می‌پردازد.

• IEEE Transactions on Power Systems

  • نشریه‌ای معتبر که شامل مقالات پژوهشی در زمینه کنترل توان راکتیو و مباحث مرتبط است.

استفاده از این منابع و شرکت در دوره‌های آموزشی مرتبط، دانشجویان را برای مواجهه با چالش‌های کنترل توان راکتیو در سیستم‌های قدرت آماده می‌کند و آن‌ها را به سمت پژوهش و توسعه راه‌حل‌های نوین هدایت می‌کند.

درس "کنترل توان راکتیو" یکی از دروس مهم در مقاطع کارشناسی ارشد و دکتری در رشته مهندسی برق با گرایش قدرت است. این درس به بررسی و تحلیل توان راکتیو و نحوه کنترل و مدیریت آن در سیستم‌های قدرت می‌پردازد. در زیر خلاصه‌ای از مفاهیم کلیدی و مباحث اصلی این درس آورده شده است:

کنترل توان راکتیو

توان راکتیو چیست؟

• توان راکتیو بخشی از توان الکتریکی است که در مدارهای متناوب بین منبع و بار منتقل می‌شود ولی به صورت انرژی ذخیره نمی‌شود. این توان برای ایجاد و نگهداری میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی در دستگاه‌ها و تجهیزات استفاده می‌شود.

مباحث اصلی درس کنترل توان راکتیو:

1. مفاهیم پایه‌ای توان راکتیو:

   • تعریف توان راکتیو و تفاوت آن با توان حقیقی و توان ظاهری.
   • نقش توان راکتیو در سیستم‌های قدرت و اهمیت آن در بهره‌وری و پایداری سیستم.

2. تولید و مصرف توان راکتیو:

   • منابع تولید توان راکتیو (مانند ژنراتورها، خازن‌ها، و دستگاه‌های جبران‌کننده استاتیکی).
   • بارهای مصرف‌کننده توان راکتیو (مانند موتورها، ترانسفورماتورها، و خطوط انتقال).

3. کنترل و مدیریت توان راکتیو:

   • اهداف کنترل توان راکتیو شامل بهبود پروفیل ولتاژ، کاهش تلفات سیستم و افزایش ظرفیت انتقال.
   • روش‌های کنترل توان راکتیو در شبکه‌های انتقال و توزیع.

4. جبران‌سازی توان راکتیو:

   • جبران‌سازهای استاتیکی (SVCs) و جبران‌سازهای سنکرون استاتیکی (STATCOM).
   • سیستم‌های جبران‌ساز سری و شنت و کاربرد آن‌ها در بهبود پایداری ولتاژ و کاهش تلفات.

5. پایداری ولتاژ و کنترل توان راکتیو:

   • بررسی پایداری ولتاژ و تأثیر توان راکتیو بر روی آن.
   • تحلیل نقطه کار و منحنی‌های PV و QV.

6. روش‌های مدلسازی و شبیه‌سازی:

   • استفاده از نرم‌افزارهای شبیه‌سازی مانند MATLAB/Simulink، PSSE و PSCAD برای مدلسازی و تحلیل سیستم‌های قدرت.
   • شبیه‌سازی سناریوهای مختلف کنترل توان راکتیو و بررسی نتایج.

7. کنترل پیشرفته توان راکتیو:

   • استفاده از تکنیک‌های هوش مصنوعی و یادگیری ماشین برای بهینه‌سازی کنترل توان راکتیو.
   • کاربرد سیستم‌های کنترل پیش‌بینانه و تطبیقی در مدیریت توان راکتیو.

هدف اصلی این درس، ایجاد توانایی در دانشجویان برای تحلیل، طراحی و پیاده‌سازی سیستم‌های کنترل توان راکتیو است. دانشجویان باید بتوانند با استفاده از ابزارها و تکنیک‌های مدرن، توان راکتیو را در سیستم‌های قدرت به گونه‌ای مدیریت کنند که پایداری ولتاژ حفظ شده و بهره‌وری سیستم افزایش یابد.

ریاضیات

آمار احتمالات مهندسی

• "Power System Reliability Evaluation" by Roy Billinton and Ronald N. Allan

  • یکی از معتبرترین و جامع‌ترین کتاب‌ها در زمینه ارزیابی قابلیت اطمینان سیستم‌های قدرت.

