فهرست مطالبعنوان صفحهچکیده ........ 1فصل اول (مقدمه )1-1- اهمیت موضوع ......... 51-2- مرور مقالات و کارهای صورت گرفته ...........91-3- نتيجهگيري از مقالات مطالعه شده .....11فصل دوم (قابلیت اطمینان سیستم قدرت)2-2- مدل قابلیت اطمینان ..........162-3- ارزیابی کفایت سیستم قدرت شامل منابع تولید تجدیدپذیر ...........192-3-1- تکنیک محاسبه شاخصهای قابلیت اطمینان در سطح اول .........19فصل سوم (مدل قابلیت اطمینان مزارع بادی)2-4- انواع تکنولوژیهای تولید برق در نیروگاههای بادی ...........233-1-1- نوع اول- نوع سرعت ثابت ...........................243-1-2-نوع دوم- توربین با سرعت متغیر محدود مجهز به جعبه دنده چند مرحلهای ..............................253-1-3- نوع سوم- نوع سرعت متغیر با مبدل الکترونیک قدرت جزئی ...................................................253-1-4- نوع چهارم- تکنولوژی سرعت متغیر با درایو مستقیم و مجهز به مبدل قدرت کامل ...................263-1-5- نوع پنجم- تکنولوژی سرعت متغیر با جعبه دنده یک مرحلهای و مبدل الکترونیک قدرت کامل............................................................................................................................................................ 293-1-6- نوع ششم- تکنولوژی سرعت متغیر با جعبه دنده چند مرحلهای و مبدل الکترونیک قدرت کامل .....................................................................................................................................................................303-1-7- نوع هفتم- تکنولوژی سرعت متغیر با مبدل الکترونیک قدرت جزئی مجهز به ژنراتور القایی دو سو تغذیه شونده بدون جاروبک .................................................................................................................313-2- چگونگی تولید برق توسط نیروگاههای بادی ....................................................................................323-2-1- مدل قابلیت اطمینان برای واحد بادی بر اساس تکنولوژی ژنراتور القایی دو سو تغذیه شونده .....................................................................................................................................................................333-2-1-1- معرفی اجزای تشکیل دهنده واحد بادی و به دست آوردن مدل قابلیت اطمینان واحد بر اساس خرابی اجزا ................................................................................................................................................343-2-1-2- تأثیر عدم قطعیت سرعت باد بر مدل قابلیت اطمینان واحد بادی ..........................................413-2-1-3-مدل کامل قابلیت اطمینان مزرعه بادی ...................................................................................43فصل چهارم (تکنیکهای مختلف خوشهبندی)4-1- اساس خوشهبندی ...........................................................................................................................464-2- انواع روشهای خوشهبندی ............................................................................................................474-3- خوشهبندی فازی ............................................................................................................................484-4- معیارهای کارایی .............................................................................................................................554-4-1- تابع ارزیابی ضریب افراز ............................................................................................................564-4-2- تابع ارزیابی آنتروپی افراز ...........................................................................................................564-4-3- تابع Fukuyama and Sugeno ..........................................................................................574-4-4- تابع Xie and Beni ...............................................................................................................574-4-5 تابع N.Zahid .............................................................................................................................584-4-6- تابع M.Ramze Rezaee .......................................................................................................60فصل پنجم (مقایسه روشهای مختلف خوشهبندی بر اساس ارزیابی کفایت سیستم قدرت شامل مزارع بادی)5-1- خوشهبندی میانگین فازی .................................................................................................................645-1-1- تعیین مدل قابلیت اطمینان ............................................................................................................655-1-2- مطالعه قابلیت اطمینان سیستم RBTS ................................................................................665-2- مطالعه با اعمال خوشهبندی سخت یکنواخت و در نظر گرفتن نقطه میانی به عنوان مرکز خوشه .....................................................................................................................................................................665-3- مطالعه با اعمال خوشهبندی سخت یکنواخت و در نظر گرفتن مرکز خوشه بر اساس وزن دهی دادههای موجود در خوشه .............................................................................................................................705-4- مطالعه با اعمال خوشهبندی سخت و تعیین محدوده خوشهها و مراکز آنها بر اساس بهینهسازی تابع هدف مبتنی بر فاصله بین دادهها ..............................................................................................................735-5- خوشهبندی میانگین فازی .................................................................................................................765-5-1- تعیین مدل قابلیت اطمینان ............................................................................................................765-5-2- نتایج شبیهسازی بر اساس مدل مناسب قابلیت اطمینان مزرعه بادی .....................................785-5-2-1- مطالعه قابلیت اطمینان سیستم RBTS............................................................................785-5-2-2- مطالعه قابلیت اطمینان سیستم IEEERTS .........................................................................80فصلششم (نتیجهگیریوپیشنهادبرایانجامکارهایآتی)6-1- نتیجهگیری ...................................................................................................................................836-2- پیشنهاد برای انجام کارهای آتی ..................................................................................................83 فهرست جدول ها صفحهجدول 1-1- تعدادی از مزارع بادی با ظرفیت زیاد ....................................................................................6جدول 1-2 : ظرفیت تولید برق در 10 کشور دارای مزارع بادی با ظرفیت بالا .........................................7جدول 3-1- قسمتهای تشکیل دهنده جعبه دنده و نرخ خرابی آنها در سالهای 1997 تا 2005 .........36جدول 3-2- اطلاعات مربوط به نرخ خرابی و زمان متوسط تعمیر المانهای تشکیل دهنده واحد بادی.............................................................................................................................................................38جدول 4-1- معیارهای تشابه بر اساس توابع فاصله مختلف........................................................................54جدول5-1 : مدل قابلیت اطمینان 4 حالته مزرعه بادی................................................................................66جدول 5-2 : مدل قابلیت اطمینان 5 حالته مزرعه بادی...............................................................................66جدول 5-3 : مدل قابلیت اطمینان 6 حالته مزرعه بادی .............................................................................67جدول 5-4 : مدل قابلیت اطمینان 7 حالته مزرعه بادی...............................................................................67جدول 5-5 : مدل قابلیت اطمینان 8 حالته مزرعه بادی .............................................................................68جدول 5-6 : مقدار شاخص انرژی تأمین نشده در حالات مختلف.............................................................68جدول 5-7 : مدل قابلیت اطمینان 4 حالته مزرعه بادی...............................................................................69جدول 5-8 : مدل قابلیت اطمینان 5 حالته مزرعه بادی...............................................................................69جدول 5-9 : مدل قابلیت اطمینان 6 حالته مزرعه بادی..............................................................................70جدول 5-10 : مدل قابلیت اطمینان 7 حالته مزرعه بادی............................................................................70جدول 5-11 : مدل قابلیت اطمینان 8 حالته مزرعه بادی...........................................................................71جدول 5-12 : مقدار شاخص انرژی تأمین نشده در حالات مختلف.........................................................71جدول 5-13 : مدل قابلیت اطمینان 4 حالته مزرعه بادی...........................................................................72جدول 5-14 : مدل قابلیت اطمینان 5 حالته مزرعه بادی............................................................................72جدول 5-15 : مدل قابلیت اطمینان 6 حالته مزرعه بادی............................................................................73جدول 5-16 : مدل قابلیت اطمینان 7 حالته مزرعه بادی............................................................................73جدول 5-17 : مدل قابلیت اطمینان 8 حالته مزرعه بادی............................................................................74جدول 5-18 : مقدار شاخص انرژی تأمین نشده در حالات مختلف..........................................................74جدول 5-19- نتایج اعمال الگوریتم خوشهبندی به واحد بادی 3 مگاواتی.................................................75جدول 5-20- مدل قابلیت اطمینان واحد 3 مگاواتی...................................................................................76جدول 5-21- مدل قابلیت اطمینان مزرعه بادی 30 مگاواتی......................................................................76جدول 5-22- شاخص مقدار متوسط بار قطع شده بر حسب ساعت در سال ............................................78جدول 5-23- شاخص مقدار متوسط انرژی تأمین نشده.............................................................................78جدول 5-24- تأثیر افزایش سرعت باد بر شاخصهای قابلیت اطمینان.......................................................79جدول 5-25- مطالعه قابلیت اطمینان سیستم IEEERTS ........................................................................80 فهرست شکل ها صفحهشکل 1-1- افزایش ظرفیت توربینهای بادی نصب شده در جهان ............................................................ 