A Novel design of fourth-order harmonic passive filtersfor electric power distribution systems operatingunder non-sinusoidal conditions / By Nehad Mokhtar Ahmed Khattab ; Supervision of Mahmoud Mohamed Sayed, Shady Hossam Eldeen Abdel Aleem, Tarek Abd-ElBadeeh Baghdady, Aboul’fotouh Abd-Elreheem Mohamed.

By:

Nehad Mokhtar Ahmed Khattab

Contributor(s):

Tarek Abd-ElBadeeh Baghdady

Material type: Text

TextPublication details: 2022.Content type:

text

Media type:

Unmediated

Carrier type:

volume

Other title:

تصميم جديد للمرشحات التوافقية غير الفعالة من الرتبة الرابعة لأنظمة توزيع الطاقة الكهربائية التي تعمل في ظل الظروف غير الجيبية

Subject(s):

DDC classification:

621.3

Dissertation note: Thesis (Ph.D)-Cairo University,2022. Summary: في السنوات الأخيرة ، أصبح انتشار وإدارة التوافقيات في أنظمة الطاقة موضوعًا مهمًا لجودة الطاقة، بسبب الاستخدام المتزايد للأحمال غير الخطية ومصادر الطاقة المتجددة ، وكلاهما يعتمد على المعدات الإلكترونية للطاقة التي تسبب التشويه التوافقي. وعلى الرغم من أن الأجهزة الإلكترونية والإلكترونية الدقيقة تسهل تنفيذ معدات فعالة يمكن التحكم فيها في التطبيقات الصناعية المتقدمة ، إلا أنها تساهم في التلوث التوافقي الذي يؤدي إلى تشويه أشكال موجات التيار والجهد ، وخلق مخاطر الرنين ، وزيادة خسائر النظام ، وتقليل عمر المعدات في أنظمة الطاقة. لسوء الحظ ، تتضمن الشبكات الذكية أيضًا وفرة من المصادر التوافقية التي يجب التعامل معها. ويرجع ذلك في الغالب إلى الاستخدام الواسع النطاق لمحولات الطاقة ، والتي تعد حجر الزاوية للأنظمة الذكية الضرورية التي تتطلب ربط مصادر الطاقة المتجددة بالشبكة المركزية ، فضلاً عن التوسع في استخدام السيارات الكهربائية (EVs) و أنظمة نقل التيار المباشر ذات الجهد الكهربائي العالى (HVDC). وفقًا لذلك ، تعتبر التشوهات التوافقية إحدى مشكلات جودة الطاقة التي يمكن أن تضعف شبكات التوزيع الحديثة مع العديد من النتائج السلبية لأداء النظام ، بما في ذلك فقدان الطاقة التوافقي المفرط ، وتقليل عمر الكابلات / المحركات / المولدات والمحولات (المكونات المعتمدة على التردد) ، عطل في المعدات الاستهلاكية ، وأجهزة التحكم ، والمحركات الصناعية ، وأخيرًا وليس اخرا التداخل البسيط في الاتصالات. تم استخدام العديد من الحلول لتنظيم التوافقيات وتقليل التشوهات في أنظمة الطاقة والطاقة الحديثة مثل استخدام المعدات ذات الحجم الكبير (المحولات K والموصلات المبالغة في تقديرها ، وما إلى ذلك) والمرشحات (المرشحات السلبية والنشطة والهجينة) ، والمرحلة - تقنيات التحول. يعد استخدام مقومات النبضات المتعددة أيضًا حلاً شائعًا لتخفيف التشوه التوافقي في الأنظمة الصناعية وأنظمة HVDC. من بين حلول الإدارة التوافقية المختلفة ، يعتبر التصفية التوافقية حلاً فعالاً لمنع أو تشتيت التوافقيات من الوصول إلى شبكات التوزيع والنقل وتقليل تأثيرها الضار على المعدات الكهربائية قدر الإمكان. بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن تكون تقنيات الترشيح التوافقي فعالة وموثوقة لإدارة التشوهات التوافقية وتوفير طاقة نظيفة للمستخدمين. على الرغم من التطبيق الواسع للمرشحات التوافقية السلبية ، لا يزال لديهم قيود وتحديات يجب التغلب عليها. جزء منه يشبه كيف نتجنب مشكلة التضخيم التوافقي الناتجة عن الرنين بين نظام الإمداد والمرشحات السلبية؟