• "Reliability Evaluation of Power Systems" by Roy Billinton and Ronald N. Allan

  • این کتاب نیز یکی از منابع پایه‌ای و اصلی برای مطالعه قابلیت اطمینان سیستم‌های قدرت است.

• IEEE Transactions on Power Systems

  • نشریه‌ای معتبر که شامل مقالات پژوهشی و بررسی‌های جامع در زمینه قابلیت اطمینان سیستم‌های قدرت است.

استفاده از این منابع و شرکت در دوره‌های آموزشی مرتبط، دانشجویان را برای تحلیل و بهبود قابلیت اطمینان سیستم‌های قدرت آماده می‌کند و آن‌ها را به سمت پژوهش و توسعه راه‌حل‌های نوین هدایت می‌کند.

درس "قابلیت اطمینان سیستم‌های قدرت" یکی از دروس مهم و کاربردی در مقاطع کارشناسی ارشد و دکتری در رشته مهندسی برق گرایش قدرت است. این درس به تحلیل و ارزیابی قابلیت اطمینان (Reliability) سیستم‌های قدرت می‌پردازد و روش‌های مختلفی را برای بهبود پایداری و اطمینان سیستم‌های قدرت معرفی می‌کند. در ادامه خلاصه‌ای از مفاهیم کلیدی و مباحث اصلی این درس آورده شده است:

قابلیت اطمینان سیستم‌های قدرت

قابلیت اطمینان چیست؟

• قابلیت اطمینان سیستم‌های قدرت به توانایی سیستم در تامین نیازهای برق کاربران بدون وقفه و با کیفیت مناسب اطلاق می‌شود. این مفهوم شامل پایداری، در دسترس بودن، قابلیت نگهداری و کیفیت خدمات سیستم قدرت است.

مباحث اصلی درس قابلیت اطمینان سیستم‌های قدرت:

1. مفاهیم پایه‌ای قابلیت اطمینان:

   • تعریف و شاخص‌های قابلیت اطمینان مانند MTBF (متوسط زمان بین خرابی‌ها)، MTTR (متوسط زمان تعمیر)، SAIDI (شاخص متوسط زمان قطع)، SAIFI (شاخص متوسط تعداد قطع).
   • تفاوت بین قابلیت اطمینان و امنیت سیستم‌های قدرت.

2. مدلسازی و تحلیل قابلیت اطمینان:

   • مدلسازی خرابی‌ها و تعمیرات در اجزای مختلف سیستم‌های قدرت مانند خطوط انتقال، ترانسفورماتورها، و ژنراتورها.
   • تحلیل سیستم‌های سری، موازی و ترکیبی و محاسبه قابلیت اطمینان آن‌ها.

3. روش‌های ارزیابی قابلیت اطمینان:

   • روش‌های تحلیلی مانند مدل‌های مارکوف، شبکه‌های پتری، و شبیه‌سازی مونت کارلو.
   • استفاده از داده‌های تاریخی برای تحلیل و پیش‌بینی خرابی‌ها و تعمیرات.

4. قابلیت اطمینان در تولید و انتقال برق:

   • ارزیابی قابلیت اطمینان واحدهای تولید برق و شبکه‌های انتقال.
   • تحلیل پایداری ولتاژ و فرکانس و تاثیر آن‌ها بر قابلیت اطمینان سیستم.

5. مدیریت و بهبود قابلیت اطمینان:

   • روش‌های پیشگیرانه و واکنشی برای بهبود قابلیت اطمینان.
   • برنامه‌های نگهداری پیشگیرانه (Preventive Maintenance) و نگهداری پیش‌بینی‌شده (Predictive Maintenance).

6. تاثیر منابع انرژی تجدیدپذیر بر قابلیت اطمینان:

   • تحلیل اثرات اضافه شدن منابع انرژی تجدیدپذیر مانند باد و خورشید بر قابلیت اطمینان سیستم‌های قدرت.
   • چالش‌ها و راه‌حل‌های مربوط به یکپارچه‌سازی منابع تجدیدپذیر در شبکه‌های قدرت.