5شکل 1-2 : 10 کشور دارای مزارع بادی با ظرفیت بالا .............................................................................. 7شکل 2-1- سطوح سلسله مراتبي به منظور مطالعه قابليت اطمينان سيستم قدرت ................................. 15شکل 2-2- مدل سلامت سيستم قدرت ................................................................................................... 16شکل 2-3- مدل مارکوف دوحالته ........................................................................................................... 17شکل 2-4 حالتهای زمانی مختلف برای یک واحد تولید انرژی الکتریکی .............................................18شکل 2-5- ارزیابی قابلیت اطمینان سیستم قدرت در سطح اول ...............................................................19شکل 2-6- نحوه محاسبه شاخص میزان متوسط بار قطع شده ..................................................................20شکل 2-7- نحوه محاسبه میزان انرژی تغذیه نشده ...................................................................................21شکل 3-1- اجزای نیروگاه بادی سرعت ثابت ............................................................................................24شکل 3-2- اجزای تشکیل دهنده سیستم سرعت متغیر محدود ................................................................25شکل 3-3- اجزای تشکیل دهنده تکنولوژی سرعت متغیر با مبدل الکترونیک قدرت جزئی ...................26شکل 3-4- اجزای تشکیل دهنده تکنولوژی سرعت متغیر با درایو مستقیم مجهز به ژنراتور سنکرون با تحریک الکتریکی ......................................................................................................................................27شکل 3-5- اجزای تشکیل دهنده تکنولوژی سرعت متغیر با درایو مستقیم مجهز به ژنراتور سنکرون با مغناطیس دائم ...........................................................................................................................................28شکل3-6- اجزای تشکیل دهنده تکنولوژی سرعت متغیر با جعبه دنده یک مرحلهای و مبدل الکترونیک قدرت کامل ..............................................................................................................................................29شکل3-7- اجزای تشکیل دهنده تکنولوژی سرعت متغیر با جعبه دنده چند مرحلهای و مبدل الکترونیک قدرت کامل مجهز به ژنراتور سنکرون مغناطیس دائم ................................................................................30شکل 3-8- اجزای تشکیل دهنده تکنولوژی سرعت متغیر با جعبه دنده چند مرحلهای و مبدل الکترونیک قدرت کامل، مجهز به ژنراتور القایی قفس سنجابی ...................................................................................31شکل3-9- اجزای تشکیل دهنده تکنولوژی سرعت متغیر با مبدل الکترونیک قدرت جزئی مجهز به ژنراتور القایی دو سو تغذیه شونده بدون جاروبک..................................................................................................31شکل 3-10- منحنی توان توربین بادی ....................................................................................................32شکل 3-11- اجزای تشکیل دهنده توربین بادی V90.............................................................................33شکل 3-12- اجزای تشکیل دهنده واحدهای بادی مبتنی بر تکنولوژی ژنراتورهای دو سو تغذیه شده ....34شکل 3-13- مدل قابلیت اطمینان واحد بادی بر اساس خرابی اجزای تشکیل دهنده.................................38شکل 3-14- مدل قابلیت اطمینان واحد بادی با در نظر گرفتن نرخ خرابی اجزا.........................................39شکل 3-15- مدل قابلیت اطمینان مزرعه بادی شامل N توربین مشابه........................................................39شکل 3-16- الگوی وزش باد در سال 2008 در منطقه منجیل در ارتفاع 40 متری به صورت ساعت به ساعت ..........................................................................................................................................................40شکل 3-17- منحنی توان توربین V90.......................................................................................................41شکل 3-18- مدل کامل قابلیت اطمینان مزرعه بادی ...................................................................................43شکل 4-1- اساس خوشهبندی ....................................................................................................................45شکل 4-2: مجموعه داده پروانهای................................................................................................................49شکل 4-3: خوشه بندی فازی داده ..............................................................................................................50شکل 