با توجه به افزایش سهم گاز طبیعی در بازار مصرف جهانی، توجه به روش های انتقال بدون خط لوله افزایش یافته است. بیشتر روش هایی مورد توجه قرار گرفته است که ظرفیت ذخیره سازی در آن ها بالا و از نظر اقتصادی مقرون به صرفه باشند. یکی از ا ین روش ها که امروزه بسیار مورد توجه است، روش حمل گاز توسط هیدرات میباشد. علاوه بر این امروزه کاربردهای صنعتی د یگری نیز بر ای این پد یده مطرح شده است و سبب شده است که توجه به آن در صنعت بیشتر از پیش باشد . در پژوهش حاضر برای آشنایی بیشتر با این پدیده در فصل اول هیدرات گاز ی معرفی شده، ساختارهای رایج آن و مطالعات عمده ای که در این زمینه صورت پذیرفته است ، به صورت مشروح بیان شده است . با توجه به مشکلاتی که در زمینه استفاده از آن در صنعت وجود دارد، محققیق افزودن مواد بهبود دهنده به سیستم تشکیل هیدرات را پیشنهاد نموده اند. از این رو در فصل دوم به معرفی مواد بهبود دهنده و چگونگی تأ ثیرگذاری آن ها پرداخته شده است . در فصل سوم مدل پا یه محاسبات هیدرات معرفی شده سپس این مدل در حضور مواد بهبود دهنده مانند مواد فعال سطحی و هیدروتروپها اصلاح شده است، تا مدل پیشگوتری حاصل شود . در فصل چهارم نتا یج حاصل از مدلسازی برای سیستمهای مختلف تشکیل هیدرات برای مثال سیستم آب خالص، سیستمهای شامل ماده بازدارنده متانول و سیستمهای شامل انواع مواد بهبود دهنده رایج با نتایج تجربی مقایسه شده است و نشان داده شده است که مدل با دقت بالایی قادر است فشار تشکیل هیدرات را در دما ی مورد نظر پیشبینی نماید. در فصل پنجم نتا یج کلی حاصل از ا ین پژوهش ارائه شده است و در ادامه پیشنهاداتی جهت ادامه این تحقیق برای علاقمندان به مطالعه این پدیده بیان گردیده است.

فهرست مطالب

چکیده1

مقدمه. 2

حفرات تشکیل دهنده هیدرات.. 5

دوازده وجهی با سطوح پنج ضلعی. 6

چهارده وجهی. 6

شانزده وجهی. 7

رفتار فازی تشکیل هیدرات :12

فرآیند تشکیل و تجزیه هیدرات :15

شرایط تشکیل هیدرات و ویژگی عمومی مولکولهای مهم ان :18

طبیعت شیمیایی مولکولهای مهم ان :19

بررسی هندسی مولکولهای مهم ان :19

هیدراتبه عنوان معضلی در صنعت نفت و گاز :20

فواید هیدرات گازی :21

بهبود شرایط تشکیل هیدرات گازی.. 23

مواد بهبود دهنده هیدرات :25

مواد فعال سطحی :26

تشکیل مایسل توسط مواد فعال سطحی :27

هیدروتروپ ها :30

اثر مواد بهبود دهنده بر فرآیند تشکیل هیدرات :33

مکانیزم تاثیر گذاری مواد بهبود دهنده :34

فصل سوم39

نتیجه گیری و پیشنهادها39

منابع و مآخذ :40

منابع لاتین 41

برنامه ریزی¹ عبارتست از تصمیم گیری برای آینده و برنامه ریزی تولید به معنی تعیین استراتژی تولید به جهت نحوه تخصیص خطوط تولیدی برای پاسخگویی به سفارشات می باشد. از برجسته ترین موارد در تهیه برنامه زمانی تولید جهت خطوط تولیدی، تعیین اندازه انباشته و توالی سفارشات و نحوه تخصیص منابع در طول زمان است [1].