7. استانداردها و مقررات قابلیت اطمینان:

   • بررسی استانداردها و مقررات بین‌المللی مرتبط با قابلیت اطمینان سیستم‌های قدرت مانند IEEE و NERC.
   • ارزیابی و پیاده‌سازی استانداردهای قابلیت اطمینان در سیستم‌های قدرت.

هدف اصلی این درس، توانمندسازی دانشجویان برای تحلیل، ارزیابی و بهبود قابلیت اطمینان سیستم‌های قدرت است. دانشجویان با یادگیری روش‌های مختلف مدلسازی و ارزیابی، توانایی مدیریت و بهبود قابلیت اطمینان شبکه‌های قدرت را پیدا می‌کنند و می‌توانند در طراحی سیستم‌های پایدار و قابل اطمینان نقش موثری ایفا کنند.

بررسی سیستم های قدرت 2

ماشین های الکتریکی 3

ریاضیات

• "Power System Operation and Control" by Robert H. Miller and James H. Malinowski

  • کتابی جامع که به بررسی مفاهیم بهره‌برداری و کنترل سیستم‌های قدرت می‌پردازد.

• "Electric Power Systems: A Conceptual Introduction" by Alexandra von Meier

  • این کتاب به مفاهیم پایه‌ای و کاربردی بهره‌برداری از سیستم‌های قدرت و چالش‌های آن‌ها می‌پردازد.

• "Power System Analysis and Design" by J. Duncan Glover, Thomas Overbye, and Mulukutla S. Sarma

  • یکی از منابع معتبر که به تحلیل و طراحی سیستم‌های قدرت با تمرکز بر بهره‌برداری بهینه می‌پردازد.

• IEEE Transactions on Power Systems

  • نشریه‌ای معتبر که شامل مقالات پژوهشی و بررسی‌های جامع در زمینه بهره‌برداری از سیستم‌های قدرت است.

استفاده از این منابع و شرکت در دوره‌های آموزشی مرتبط، دانشجویان را برای مواجهه با چالش‌های بهره‌برداری از سیستم‌های قدرت آماده می‌کند و آن‌ها را به سمت پژوهش و توسعه راه‌حل‌های نوین هدایت می‌کند.

درس "بهره‌برداری از سیستم‌های قدرت پیشرفته" یکی از دروس مهم و تخصصی در مقاطع کارشناسی ارشد و دکتری در رشته مهندسی برق با گرایش قدرت است. این درس به بررسی و تحلیل اصول و روش‌های بهره‌برداری و مدیریت بهینه سیستم‌های قدرت در شرایط مختلف می‌پردازد. در ادامه، خلاصه‌ای از مفاهیم کلیدی و مباحث اصلی این درس آورده شده است:

بهره‌برداری از سیستم‌های قدرت پیشرفته

بهره‌برداری از سیستم‌های قدرت چیست؟

• بهره‌برداری از سیستم‌های قدرت به مجموعه فعالیت‌ها و فرایندهایی اطلاق می‌شود که به منظور مدیریت بهینه تولید، انتقال و توزیع انرژی الکتریکی انجام می‌شود تا سیستم‌های قدرت با بالاترین کارایی و پایداری ممکن عمل کنند.

مباحث اصلی درس بهره‌برداری از سیستم‌های قدرت پیشرفته:

1. مقدمه‌ای بر بهره‌برداری از سیستم‌های قدرت:

   • مفاهیم پایه‌ای بهره‌برداری و مدیریت سیستم‌های قدرت.
   • اهداف بهره‌برداری از سیستم‌های قدرت شامل بهینه‌سازی هزینه‌ها، افزایش بهره‌وری و حفظ پایداری.

2. برنامه‌ریزی و زمان‌بندی تولید:

   • اصول برنامه‌ریزی تولید و توزیع بار.
   • روش‌های زمان‌بندی تولید بهینه مانند روش‌های برنامه‌ریزی خطی و غیرخطی.

3. بهره‌برداری بهینه از شبکه‌های انتقال:

   • مدیریت تراکم در خطوط انتقال و راهکارهای کاهش آن.
   • کنترل توان راکتیو و بهبود پروفیل ولتاژ در شبکه‌های انتقال.