من المعروف أن كل مرشح سلبي سيقدم نقطة طنين متوازية تحت تردد التوليف الخاص به، يمكن تضخيم القيم التوافقية للنظام بشكل كبير إذا تزامنت نقطة الطنين مع أحد التوافقيات. سيكون لهذا التضخيم التوافقي تأثيرات سلبية على النظام عن طريق تسخين المعدات ، وإنتاج عزم دوران توافقي ، ونشاط جهاز حماية غير مرغوب فيه ، وتقليل عمر المعدات الكهربائية ، إلخ. أيضًا ، أحد التحديات التي وجدتها الدراسات السابقة هو التناقض بين معايير التخفيف التوافقي والتخميد بالرنين ، حيث يتطلب الأول مقاومة مكافئة منخفضة للمرشح بينما يتطلب الأخير قيمة مقاومة مكافئة عالية. هذا يجعل المرشح الخامل قادرًا على القيام بعمل واحد. وبالتالي ، فإن الهدف المنشود الآن هو إنشاء أنظمة خالية من الرنين يمكنها الجمع بين القدرة على إخماد الرنين مع القدرة على تقليل التشوه التوافقي. بالإضافة إلى المشكلات المذكورة أعلاه ، فإن مخططات التصفية الحالية للأنظمة متعددة النبضات لها عدد من العيوب. نتيجة لذلك ، يوصى بأن يكون لديك خيار بديل أفضل. لذلك تم اقتراحمرشح طاقةعالي التمرير جديد في هذا العمل كحل لهذه التحديات ، والذي يمكن أن يخفف السعة التوافقية ويخفف نطاقًا واسعًا من الترددات التوافقية التي تسببها الأحمال غير الخطية بالإضافة إلى خاصية التخميد الرنانة الفريدة. في الأدبيات ، تم تقديم تصميم رياضي لمرشحطاقة سلبىلتخميد الرنين التوافقي من الدرجة الرابعة للأنظمة الصناعية متعددة النبضات. تقدمالرسالة مرشح الطاقة السلبىعالي التمرير (DHPF4) من الدرجة الرابعة طريقة ترشيح جديدة تنتمي إلى عائلة مرشحات التمرير العالي المخمدة. لم تظهر في التطبيقات الصناعية بعد. يمكن أن يخفف نطاق واسع من الترددات التوافقية الناتجة عن الأحمال غير الخطية. يمكن اعتباره بمثابة تعديل لمرشح الطاقة السلبية من الدرجة الثالثة يمكنه تقليل التشوه التوافقي والرنين بشكل أفضل ، والذي قد يحدث إذا كان الرنين الموازي مرتبطًا بتناسق غير مميز. ومن الجدير بالذكر أن هذه الهيكلية تم تقديمها سابقًا، ولكن مع تصور وأداء مختلفين تمامًا ، فقد تم تصميمها لتكون بمثابة مرشح مزدوج الضبط. لم يتم تقديم التصميم الأمثل لـ PPF هذا بعد. أيضًا ، لا يضمن التصميم الرياضي المقدم في أن قيم الجهد الفردي والتشوه التوافقي الحالي سوف تتوافق مع الحدود القياسية المنصوص عليها في IEEE 519. علاوة على ذلك ، يجب فحص خصائص تصميم المرشح وفوائده وعيوبه. تحت أهداف وقيود التصميم المختلفة. يمكن تلخيص المساهمات الرئيسية لهذا البحث على النحو التالي: 1. تقديم تصميم جديد لمرشح سلبي من الدرجة الرابعة والذي تم تقديمه كنهج ترشيح جديد ينتمي إلى عائلة مرشحات DHP. Summary: يُعتقد عمومًا أن تصميم المرشح الخامل يمثل مشكلة تحسين حيث يكون الهدف هو تحديد معلمات التصميم المثلى للفلتر المقترح الذي يلبي الأهداف المرجوة مع ضمان عدم انتهاك القيود ذات الصلة. الأهداف المقترحة لهذه الأطروحة هي: أ) أولاً ، هدف