ما همواره در مکالمات روزمره خود از اصطلاح زمانبندی² استفاده می کنیم، هر چند که ممکن است همیشه تعریف مناسبی از آن در ذهن نداشته باشیم. در حقیقت مفهوم آشنایی که ما عموما از آن استفاده می کنیم فهرستی از برنامه هاست و نه زمانبندی. مستندات و برنامه های ملموس همچون برنامه کلاسی، برنامه حرکت اتوبوس و غیره. یک برنامه معمولا به ما می گوید کی وقایع اتفاق می افتد. جواب به سئوالاتی که با کی شروع می شوند، معمولا اطلاعاتی در مورد زمان به ما می دهد. حرکت اتوبوس از ساعت 6 شروع می شود و تا ساعت 20 ادامه دارد. شام در ساعت 21 سرو خواهد شد و مواردی از این دست. در برخی موارد نیز پاسخ ها به توالی وقایع اشاره می کند. اتوبوس پس از روشن شدن هوا حرکت می کند و شام پس از نظافت سالن سرو می شود. بنابراین سئوالاتی که با کی شروع می شوند، با اطلاعاتی در مورد زمان و یا توالی وقایع، که از برنامه بدست می آید پاسخ داده می شوند. فرآیند ایجاد برنامه، تحت عنوان زمانبندی شناخته می شود. هر چند که عموما برنامه ها ملموس و ساده به نظر می رسند، اما فرآیند ایجاد آنها بدون درک عمیقی از زمانبندی، پیچیده است. تهیه شام یک مسئله زمانبندی روزمره است که نیازمند انجام دادن کسری از فعالیتها است. مسائل زمانبندی در صنعت نیز ساختار مشابهی دارند. آنها شامل مجموعه ای از فعالیتها و مجموعه ای از منابع موجود جهت انجام آن فعالیتها است. همچنین در صنعت برخی از تصمیمات تحت عنوان تصمیمات برنامه ریزی شناخته می شوند. فرآیند برنامه ریزی، منابع لازم جهت تولید و مجموعه فعالیتهای مورد نیاز جهت زمانبندی را تعیین می کند. در فرآیند زمانبندی، ما نیازمند تعیین نوع و مقدار هر منبع هستیم و نتیجتا می توانیم زمان شدنی اتمام کارها را مشخص کنیم [2]. زمانبندی، فرآیند تخصیص منابع محدود به فعالیت ها در طول زمان، جهت بهینه سازی یک و یا چند تابع هدف است. منابع شامل نیروی انسانی، ماشین آلات، مواد، تجهیزات کمکی و غیره می باشند.

فهرست مطالب

فصل ۱٫ ۱

کلیات.. ۱

۱-۱- مقدمه. ۱

۱-۲- محدوده تحقیق و اهداف آن.. ۹

۱-۳- مرور ادبیات.. ۱۳

فصل ۲٫ ۲۴

مدلسازی و حل جنبه ای جدید از مسئله زمانبندی جریان کارگاهی جایگشتی.. ۲۴

۲-۱- مقدمه. ۲۴

۲-۲- مدلسازی مسئله. ۲۴

۲-۳- الگوریتم ابتکاری جهت حل مسئله. ۲۸

۲-۴- نتایج محاسباتی.. ۳۴

۲-۴-۱- موارد تستی.. ۳۴

۲-۴-۲- کارآمدی روشهای ابتکاری.. ۳۶

۲-۵- نتیجه گیری.. ۴۰

فصل ۳٫٫ ۴۱

حل مسائل زمانبندی جریان کارگاهی جایگشتی با بکارگیری روشهای فراابتکاری ترکیبی.. ۴۱