4. پایداری و امنیت سیستم‌های قدرت:

   • تحلیل پایداری گذرا و دینامیکی سیستم‌های قدرت.
   • روش‌های افزایش امنیت سیستم‌های قدرت و جلوگیری از بروز خاموشی‌های گسترده.

5. مدیریت بار و پاسخگویی به تقاضا:

   • تکنیک‌های مدیریت بار شامل پاسخگویی به تقاضا و شیفت بار.
   • تاثیر مدیریت بار بر بهره‌برداری بهینه و پایداری سیستم‌های قدرت.

6. بهره‌برداری از منابع انرژی تجدیدپذیر:

   • چالش‌ها و فرصت‌های بهره‌برداری از منابع انرژی تجدیدپذیر مانند باد و خورشید.
   • روش‌های یکپارچه‌سازی منابع تجدیدپذیر در سیستم‌های قدرت و مدیریت نوسانات تولید.

7. بازارهای برق و اقتصاد بهره‌برداری:

   • اصول بازارهای برق و مدل‌های قیمت‌گذاری.
   • تحلیل اقتصادی بهره‌برداری از سیستم‌های قدرت و بهینه‌سازی هزینه‌ها.

8. فناوری‌های هوشمند در بهره‌برداری از سیستم‌های قدرت:

   • کاربرد فناوری‌های هوشمند مانند شبکه‌های هوشمند و سیستم‌های SCADA در بهره‌برداری از سیستم‌های قدرت.
   • استفاده از تکنیک‌های هوش مصنوعی و یادگیری ماشین در مدیریت بهینه سیستم‌های قدرت.

دف اصلی این درس، آموزش دانشجویان برای تحلیل و مدیریت بهینه سیستم‌های قدرت در شرایط مختلف عملیاتی است. دانشجویان با یادگیری روش‌های مختلف بهره‌برداری و استفاده از فناوری‌های نوین، توانایی بهینه‌سازی عملکرد سیستم‌های قدرت و افزایش بهره‌وری و پایداری آن‌ها را پیدا می‌کنند.

دینامیک سیستم های قدرت 1

بهره برداری از سیستم های قدرت

اشین های اکتریکی

بررسی سیستم های قدرت

ریاضیات

• "Artificial Intelligence Techniques in Power Systems" by Kevin Warwick and Arthur Ekwue

  • کتابی جامع که به بررسی تکنیک‌های هوش مصنوعی و کاربرد آن‌ها در سیستم‌های قدرت می‌پردازد.

• "Power System Stability and Control" by Prabha Kundur

  • این کتاب به مفاهیم پایداری سیستم‌های قدرت و روش‌های کنترل آن‌ها با استفاده از تکنیک‌های پیشرفته می‌پردازد.

• "Handbook of Metaheuristic Algorithms" by Ali Kaveh

  • کتابی که الگوریتم‌های فراابتکاری و کاربردهای آن‌ها در بهینه‌سازی مسائل مختلف را معرفی می‌کند.

• IEEE Transactions on Smart Grid

  • نشریه‌ای معتبر که شامل مقالات پژوهشی در زمینه استفاده از کنترل کننده‌های هوشمند و الگوریتم‌های نوین در سیستم‌های قدرت است.

استفاده از این منابع و شرکت در دوره‌های آموزشی مرتبط، دانشجویان را برای تحلیل، شبیه‌سازی و بهینه‌سازی سیستم‌های قدرت با استفاده از تکنیک‌های هوشمند و الگوریتم‌های نوین آماده می‌کند و آن‌ها را به سمت پژوهش و توسعه راه‌حل‌های نوین هدایت می‌کند.

درس "مباحث ویژه: کاربرد کنترل کننده‌های هوشمند و الگوریتم‌های نوین در شبیه‌سازی سیستم‌های قدرت" یکی از دروس پیشرفته و تخصصی در مقاطع کارشناسی ارشد و دکتری رشته مهندسی برق گرایش قدرت است. این درس به بررسی و تحلیل کاربردهای مختلف کنترل کننده‌های هوشمند و الگوریتم‌های نوین در شبیه‌سازی و بهینه‌سازی عملکرد سیستم‌های قدرت می‌پردازد. در ادامه، خلاصه‌ای از مفاهیم کلیدی و مباحث اصلی این درس آورده شده است:

مباحث ویژه: کاربرد کنترل کننده‌های هوشمند و الگوریتم‌های نوین در شبیه‌سازی سیستم‌های قدرت

کنترل کننده‌های هوشمند چیستند؟

• کنترل کننده‌های هوشمند سیستم‌هایی هستند که از تکنیک‌های هوش مصنوعی مانند شبکه‌های عصبی مصنوعی، منطق فازی، الگوریتم‌های ژنتیک و یادگیری ماشین برای بهبود کنترل و مدیریت سیستم‌های قدرت استفاده می‌کنند.