4-4 : توزیع یک بعدی نمونهها...........................................................................................................50شکل 4-5-: خوشهبندی کلاسیک نمونههای ورودی...................................................................................51شکل 4-6: خوشهبندی فازی نمونهها...........................................................................................................51شکل 5-1- ارزیابی قابلیت اطمینان سیستم قدرت شامل مزارع بادی در سطح اول....................................63شکل 5-2- مدل قابلیت اطمینان مزرعه بادی 30 مگاواتی بدون در نظر گرفتن عدم قطعیت سرعت باد.................................................................................................................................................................64شکل 5-3- هیستوگرام سرعت وزش باد.....................................................................................................65شکل 5-4- نمودار مقدار تابع هدف بر حسب تعداد خوشهها....................................................................75شکل 5-5- نمودار انرژی تأمین نشده بر حسب پیک بار............................................................................79شکل A-1 : شماتیک شبکه تست RBTS................................................................................................84شکل B-1 : شماتیک تک خطی سیستم تست IEEERTS......................................................................86 چکيده – امروزه به دلایل زیست محیطی و اقتصادی روند استفاده از انرژیهای تجدیدپذیر به ویژه توربینهای بادی به منظور تولید برق در کشورهای مختلف دنیا افزایش یافته است. از طرف دیگر توان تولیدی توربینهای بادی وابسته به سرعت باد بوده و با توجه به عدم قطعیت سرعت باد، توان خروجی این نیروگاهها متغیر میباشد. این امر بر مسائل مختلف سیستم قدرت از جمله قابلیت اطمینان تأثیر میگذارد. به منظور بررسی تأثیر مزارع بادی بر مطالعات قابلیت اطمینان سیستم قدرت نیاز به یک مدل تحلیلی قابلیت اطمینان میباشد که در این مدل هم خرابی اجزا و هم عدم قطعیت سرعت باد در نظر گرفته میشود. با توجه به اینکه تنوع توانهای خروجی مربوط به توربین بادی بسیار زیاد میباشد لازم است به کمک تکنیک خوشهبندی تعداد حالتهای مربوط به مدل قابلیت اطمینان این توربینها کاهش یابد. در این مقاله به منظور تعیین تعداد حالات مناسب برای مدل قابلیت اطمینان مزرعه بادی روشهای خوشهبندی مختلف مورد استفاده قرار گرفته و نتیجه میشود که بر اساس معیار متوسط انرژی تعیین نشده روش فازی میانگین مناسبترین روش میباشد.
تعیین تعداد حالت بهینه در مدل تحلیلی قابلیت اطمینان نیروگاه بادی word
فهرست مطالبعنوان صفحهچکیده ........ 1فصل اول (مقدمه )1-1- اهمیت موضوع ......... 51-2- مرور مقالات و کارهای صورت گرفته ...........91-3- نتيجهگيري از مقالات مطالعه شده .....11فصل دوم (قابلیت اطمینان سیستم قدرت)2-2- مدل قابلیت اطمینان ..........162-3- ارزیابی کفایت سیستم قدرت شامل منابع تولید تجدیدپذیر ...........192-3-1- تکنیک محاسبه شاخصهای قابلیت اطمینان در سطح اول .........19فصل سوم (مدل قابلیت اطمینان مزارع بادی)2-4- انواع تکنولوژیهای تولید برق در نیروگاههای بادی ...........233-1-1- نوع اول- نوع سرعت ثابت ...........................243-1-2-نوع دوم- توربین با سرعت متغیر محدود مجهز به جعبه دنده چند مرحلهای ..............................253-1-3- نوع سوم- نوع سرعت متغیر با مبدل الکترونیک قدرت جزئی ...................................................253-1-4- نوع چهارم- تکنولوژی سرعت متغیر با درایو مستقیم و مجهز به مبدل قدرت کامل ...................263-1-5- نوع پنجم- تکنولوژی سرعت متغیر با جعبه دنده یک مرحلهای و مبدل الکترونیک قدرت کامل............................................................................................................................................................ 293-1-6- نوع ششم- تکنولوژی سرعت متغیر با جعبه دنده چند مرحلهای و مبدل الکترونیک قدرت کامل .....................................................................................................................................................................303-1-7- نوع هفتم- تکنولوژی سرعت متغیر با مبدل الکترونیک قدرت جزئی مجهز به ژنراتور القایی دو سو تغذیه شونده بدون جاروبک .................................................................................................................313-2- چگونگی تولید برق توسط نیروگاههای بادی ....................................................................................323-2-1- مدل قابلیت اطمینان برای واحد بادی بر اساس تکنولوژی ژنراتور القایی دو سو تغذیه شونده .....................................................................................................................................................................333-2-1-1- معرفی اجزای تشکیل دهنده واحد بادی و به دست آوردن مدل قابلیت اطمینان واحد بر اساس خرابی اجزا ................................................................................................................................................343-2-1-2- تأثیر عدم قطعیت سرعت باد بر مدل قابلیت اطمینان واحد بادی ..........................................413-2-1-3-مدل