Skip to main content
SUPERVISOR
Yadollah Zakeri hoseinabadi,Jafar Ghaisari,Eman Ezadi
یداله ذاکری حسین ابادی (استاد مشاور) جعفر قیصری (استاد راهنما) ایمان ایزدی نجف آبادی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Sahar Alaei Varnoosfaderani
سحر اعلائی ورنوسفادرانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392
Today, due to many advantages, especially meeting the growing electricity consumption and decreasing environmental pollution, smart grid has attracted worldwide attention. Recently, a lot of researches have been carried out to expand and solvesmart grid challenges. Smart gridsconsist of many computer and control units in which data exchange between units is necessary. So, one of the main challenges in smart grid is the high volume of transmitted and stored data.In transmission, the high volume of data causes some problems such as data delay and interference, excessive power consumption, network traffic, and need for extra bandwidth. In storage, we deal with lack of storage space. An efficient way to solve this challenge is data compression.In this thesis, compression methods and their advantages and disadvantages have been investigated, with emphasis on Compressed Sensing. The reason is the low calculations for data compression and the efficiency for electrical signals. Also in this thesis, a model of smart grid consisted of wind turbines, solar panels, and battery banks connected to a DC bus is considered. In this model, a local sliding mode controller hasbeen considered for each wind and solar generator. Due to its limitations, a control algorithm for the battery bank hasbeen proposed. Furthermore, in the smart grid model, a model predictive supervisory controller has been considered and a general algorithm for its operation has been proposed. The aim of supervisory controller is determination of the reference power for each generator, based on the load demand, environmental conditions, price of electricity, rated powers, and the limitations of each generator. The purpose of local controllers is to ensure each generator follows the power reference determined by the supervisory controller, if possible. Otherwise, generators should produce the maximum allowable power. In each sampling time of supervisory controller, part of smart grid data is sent to the supervisory controller and monitoring unit. The supervisory controller needs data to allocate proper power reference to each generator.The monitoring unit uses data to monitor environmental conditions and the proper functioning of smart grid. The volume of data that is transmitted from the smart grid model to supervisory and monitoring units is high; thus, by proposing two units, data acquisition and compression unit and analysis unit,the smart grid model has beenmodified for applying compression algorithms. Then, the compression algorithms have been performed on transmitted data. The simulation results show that using compressed sensing, the volume of transmitted and stored datahas been extremely reduced, while electrical signals have been reconstructed with high precision. The supervisory controller has shown satisfactory performance as well. Key Words: Smart Grid, Compressed Sensing, DataAcquisition andCompression unit,DataAnalysis Unit, Supervisory Controller
امروزه شبکه هوشمند به دلیل مزایای فراوان، به خصوص پاسخ گویی به نیاز روز افزون مصرف برق و کاهش آلودگی محیط زیست، در سراسر جهان مورد توجه قرار گرفته و تحقیقات زیادی برای گسترش و رفع چالش‌های آن صورت گرفته است. شبکه هوشمند از تعداد زیادی واحد کنترلی و کامپیوتر تشکیل خواهد شد که تبادل داده بین بسیاری از واحدهای آن، ضروری خواهد بود. بنابراین، یکی از چالش‌های اساسی در مبحث شبکه هوشمند، کاهش حجم داده است. افزایش حجم داده در زمان مبادله، مشکلاتی از جمله تاخیر و تداخل داده، مصرف توان بیشتر، ترافیک شبکه و نیاز به پهنای باند بیشتر را به همراه دارد. به علاوه، در هنگام ذخیره داده نیز با مشکل کمبود فضای ذخیره‌سازی مواجه می‌شویم. یک روش کارآمد برای حل این چالش، فشرده‌سازی داده است. در این پایان‌نامه، روش‌های فشرده‌سازی و مزایا و معایب آن‌ها بررسی شده، سپس حسگری فشرده به دلیل حجم پایین محاسبات در موقع فشرده‌سازی و کارآمد بودن آن برای سیگنال‌های الکتریکی به کار گرفته می‌شود. همچنین در این پایان‌نامه، یک مدل شبکه هوشمند متشکل از تعدادی توربین بادی، تعدادی پانل خورشیدی و تعدادی ذخیره‌کننده‌ی انرژی متصل به یک باس DCدر نظرگرفته‌ می‌شود. در این مدل، برای هر یک از مولدهای بادی و خورشیدی یک کنترل‌کننده‌ی محلی از نوع مد لغزشی منظور شده است. برای ذخیره‌کننده‌ی انرژی نیز با در نظر گرفتن محدودیت‌های حاکم بر آن، یک الگوریتم کنترلی پیشنهاد شده است. به علاوه، برای کل شبکه یک کنترل‌کننده‌ی سوپروایزری از نوع MPC در نظر گرفته شده و الگوریتمی برای آن پیشنهاد شده است. هدف از کنترل‌کننده‌ی سوپروایزری، تعیین میزان توان تولیدی هر مولد بر اساس میزان تقاضای بار، شرایط محیطی، قیمت برق، توان نامی و محدودیت‌های حاکم بر هر یک از مولدها است. هدف از به کارگیری کنترل‌کننده‌های محلی نیز، تنظیم مولدها به گونه‌ای است که در صورت امکان میزان توان مرجع دریافتی از کنترل‌کننده‌ی سوپروایزری را دنبال کنند. در غیر این صورت، مولدها موظف به تولید بیشترین میزان توان ممکن هستند. در هر بازه‌ی زمانی از کنترل‌کننده‌ی سوپروایزری، بخشی از داده‌های شبکه هوشمند به کنترل‌کننده‌ی سوپروایزری و بخشی نیز به واحد مانیتورینگ ارسال می‌شود. ضرورت ارسال داده به کنترل‌کننده‌ی سوپروایزری، تخصیص صحیح توان به هر مولد است. واحد مانیتورینگ نیز از این داده‌ها، برای نظارت بر شرایط محیطی و عملکرد صحیح شبکه هوشمند بهره می‌برد. حجم داده‌ای که بین شبکه هوشمند و دو واحد سوپروایزری و مانیتورینگ مبادله می‌شود، بالاست. بنابراین، با پیشنهاد دو واحد جمع‌آوری و فشرده‌سازی داده و واحد تحلیل داده، مدل شبکه‌ی هوشمندمناسب جهت اعمال الگوریتم‌های فشرده‌سازیشده و سپس الگوریتم‌ها روی داده‌های مبادله شده، اعمال می‌شود. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که به کمک حسگری فشرده، حجم داده‌ی مبادله و ذخیره‌ شده بسیارکاهش یافته، ضمن اینکه سیگنال‌ها با دقت بالا بازسازی شده‌اند و کنترل‌کننده‌ی سوپروایزری نیز عملکرد رضایت‌بخشی را از خود نشان داده است. کلمات کلیدی : شبکه هوشمند، ‌حسگری فشرده، واحد جمع‌آوری و فشرده‌‌سازی داده، واحد تحلیل داده،کنترل‌کننده سوپروایزری

ارتقاء امنیت وب با وف بومی