واحد ، هو التقليل إلى أدنى حد من تشوه الطلب الكلي للتيارTDDi. تم اقتراح خوارزمية البحث القائمة على الغراب (CSSA) لحل مشكلة التصميم هذه. ب) ثانيًا ، هدف متعدد ، تقليل تشوه الطلب الكلي لتيار (TDDi) وتقليل صدى التردد المتوازي. ج) تقييم الآفاق الاقتصادية لمرشح من الدرجة الرابعة بسبب مشكلة تصميم متعددة الأهداف ، وتقليل التكلفة الإجمالية للمرشح وتقليل صدى التردد المتوازي. تم اقتراح خوارزمية NSGA3القائمة على TOPSIS متعددة الأغراض لحل مشكلة التصميم التي تمت صياغتها في هذا العمل 1. تتم عملية التقييم لأداء المرشح المقترح DHPF4بناءً على مؤشراتجودة الطاقةالمختلفة مثل قيم تشوه الجهد التوافقي الفردي والكلي ، وقيم التشوه التوافقي الفردي والإجمالي للتيار الحالي ، وفقدان الطاقة النشط ، وعامل القدرة الفعلي ونسب الإزاحة ، والتخميد بالرنين قدرات. يتم التعامل مع مؤشراتجودة الطاقةأيضًا على أنها قيود غير خطية في مشكلة تصميم DHPF4التي تمت صياغتها في هذا العمل. تنظيم الرسالة تم تضمين خمسة فصول في محتوى هذه الرسالة. هذه هي طريقة تنظيمها: الفصل الاول: يقدم مقدمة لتوافقيات نظام الطاقة، بالإضافة إلى مراجعة مناهج التصفية التوافقية الحالية والتأكيد على وظيفة المرشحات السلبية في تحسين جودة الطاقة وتقليل التشوه التوافقي. أخيرًا ، يتم توفير الدافع والأهداف والمساهمات والخطوط العريضة للأطروحة. الفصل الثانى: الغرضمنهذاالفصلهوتوفيرالخلفيةوالمبادئالأساسية للنقاط التالية: تمت مناقشة جودة الطاقة وأهميتها فيما يتعلق بمخاوف جودة الطاقة وأصلها وتصنيفها. بالإضافة إلى خلفية المصادر التوافقية في نظام الطاقة والخصائص التوافقية والتأثيرات التوافقية. التركيز على المعايير والتوجيهات التوافقية ومؤشرات التقييم التوافقي المشتركة. الفصل الثالث: يقدم هذا الفصل التصميم الرياضي المقترح لمرشح التوافقى من الرتبة الرابعة(DHPF4). يناقش هذا الفصل التصميم الأمثل لـDHPF4s لتقليل تشويه الطلب الكلي باستخدام خوارزمية البحث القائمة على الغراب مع أحمال محرك النبضات المختلفة. إلى جانب التحليل المقارن مع DHPFs الأخرى. كما يتم عرض التقييمات المقترحة والمناقشة التفصيلية حول النتائج. الفصل الرابع: يقدم هذا الفصل نتائج المحاكاة ومناقشة الحالات المدروسة للتصميم الأمثل لمرشحات) الرتبة الرابعة والنوع (C لخوارزمية NSGA3متعددة الأغراض المستندة إلى TOPSIS مع إمكانيات متغيرة لنظام قصر كهربائى و محركات أحمال مختلفة متعددة النبضات.بالإضافة إلى عرض الجدوى الفنية والاقتصادية لمرشح الدرجة الرابعة من خلال سيناريوهات التصميم المختلفة. كما يتم عرض التقييمات المقترحة والمناقشة التفصيلية حول النتائج. الفصل الخامس: يلخص الاستنتاجات الرئيسية المستخلصة من هذه الأطروحة ويفتح آفاقًا للبحث المستقبلي المتعلق بموضوع الرسالة من خلال تقديم اقتراحات تغطي النقاط التي لا تزال بحاجة إلى مزيد من البحث. ثميتمتقديمثلاثةملاحق. يقدمالملحق(أ) قيم المعاملات المختلفة لشبكة النظام الكهربى محل الدراسة من خلال كود للماتلاب.ملحق (ب) يقدم كود خاص بالخوارزمية الجينية للفرز غير المسيطر عليها المستخدمة فى الدراسة.ملحق (ج) قدم كود ماتلاب لتقنية ترتيب التفضيل عن طريق التشابه مع الحل المثالي.