الگوریتم‌های نوین چیستند؟

• الگوریتم‌های نوین شامل روش‌های پیشرفته ریاضی و محاسباتی مانند الگوریتم‌های تکاملی، الگوریتم‌های بهینه‌سازی، الگوریتم‌های چند هدفه و روش‌های فراابتکاری است که برای حل مسائل پیچیده و بهینه‌سازی در سیستم‌های قدرت به کار می‌روند.

مباحث اصلی درس:

1. مفاهیم پایه‌ای و معرفی کنترل کننده‌های هوشمند:

   • تعریف و انواع کنترل کننده‌های هوشمند.
   • مزایا و کاربردهای کنترل کننده‌های هوشمند در سیستم‌های قدرت.

2. شبکه‌های عصبی مصنوعی (ANN) در سیستم‌های قدرت:

   • ساختار و عملکرد شبکه‌های عصبی مصنوعی.
   • کاربرد شبکه‌های عصبی در پیش‌بینی بار، پایداری سیستم و کنترل ولتاژ.

3. منطق فازی (Fuzzy Logic) در سیستم‌های قدرت:

   • اصول منطق فازی و کاربرد آن در کنترل سیستم‌های قدرت.
   • طراحی کنترل کننده‌های فازی برای بهبود پایداری و بهره‌وری سیستم.

4. الگوریتم‌های ژنتیک (GA) و بهینه‌سازی تکاملی:

   • معرفی الگوریتم‌های ژنتیک و روش‌های تکاملی.
   • کاربرد این الگوریتم‌ها در بهینه‌سازی مسائل مختلف سیستم‌های قدرت.

5. الگوریتم‌های یادگیری ماشین (Machine Learning):

   • تکنیک‌های مختلف یادگیری ماشین مانند یادگیری نظارت‌شده، یادگیری بدون نظارت و یادگیری تقویتی.
   • استفاده از یادگیری ماشین برای تشخیص خطا، پیش‌بینی بار و بهینه‌سازی بهره‌برداری از سیستم.

6. الگوریتم‌های فراابتکاری (Metaheuristic Algorithms):

   • معرفی الگوریتم‌های فراابتکاری مانند الگوریتم زنبور عسل، الگوریتم کرم شب‌تاب و الگوریتم پرندگان.
   • کاربرد این الگوریتم‌ها در بهینه‌سازی مسائل پیچیده سیستم‌های قدرت.

7. شبیه‌سازی سیستم‌های قدرت:

   • معرفی نرم‌افزارهای شبیه‌سازی مانند MATLAB/Simulink، PSCAD و DigSILENT.
   • تمرکز و حل مسئله با استفاده از  MATLAB/mfile و MATLAB/Simulink
   • شبیه‌سازی سناریوهای مختلف بهره‌برداری و کنترل سیستم‌های قدرت با استفاده از کنترل کننده‌های هوشمند و الگوریتم‌های نوین.

8. کاربردهای عملی و مطالعات موردی:

   • بررسی موارد عملی استفاده از کنترل کننده‌های هوشمند در سیستم‌های قدرت.
   • تحلیل و ارزیابی نتایج به دست آمده از شبیه‌سازی و بهینه‌سازی.

هدف اصلی این درس، توانمندسازی دانشجویان برای استفاده از تکنیک‌های هوشمند و الگوریتم‌های نوین در تحلیل، شبیه‌سازی و بهینه‌سازی سیستم‌های قدرت است. دانشجویان با یادگیری این مباحث می‌توانند در طراحی و بهبود عملکرد سیستم‌های قدرت نقش موثری ایفا کنند و به توسعه راه‌حل‌های نوین و کاربردی در این زمینه بپردازند.