کامل قابلیت اطمینان مزرعه بادی ...................................................................................43فصل چهارم (تکنیکهای مختلف خوشهبندی)4-1- اساس خوشهبندی ...........................................................................................................................464-2- انواع روشهای خوشهبندی ............................................................................................................474-3- خوشهبندی فازی ............................................................................................................................484-4- معیارهای کارایی .............................................................................................................................554-4-1- تابع ارزیابی ضریب افراز ............................................................................................................564-4-2- تابع ارزیابی آنتروپی افراز ...........................................................................................................564-4-3- تابع Fukuyama and Sugeno ..........................................................................................574-4-4- تابع Xie and Beni ...............................................................................................................574-4-5 تابع N.Zahid .............................................................................................................................584-4-6- تابع M.Ramze Rezaee .......................................................................................................60فصل پنجم (مقایسه روشهای مختلف خوشهبندی بر اساس ارزیابی کفایت سیستم قدرت شامل مزارع بادی)5-1- خوشهبندی میانگین فازی .................................................................................................................645-1-1- تعیین مدل قابلیت اطمینان ............................................................................................................655-1-2- مطالعه قابلیت اطمینان سیستم RBTS ................................................................................665-2- مطالعه با اعمال خوشهبندی سخت یکنواخت و در نظر گرفتن نقطه میانی به عنوان مرکز خوشه .....................................................................................................................................................................665-3- مطالعه با اعمال خوشهبندی سخت یکنواخت و در نظر گرفتن مرکز خوشه بر اساس وزن دهی دادههای موجود در خوشه .............................................................................................................................705-4- مطالعه با اعمال خوشهبندی سخت و تعیین محدوده خوشهها و مراکز آنها بر اساس بهینهسازی تابع هدف مبتنی بر فاصله بین دادهها ..............................................................................................................735-5- خوشهبندی میانگین فازی .................................................................................................................765-5-1- تعیین مدل قابلیت اطمینان ............................................................................................................765-5-2- نتایج شبیهسازی بر اساس مدل مناسب قابلیت اطمینان مزرعه بادی .....................................785-5-2-1- مطالعه قابلیت اطمینان سیستم RBTS............................................................................785-5-2-2- مطالعه قابلیت اطمینان سیستم IEEERTS .........................................................................80فصلششم (نتیجهگیریوپیشنهادبرایانجامکارهایآتی)6-1- نتیجهگیری ...................................................................................................................................836-2- پیشنهاد برای انجام کارهای آتی ..................................................................................................83 فهرست جدول ها صفحهجدول 1-1- تعدادی از مزارع بادی با ظرفیت زیاد ....................................................................................6جدول 1-2 : ظرفیت تولید برق در 10 کشور دارای مزارع بادی با ظرفیت بالا .........................................7جدول 3-1- قسمتهای تشکیل دهنده جعبه دنده و نرخ خرابی آنها در سالهای 1997 تا 2005 .........36جدول 3-2- اطلاعات مربوط به نرخ خرابی و زمان متوسط تعمیر المانهای تشکیل دهنده واحد بادی.............................................................................................................................................................38جدول 4-1- معیارهای تشابه بر اساس توابع فاصله مختلف........................................................................54جدول5-1 : مدل قابلیت اطمینان 4 حالته مزرعه بادی................................................................................66جدول 5-2 : مدل قابلیت اطمینان 5 حالته مزرعه بادی...............................................................................66جدول 5-3 : مدل قابلیت اطمینان 6 حالته مزرعه بادی .............................................................................67جدول 5-4 : مدل قابلیت اطمینان 7 حالته مزرعه بادی...............................................................................67جدول 5-5 : مدل قابلیت اطمینان 8 حالته مزرعه بادی .............................................................................68جدول 5-6 : مقدار شاخص انرژی تأمین نشده در حالات مختلف.............................................................68جدول 5-7 : مدل قابلیت اطمینان 4 حالته مزرعه بادی...............................................................................69جدول 5-8 : مدل قابلیت اطمینان 5 حالته مزرعه بادی...............................................................................69جدول 5-9 : مدل قابلیت اطمینان 6 حالته مزرعه بادی..............................................................................70جدول 5-10 : مدل قابلیت اطمینان 7 حالته مزرعه بادی............................................................................70جدول 5-11 : مدل قابلیت اطمینان 8 حالته مزرعه بادی...........................................................................71جدول 5-12 : مقدار شاخص انرژی تأمین نشده در حالات مختلف.........................................................71جدول 5-13 : مدل قابلیت اطمینان 4 حالته مزرعه بادی...........................................................................72جدول 5-14 : مدل قابلیت اطمینان 5 حالته مزرعه بادی............................................................................72جدول 5-15 : مدل قابلیت اطمینان 6 حالته مزرعه بادی............................................................................73جدول 5-16 : مدل قابلیت اطمینان 7 حالته مزرعه بادی............................................................................73جدول 5-17 : مدل قابلیت اطمینان 8 حالته مزرعه بادی............................................................................74جدول 5-18 : مقدار شاخص انرژی تأمین نشده در حالات مختلف..........................................................74جدول 5-19- نتایج اعمال الگوریتم خوشهبندی به واحد بادی 3 مگاواتی.................................................75جدول 5-20- مدل قابلیت اطمینان واحد 3 مگاواتی...................................................................................76جدول 5-21- مدل قابلیت اطمینان مزرعه بادی 30 مگاواتی......................................................................76جدول 5-22- شاخص مقدار متوسط بار قطع شده بر حسب ساعت در سال ............................................78جدول 5-23- شاخص مقدار متوسط انرژی تأمین نشده.............................................................................78جدول 5-24- تأثیر افزایش سرعت باد بر شاخصهای قابلیت اطمینان.......................................................79جدول 5-25- مطالعه قابلیت اطمینان سیستم IEEERTS ........................................................................80 فهرست شکل ها صفحهشکل 1-1- افزایش ظرفیت توربینهای بادی نصب شده در جهان ............................................................ 5شکل 1-2 : 10 کشور دارای مزارع بادی با ظرفیت بالا .............................................................................. 7شکل 2-1- سطوح سلسله مراتبي به منظور مطالعه قابليت اطمينان سيستم قدرت ................................. 15شکل 2-2- مدل سلامت سيستم قدرت ................................................................................................... 16شکل 2-3- مدل مارکوف دوحالته ........................................................................................................... 17شکل 2-4 حالتهای زمانی مختلف برای یک واحد تولید انرژی الکتریکی .............................................18شکل 2-5- ارزیابی قابلیت اطمینان سیستم قدرت در سطح اول ...............................................................19شکل 2-6- نحوه محاسبه شاخص میزان متوسط بار قطع شده ..................................................................20شکل 2-7- نحوه محاسبه میزان انرژی تغذیه نشده ...................................................................................21شکل 3-1- اجزای نیروگاه بادی سرعت ثابت ............................................................................................24شکل 3-2- اجزای تشکیل دهنده سیستم سرعت متغیر محدود ................................................................25شکل 3-3- اجزای تشکیل دهنده تکنولوژی سرعت متغیر با مبدل الکترونیک قدرت جزئی ...................26شکل 3-4- اجزای تشکیل دهنده تکنولوژی سرعت متغیر با درایو مستقیم مجهز به ژنراتور سنکرون با تحریک الکتریکی ......................................................................................................................................27شکل 3-5- اجزای تشکیل دهنده تکنولوژی سرعت متغیر با درایو مستقیم مجهز به ژنراتور سنکرون با مغناطیس دائم ...........................................................................................................................................28شکل3-6- اجزای تشکیل دهنده تکنولوژی سرعت متغیر با جعبه دنده یک مرحلهای و مبدل