Tags from this library: No tags from this library for this title. Log in to add tags.

Average rating: 0.0 (0 votes)

Holdings
Item type	Current library	Home library	Call number	Status	Date due	Barcode
Thesis	قاعة الرسائل الجامعية - الدور الاول	المكتبة المركزبة الجديدة - جامعة القاهرة	Cai01.13.07.Ph.D.2022.Ne.N (Browse shelf(Opens below))	Not for loan		01010110086769000

Thesis (Ph.D)-Cairo University,2022.

Bibliography: p. 99-92.

في السنوات الأخيرة ، أصبح انتشار وإدارة التوافقيات في أنظمة الطاقة موضوعًا مهمًا لجودة الطاقة، بسبب الاستخدام المتزايد للأحمال غير الخطية ومصادر الطاقة المتجددة ، وكلاهما يعتمد على المعدات الإلكترونية للطاقة التي تسبب التشويه التوافقي. وعلى الرغم من أن الأجهزة الإلكترونية والإلكترونية الدقيقة تسهل تنفيذ معدات فعالة يمكن التحكم فيها في التطبيقات الصناعية المتقدمة ، إلا أنها تساهم في التلوث التوافقي الذي يؤدي إلى تشويه أشكال موجات التيار والجهد ، وخلق مخاطر الرنين ، وزيادة خسائر النظام ، وتقليل عمر المعدات في أنظمة الطاقة. لسوء الحظ ، تتضمن الشبكات الذكية أيضًا وفرة من المصادر التوافقية التي يجب التعامل معها. ويرجع ذلك في الغالب إلى الاستخدام الواسع النطاق لمحولات الطاقة ، والتي تعد حجر الزاوية للأنظمة الذكية الضرورية التي تتطلب ربط مصادر الطاقة المتجددة بالشبكة المركزية ، فضلاً عن التوسع في استخدام السيارات الكهربائية (EVs) و أنظمة نقل التيار المباشر ذات الجهد الكهربائي العالى (HVDC). وفقًا لذلك ، تعتبر التشوهات التوافقية إحدى مشكلات جودة الطاقة التي يمكن أن تضعف شبكات التوزيع الحديثة مع العديد من النتائج السلبية لأداء النظام ، بما في ذلك فقدان الطاقة التوافقي المفرط ، وتقليل عمر الكابلات / المحركات / المولدات والمحولات (المكونات المعتمدة على التردد) ، عطل في المعدات الاستهلاكية ، وأجهزة التحكم ، والمحركات الصناعية ، وأخيرًا وليس اخرا التداخل البسيط في الاتصالات. تم استخدام العديد من الحلول لتنظيم التوافقيات وتقليل التشوهات في أنظمة الطاقة والطاقة الحديثة مثل استخدام المعدات ذات الحجم الكبير (المحولات K والموصلات المبالغة في تقديرها ، وما إلى ذلك) والمرشحات (المرشحات السلبية والنشطة والهجينة) ، والمرحلة - تقنيات التحول. يعد استخدام مقومات النبضات المتعددة أيضًا حلاً شائعًا لتخفيف التشوه التوافقي في الأنظمة الصناعية وأنظمة HVDC. من بين حلول الإدارة التوافقية المختلفة ، يعتبر التصفية التوافقية حلاً فعالاً لمنع أو تشتيت التوافقيات من الوصول إلى شبكات التوزيع والنقل وتقليل تأثيرها الضار على المعدات الكهربائية قدر الإمكان. بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن تكون تقنيات الترشيح التوافقي فعالة وموثوقة لإدارة التشوهات التوافقية وتوفير طاقة نظيفة للمستخدمين. على الرغم من التطبيق الواسع للمرشحات التوافقية السلبية ، لا يزال لديهم قيود وتحديات يجب التغلب عليها. جزء منه يشبه كيف نتجنب مشكلة التضخيم التوافقي الناتجة عن الرنين بين نظام الإمداد والمرشحات السلبية؟