۳-۱- مقدمه. ۴۱

۳-۲- الگوریتم ژنتیک… ۴۱

۳-۳- مدل ریاضی.. ۴۳

۳-۴- الگوریتم ژنتیک ترکیبی.. ۴۵

۳-۴-۱- جوابهای اولیه. ۴۶

۳-۴-۲- بهبود. ۴۶

۳-۴-۳- ارزیابی.. ۴۸

۳-۴-۴- انتخاب.. ۴۸

۳-۴-۵- عملگرهای ژنتیکی.. ۵۰

۳-۴-۵-۱- درجه عبور^۵. ۵۰

۳-۴-۵-۲- جهش ابتکاری.. ۵۲

۳-۴-۵-۳- جهش وارونه. ۵۲

۳-۵- نتایج محاسباتی.. ۵۳

۳-۶- بهینه سازی جامعه مورچگان.. ۵۶

۳-۷- الگوریتم بهینه سازی جامعه مورچگان ترکیبی.. ۵۷

۳-۷-۱- تشخیص اولیه. ۵۷

۳-۷-۲- قانون انتقال^۱ ۶۰

۳-۷-۳- جستجوی محلی.. ۶۰

۳-۷-۴- به روز رسانی فرومون ها ۶۰

۳-۷-۵- معیار توقف.. ۶۲

۳-۸- نتایج محاسباتی.. ۶۲

۳-۹- الگوریتم الکترومغناطیس… ۶۹

۳-۱۰- الگوریتم الکترومغناطیس ترکیبی.. ۷۲

۳-۱۱- نتایج محاسباتی.. ۷۵

۳-۱۲- نتیجه گیری.. ۸۰

فصل ۴٫٫ ۸۳

مسئله فروشنده دوره گرد. ۸۳

۴-۱- مقدمه. ۸۳

۴-۲- تعریف مسئله. ۸۵

۴-۳- کاربرد و ارتباط با مسائل زمانبندی.. ۸۵

۴-۴- مدل ریاضی.. ۸۶

۴-۵- روش حل.. ۸۸

۴-۶- نتایج محاسباتی.. ۸۸

۴-۷ نتیجه گیری.. ۹۰

فصل ۵٫ ۹۱

نتیجه گیری و پیشنهادات برای مطالعات و پژوهش های آتی.. ۹۱

۵-۱- نتیجه گیری.. ۹۱

۵-۲- پیشنهادها ۹۶

۶- منابع.. ۹۷

مدلسازی و شبیه سازی اثر اتصالات ترانسفورماتور بر چگونگی انتشار تغییرات ولتاژ در شبکه با در نظر گرفتن اثر اشباع

چکیده

در سالهای اخیر، مسایل جدی کیفیت توان در ارتباط با افت ولتاژهای ایجاد شده توسط تجهیزات و مشتریان، مطرح شده است، که بدلیل شدت استفاده از تجهیزات الکترونیکی حساس در فرآیند اتوماسیون است. وقتی که دامنه و مدت افت ولتاژ، از آستانه حساسیت تجهیزات مشتریان فراتر رود ، ممکن است این تجهیزات درست کار نکند، و موجب توقف تولید و هزینه­ی قابل توجه مربوطه گردد. بنابراین فهم ویژگیهای افت ولتاژها در پایانه های تجهیزات لازم است. افت ولتاژها عمدتاً بوسیله خطاهای متقارن یا نامتقارن در سیستمهای انتقال یا توزیع ایجاد می­شود. خطاها در سیستمهای توزیع معمولاً تنها باعث افت ولتاژهایی در باسهای مشتریان محلی می­شود. تعداد و ویژگیهای افت ولتاژها که بعنوان عملکرد افت ولتاژها در باسهای مشتریان شناخته می­شود، ممکن است با یکدیگر و با توجه به مکان اصلی خطاها فرق کند. تفاوت در عملکرد افت ولتاژها یعنی، دامنه و بویژه نسبت زاویه فاز، نتیجه انتشار افت ولتاژها از مکانهای اصلی خطا به باسهای دیگر است. انتشار افت ولتاژها از طریق اتصالات متنوع ترانسفورماتورها، منجر به عملکرد متفاوت افت ولتاژها در طرف ثانویه ترانسفورماتورها می­شود. معمولاً، انتشار افت ولتاژ بصورت جریان یافتن افت ولتاژها از سطح ولتاژ بالاتر به سطح ولتاژ پایین­تر تعریف می­شود. بواسطه امپدانس ترانسفورماتور کاهنده، انتشار در جهت معکوس، چشمگیر نخواهد بود. عملکرد افت ولتاژها در باسهای مشتریان را با مونیتورینگ یا اطلاعات آماری می­توان ارزیابی کرد. هر چند ممکن است این عملکرد در پایانه­های تجهیزات، بواسطه اتصالات سیم­پیچهای ترانسفورماتور مورد استفاده در ورودی کارخانه، دوباره تغییر کند. بنابراین، لازم است بصورت ویژه انتشار افت ولتاژ از باسها به تاسیسات کارخانه از طریق اتصالات متفاوت ترانسفورماتور سرویس دهنده، مورد مطالعه قرار گیرد. این پایان نامه با طبقه بندی انواع گروههای برداری ترانسفورماتور و اتصالات آن و همچنین دسته بندی خطاهای متقارن و نامتقارن به هفت گروه، نحوه انتشار این گروهها را از طریق ترانسفورماتورها با مدلسازی و شبیه­سازی انواع اتصالات سیم پیچها بررسی می­کند و در نهایت نتایج را ارایه می­نماید و این بررسی در شبکه تست چهارده باس IEEE برای چند مورد تایید می­شود.