الکترونیک قدرت کامل ..............................................................................................................................................29شکل3-7- اجزای تشکیل دهنده تکنولوژی سرعت متغیر با جعبه دنده چند مرحلهای و مبدل الکترونیک قدرت کامل مجهز به ژنراتور سنکرون مغناطیس دائم ................................................................................30شکل 3-8- اجزای تشکیل دهنده تکنولوژی سرعت متغیر با جعبه دنده چند مرحلهای و مبدل الکترونیک قدرت کامل، مجهز به ژنراتور القایی قفس سنجابی ...................................................................................31شکل3-9- اجزای تشکیل دهنده تکنولوژی سرعت متغیر با مبدل الکترونیک قدرت جزئی مجهز به ژنراتور القایی دو سو تغذیه شونده بدون جاروبک..................................................................................................31شکل 3-10- منحنی توان توربین بادی ....................................................................................................32شکل 3-11- اجزای تشکیل دهنده توربین بادی V90.............................................................................33شکل 3-12- اجزای تشکیل دهنده واحدهای بادی مبتنی بر تکنولوژی ژنراتورهای دو سو تغذیه شده ....34شکل 3-13- مدل قابلیت اطمینان واحد بادی بر اساس خرابی اجزای تشکیل دهنده.................................38شکل 3-14- مدل قابلیت اطمینان واحد بادی با در نظر گرفتن نرخ خرابی اجزا.........................................39شکل 3-15- مدل قابلیت اطمینان مزرعه بادی شامل N توربین مشابه........................................................39شکل 3-16- الگوی وزش باد در سال 2008 در منطقه منجیل در ارتفاع 40 متری به صورت ساعت به ساعت ..........................................................................................................................................................40شکل 3-17- منحنی توان توربین V90.......................................................................................................41شکل 3-18- مدل کامل قابلیت اطمینان مزرعه بادی ...................................................................................43شکل 4-1- اساس خوشهبندی ....................................................................................................................45شکل 4-2: مجموعه داده پروانهای................................................................................................................49شکل 4-3: خوشه بندی فازی داده ..............................................................................................................50شکل 4-4 : توزیع یک بعدی نمونهها...........................................................................................................50شکل 4-5-: خوشهبندی کلاسیک نمونههای ورودی...................................................................................51شکل 4-6: خوشهبندی فازی نمونهها...........................................................................................................51شکل 5-1- ارزیابی قابلیت اطمینان سیستم قدرت شامل مزارع بادی در سطح اول....................................63شکل 5-2- مدل قابلیت اطمینان مزرعه بادی 30 مگاواتی بدون در نظر گرفتن عدم قطعیت سرعت باد.................................................................................................................................................................64شکل 5-3- هیستوگرام سرعت وزش باد.....................................................................................................65شکل 5-4- نمودار مقدار تابع هدف بر حسب تعداد خوشهها....................................................................75شکل 5-5- نمودار انرژی تأمین نشده بر حسب پیک بار............................................................................79شکل A-1 : شماتیک شبکه تست RBTS................................................................................................84شکل B-1 : شماتیک تک خطی سیستم تست IEEERTS......................................................................86 چکيده – امروزه به دلایل زیست محیطی و اقتصادی روند استفاده از انرژیهای تجدیدپذیر به ویژه توربینهای بادی به منظور تولید برق در کشورهای مختلف دنیا افزایش یافته است. از طرف دیگر توان تولیدی توربینهای بادی وابسته به سرعت باد بوده و با توجه به عدم قطعیت سرعت باد، توان خروجی این نیروگاهها متغیر میباشد. این امر بر مسائل مختلف سیستم قدرت از جمله قابلیت اطمینان تأثیر میگذارد. به منظور بررسی تأثیر مزارع بادی بر مطالعات قابلیت اطمینان سیستم قدرت نیاز به یک مدل تحلیلی قابلیت اطمینان میباشد که در این مدل هم خرابی اجزا و هم عدم قطعیت سرعت باد در نظر گرفته میشود. با توجه به اینکه تنوع توانهای خروجی مربوط به توربین بادی بسیار زیاد میباشد لازم است به کمک تکنیک خوشهبندی تعداد حالتهای مربوط به مدل قابلیت اطمینان این توربینها کاهش یابد. در این مقاله به منظور تعیین تعداد حالات مناسب برای مدل قابلیت اطمینان مزرعه بادی روشهای خوشهبندی مختلف مورد استفاده قرار گرفته و نتیجه میشود که بر اساس معیار متوسط انرژی تعیین نشده روش فازی میانگین مناسبترین روش میباشد.