من المعروف أن كل مرشح سلبي سيقدم نقطة طنين متوازية تحت تردد التوليف الخاص به، يمكن تضخيم القيم التوافقية للنظام بشكل كبير إذا تزامنت نقطة الطنين مع أحد التوافقيات. سيكون لهذا التضخيم التوافقي تأثيرات سلبية على النظام عن طريق تسخين المعدات ، وإنتاج عزم دوران توافقي ، ونشاط جهاز حماية غير مرغوب فيه ، وتقليل عمر المعدات الكهربائية ، إلخ. أيضًا ، أحد التحديات التي وجدتها الدراسات السابقة هو التناقض بين معايير التخفيف التوافقي والتخميد بالرنين ، حيث يتطلب الأول مقاومة مكافئة منخفضة للمرشح بينما يتطلب الأخير قيمة مقاومة مكافئة عالية. هذا يجعل المرشح الخامل قادرًا على القيام بعمل واحد. وبالتالي ، فإن الهدف المنشود الآن هو إنشاء أنظمة خالية من الرنين يمكنها الجمع بين القدرة على إخماد الرنين مع القدرة على تقليل التشوه التوافقي. بالإضافة إلى المشكلات المذكورة أعلاه ، فإن مخططات التصفية الحالية للأنظمة متعددة النبضات لها عدد من العيوب. نتيجة لذلك ، يوصى بأن يكون لديك خيار بديل أفضل. لذلك تم اقتراحمرشح طاقةعالي التمرير جديد في هذا العمل كحل لهذه التحديات ، والذي يمكن أن يخفف السعة التوافقية ويخفف نطاقًا واسعًا من الترددات التوافقية التي تسببها الأحمال غير الخطية بالإضافة إلى خاصية التخميد الرنانة الفريدة. في الأدبيات ، تم تقديم تصميم رياضي لمرشحطاقة سلبىلتخميد الرنين التوافقي من الدرجة الرابعة للأنظمة الصناعية متعددة النبضات. تقدمالرسالة مرشح الطاقة السلبىعالي التمرير (DHPF4) من الدرجة الرابعة طريقة ترشيح جديدة تنتمي إلى عائلة مرشحات التمرير العالي المخمدة. لم تظهر في التطبيقات الصناعية بعد. يمكن أن يخفف نطاق واسع من الترددات التوافقية الناتجة عن الأحمال غير الخطية. يمكن اعتباره بمثابة تعديل لمرشح الطاقة السلبية من الدرجة الثالثة يمكنه تقليل التشوه التوافقي والرنين بشكل أفضل ، والذي قد يحدث إذا كان الرنين الموازي مرتبطًا بتناسق غير مميز. ومن الجدير بالذكر أن هذه الهيكلية تم تقديمها سابقًا، ولكن مع تصور وأداء مختلفين تمامًا ، فقد تم تصميمها لتكون بمثابة مرشح مزدوج الضبط. لم يتم تقديم التصميم الأمثل لـ PPF هذا بعد. أيضًا ، لا يضمن التصميم الرياضي المقدم في أن قيم الجهد الفردي والتشوه التوافقي الحالي سوف تتوافق مع الحدود القياسية المنصوص عليها في IEEE 519. علاوة على ذلك ، يجب فحص خصائص تصميم المرشح وفوائده وعيوبه. تحت أهداف وقيود التصميم المختلفة. يمكن تلخيص المساهمات الرئيسية لهذا البحث على النحو التالي: 1. تقديم تصميم جديد لمرشح سلبي من الدرجة الرابعة والذي تم تقديمه كنهج ترشيح جديد ينتمي إلى عائلة مرشحات DHP.