کلید واژه­ها: افت ولتاژ، مدلسازی ترانسفورماتور، اتصالات ترانسفورماتور، اشباع، شبیه سازی.

Key words: Voltage Sag, Transformer Modeling, Transformer Connection, Saturation, Simulation.

فهرست مطالب

1-1 مقدمه. 2

1-2 مدلهای ترانسفورماتور. 3

1-2-1 معرفی مدل ماتریسی Matrix Representation (BCTRAN Model) 4

1-2-2 مدل ترانسفورماتور قابل اشباع Saturable Transformer Component (STC Model) 6

1-2-3 مدلهای بر مبنای توپولوژی Topology-Based Models. 7

2- مدلسازی ترانسفورماتور. 13

2-1 مقدمه. 13

2-2 ترانسفورماتور ایده آل.. 14

2-3 معادلات شار نشتی.. 16

2-4 معادلات ولتاژ. 18

2-5 ارائه مدار معادل.. 20

2-6 مدلسازی ترانسفورماتور دو سیم پیچه. 22

2-7 شرایط پایانه ها (ترمینالها). 25

2-8 وارد کردن اشباع هسته به شبیه سازی.. 28

2-8-1 روشهای وارد کردن اثرات اشباع هسته. 29

2-8-2 شبیه سازی رابطه بین و ........... 33

2-9 منحنی اشباع با مقادیر لحظهای.. 36

2-9-1 استخراج منحنی مغناطیس کنندگی مدار باز با مقادیر لحظهای.. 36

2-9-2 بدست آوردن ضرایب معادله انتگرالی.. 39

2-10 خطای استفاده از منحنی مدار باز با مقادیر rms. 41

2-11 شبیه سازی ترانسفورماتور پنج ستونی در حوزه زمان.. 43

2-11-1 حل عددی معادلات دیفرانسیل.. 47

2-12 روشهای آزموده شده برای حل همزمان معادلات دیفرانسیل.. 53

3- انواع خطاهای نامتقارن و اثر اتصالات ترانسفورماتور روی آن.. 57

3-1 مقدمه. 57

3-2 دامنه افت ولتاژ. 57

3-3 مدت افت ولتاژ. 57

3-4 اتصالات سیم پیچی ترانس.... 58

3-5 انتقال افت ولتاژها از طریق ترانسفورماتور. 59

§3-5-1 خطای تکفاز، بار با اتصال ستاره، بدون ترانسفورماتور. 59

§3-5-2 خطای تکفاز، بار با اتصال مثلث، بدون ترانسفورماتور. 59

§3-5-3 خطای تکفاز، بار با اتصال ستاره، ترانسفورماتور نوع دوم. 60

§3-5-4 خطای تکفاز، بار با اتصال مثلث، ترانسفورماتور نوع دوم. 60

§3-5-5 خطای تکفاز، بار با اتصال ستاره، ترانسفورماتور نوع سوم. 60

§3-5-6 خطای تکفاز، بار با اتصال مثلث، ترانسفورماتور نوع سوم. 60

§3-5-7 خطای دو فاز به هم، بار با اتصال ستاره، بدون ترانسفورماتور. 61

§3-5-8 خطای دو فاز به هم، بار با اتصال مثلث، بدون ترانسفورماتور. 61

§3-5-9 خطای دو فاز به هم، بار با اتصال ستاره، ترانسفورماتور نوع دوم. 61

§3-5-10 خطای دو فاز به هم، بار با اتصال مثلث، ترانسفورماتور نوع دوم. 61