يُعتقد عمومًا أن تصميم المرشح الخامل يمثل مشكلة تحسين حيث يكون الهدف هو تحديد معلمات التصميم المثلى للفلتر المقترح الذي يلبي الأهداف المرجوة مع ضمان عدم انتهاك القيود ذات الصلة. الأهداف المقترحة لهذه الأطروحة هي: أ) أولاً ، هدف واحد ، هو التقليل إلى أدنى حد من تشوه الطلب الكلي للتيارTDDi. تم اقتراح خوارزمية البحث القائمة على الغراب (CSSA) لحل مشكلة التصميم هذه. ب) ثانيًا ، هدف متعدد ، تقليل تشوه الطلب الكلي لتيار (TDDi) وتقليل صدى التردد المتوازي. ج) تقييم الآفاق الاقتصادية لمرشح من الدرجة الرابعة بسبب مشكلة تصميم متعددة الأهداف ، وتقليل التكلفة الإجمالية للمرشح وتقليل صدى التردد المتوازي. تم اقتراح خوارزمية NSGA3القائمة على TOPSIS متعددة الأغراض لحل مشكلة التصميم التي تمت صياغتها في هذا العمل 1. تتم عملية التقييم لأداء المرشح المقترح DHPF4بناءً على مؤشراتجودة الطاقةالمختلفة مثل قيم تشوه الجهد التوافقي الفردي والكلي ، وقيم التشوه التوافقي الفردي والإجمالي للتيار الحالي ، وفقدان الطاقة النشط ، وعامل القدرة الفعلي ونسب الإزاحة ، والتخميد بالرنين قدرات. يتم التعامل مع مؤشراتجودة الطاقةأيضًا على أنها قيود غير خطية في مشكلة تصميم DHPF4التي تمت صياغتها في هذا العمل. تنظيم الرسالة تم تضمين خمسة فصول في محتوى هذه الرسالة. هذه هي طريقة تنظيمها: الفصل الاول: يقدم مقدمة لتوافقيات نظام الطاقة، بالإضافة إلى مراجعة مناهج التصفية التوافقية الحالية والتأكيد على وظيفة المرشحات السلبية في تحسين جودة الطاقة وتقليل التشوه التوافقي. أخيرًا ، يتم توفير الدافع والأهداف والمساهمات والخطوط العريضة للأطروحة. الفصل الثانى: الغرضمنهذاالفصلهوتوفيرالخلفيةوالمبادئالأساسية للنقاط التالية: تمت مناقشة جودة الطاقة وأهميتها فيما يتعلق بمخاوف جودة الطاقة وأصلها وتصنيفها. بالإضافة إلى خلفية المصادر التوافقية في نظام الطاقة والخصائص التوافقية والتأثيرات التوافقية. التركيز على المعايير والتوجيهات التوافقية ومؤشرات التقييم التوافقي المشتركة. الفصل الثالث: يقدم هذا الفصل التصميم الرياضي المقترح لمرشح التوافقى من الرتبة الرابعة(DHPF4). يناقش هذا الفصل التصميم الأمثل لـDHPF4s لتقليل تشويه الطلب الكلي باستخدام خوارزمية البحث القائمة على الغراب مع أحمال محرك النبضات المختلفة. إلى جانب التحليل المقارن مع DHPFs الأخرى. كما يتم عرض التقييمات المقترحة والمناقشة التفصيلية حول النتائج. الفصل الرابع: يقدم هذا الفصل نتائج المحاكاة ومناقشة الحالات المدروسة للتصميم الأمثل لمرشحات) الرتبة الرابعة والنوع (C لخوارزمية NSGA3متعددة الأغراض المستندة إلى TOPSIS مع إمكانيات متغيرة لنظام قصر كهربائى و محركات أحمال مختلفة متعددة النبضات.بالإضافة إلى عرض الجدوى الفنية والاقتصادية لمرشح الدرجة الرابعة من خلال سيناريوهات التصميم المختلفة. كما يتم عرض التقييمات المقترحة والمناقشة التفصيلية حول النتائج. الفصل الخامس: يلخص الاستنتاجات الرئيسية المستخلصة من هذه الأطروحة ويفتح آفاقًا للبحث المستقبلي المتعلق بموضوع الرسالة من خلال تقديم اقتراحات تغطي النقاط التي لا تزال بحاجة إلى مزيد من البحث. ثميتمتقديمثلاثةملاحق. يقدمالملحق(أ) قيم المعاملات المختلفة لشبكة النظام الكهربى محل الدراسة من خلال كود للماتلاب.ملحق (ب) يقدم كود خاص بالخوارزمية الجينية للفرز غير المسيطر عليها المستخدمة فى الدراسة.ملحق (ج) قدم كود ماتلاب لتقنية ترتيب التفضيل عن طريق التشابه مع الحل المثالي.

There are no comments on this title.

to post a comment.