§3-5-11 خطای دو فاز به هم، بار با اتصال ستاره، ترانسفورماتور نوع سوم. 62

§3-5-12 خطای دو فاز به هم، بار با اتصال مثلث، ترانسفورماتور نوع سوم. 62

§3-5-13 خطاهای دو فاز به زمین.. 62

3-6 جمعبندی انواع خطاها 64

3-7 خطای Type A ، ترانسفورماتور Dd.. 65

3-8 خطای Type B ، ترانسفورماتور Dd.. 67

3-9 خطای Type C ، ترانسفورماتور Dd.. 69

3-10 خطاهای Type D و Type F و Type G ، ترانسفورماتور Dd.. 72

3-11 خطای Type E ، ترانسفورماتور Dd.. 72

3-12 خطاهای نامتقارن ، ترانسفورماتور Yy.. 73

3-13 خطاهای نامتقارن ، ترانسفورماتور Ygyg.. 73

3-14 خطای Type A ، ترانسفورماتور Dy.. 73

3-15 خطای Type B ، ترانسفورماتور Dy.. 74

3-16 خطای Type C ، ترانسفورماتور Dy.. 76

3-17 خطای Type D ، ترانسفورماتور Dy.. 77

3-18 خطای Type E ، ترانسفورماتور Dy.. 78

3-19 خطای Type F ، ترانسفورماتور Dy.. 79

3-20 خطای Type G ، ترانسفورماتور Dy.. 80

3-21 شکل موجهای ولتاژ – جریان ترانسفورماتور پنج ستونی برای خطای Type A شبیه سازی با PSCAD.. 81

شبیه سازی با برنامه نوشته شده. 83

3-22 شکل موجهای ولتاژ – جریان ترانسفورماتور پنج ستونی برای خطای Type B شبیه سازی با PSCAD.. 85

شبیه سازی با برنامه نوشته شده. 87

3-23 شکل موجهای ولتاژ – جریان ترانسفورماتور پنج ستونی برای خطای Type C شبیه سازی با PSCAD.. 89

شبیه سازی با برنامه نوشته شده. 91

3-24 شکل موجهای ولتاژ – جریان ترانسفورماتور پنج ستونی برای خطای Type D شبیه سازی با PSCAD.. 93

شبیه سازی با برنامه نوشته شده. 95

3-25 شکل موجهای ولتاژ – جریان ترانسفورماتور پنج ستونی برای خطای Type E شبیه سازی با PSCAD.. 97

شبیه سازی با برنامه نوشته شده. 99

3-26 شکل موجهای ولتاژ – جریان ترانسفورماتور پنج ستونی برای خطای Type F شبیه سازی با PSCAD.. 101

شبیه سازی با برنامه نوشته شده. 103

3-27 شکل موجهای ولتاژ – جریان ترانسفورماتور پنج ستونی برای خطای Type G شبیه سازی با PSCAD.. 105

شبیه سازی با برنامه نوشته شده. 107

3-28 شکل موجهای ولتاژ – جریان چند باس شبکه 14 باس IEEE برای خطای Type D در باس 5. 109

3-29 شکل موجهای ولتاژ – جریان چند باس شبکه 14 باس IEEE برای خطای Type G در باس 5. 112

3-30 شکل موجهای ولتاژ – جریان چند باس شبکه 14 باس IEEE برای خطای Type A در باس 5. 115

4- نتیجه گیری و پیشنهادات... 121

مراجع. 123

فهرست شکلها