گونشلی

مقدمه :

بی شك صنعت برق مهمترین و حساسترین صنایع در هر كشور محسوب می‌شود. بطوریكه عملكرد نادرست تولید كننده‌ها و سیستم‌های قدرت موجب فلج شدن ساختار صنعتی ، اقتصادی ، اجتماعی و حتی سپاسی در آن جامعه خواهد شد. از زمانیكه برق كشف و تجهیزات برقی اختراع شدند. تكنولوژی با سرعت تساعدی در جهت پیشرفت شتاب گرفت. بطوریكه می‌توان گفت در حدود دویست سال اخیر نود درصد از پیشرفت جامع بشری به وقوع پیوست. و شاید روزی یا هفته‌ای نباشد كه دانشمندان سراسر جهان مطلب جدیدی در یكی از گراشیهای علم برق كشف و عنوان نكنند. و انسان قرن بیست و یكم بخش قابل توجه‌ای از آسایش رفاه خود را مدیون حركت الكترونها می‌باشد. و دانشمندان در این عرصه انسانهای سختكوش بودند كه همه تلاش خود را برای افراد راحت طلب بكار بستند.

در آغاز شكل گیری شبكه‌های برقی ، مولدها ، برق را بصورت جریان مستقیم تولید می‌كردند و در مساحتهای محدود و كوچك از آنها بهره‌مند می‌شد. و این شبكه‌ها بصورت كوچك و محدود استفاده می‌شد. با افزایش تقاضا در زمینه استفاده از انرژی الكتریكی دیگر این  شبكه‌های كوچك پاسخگوی نیاز مصرف كننده‌ها نبود و می‌بایست سیستم‌های برقرسانی مساحت بیشتری را تحت پوشش خود قرار می‌دادند. از طرفی برای تولید نیز محدودیتهایی موجود بود كه اجازه تولید انرژی الكتریكی را در هر نقطه دلخواه به مهندسین برق نمی‌داد. زیرا كه نیروگاه‌ها می‌بایست در محلهایی احداث می‌شد كه انرژی بطور طبیعی یافت می‌شد. انرژیهای طبیعی مثل : آب ، باد ، ذغال سنگ وغیره بنابراین نیروگاه‌ها را می‌بایست در جاهایی احداث می‌كردند كه یا در آنجا آب و یا باد و یا ذغال سنگ و دیگر انرژیهای سوختی موجود بود. بدین ترتیب نظریه انتقال انرژی الكتریكی از محل تولید انرژی تا محل مصرف پیش آمد. این انتقال نیز توسط برق جریان مستقیم امكان‌پذیر نبود. زیرا ولتاژ در طول خط انتقال افت می كرد و در محل مصرف دیگر عملاً ولتاژی باقی نمی‌ماند. بنابراین مهندسین صنعت برق تصمیم گرفتند كه انرژی الكتریكی را بطور AC تولید كنند تا قابلیت انتقال داشته باشد. و این عمل را نیز توسط ترانسفورماتورها انجام دادند. ترانسفورماتورها می‌توانستند ولتاژ را تا اندازه قابل ملاحظه‌ای بالا برده و امكان انتقال را فراهم آورند. مزیت دیگری كه ترانسفورماتورها به سیستم‌های قدرت بخشیدند. این بود كه با بالا بردن سطح ولتاژ ، به همان نسبت نیز جریان را پائین می آوردند ، بدین ترتیب سطح مقطع هادیهای خطوط انتقال كمتر می‌شد و بطور كلی می‌توانستیم كلیه تجهیزات را به وسیله جریان پائین سایز نماییم. و این امر نیز از دیدگاه اقتصادی بسیار قابل توجه می‌نمود.

بدین ترتیب شبكه‌های قدرت AC شكل گرفت و خطوط انتقال و پستهای متعددی نیز برای انتقال انرژی الكتریكی در نظر گرفته شد. و برای تأمین پیوسته انرژی این شبكه‌ها به یكدیگر متصل شدند و تا امروه نیز در حال گسترش و توسعه می‌باشند. هرچه سیستمهای قدر الكتریكی بزرگتر می‌شد بحث بهره‌برداری و پایداری سیستم نیز پیچیده‌تر نشان می‌داد. و در این راستا مراكز كنترل و بهره بردار از سیستم‌های قدرت می‌بایست در هر لحظه از ولتاژها و توانهای تمامی پست‌ها و توانهای جاری شده در خطوط انتقال آگاهی می‌یافتند. تا بتوانند انرژی را بطور استاندارد و سالم تا محل مصرف انتقال و سپس توزیع كنند. این امر مستلزم حل معادلاتی بود كه تعداد مجهولات از تعداد معلومات بیشتر بود. حل معادلاتی كه مجهولات بیشتری از معلومات آن دارد نیز فقط در فضای ریاضیاتی با محاسبات عدد امكان‌پذیر است كه در تكرارهای مكرر قابل دستیابی است. در صنعت برق تعیین ولتاژها و زوایای ولتاژها و توانهای اكتیو و راكتیو در پستها و نیروگاهها را با عنوان پخش بار (load flow) مطرح می‌شود.

پخش بار در سیستمهای قدرت دارای روشهای متنوعی می‌باشد كه عبارتند از : روش نیوتن ۰ رافسون ، روش گوس – سایدل ، روش Decaupled load flow و روش Fast decaupled load flow كه هر یك دارای مزیت‌های خاص خود می‌باشد. روش نیوتن- رافسون یك روش دقیق با تكرارهای كم می‌باشد كه جوابها زود همگرا می‌شود ، اما دارای محاسبات مشكلی است. روش گوس – سایدل دقت كمتری نسبت به نیوتن رافسون دارد و تعداد و تكرارها نیز بیشتر است اما محاسبات ساده‌تری دارد. روش Decaupled load flow یك روش تقریبی در محاسبات پخش بار است و دارای سرعت بالایی می‌باشد ، و زمانی كه نیاز به پیدا كردن توان اكتیو انتقالی خط مطرح است مورد استفاده می‌باشد. روش Fast decaupled load flow نیز یك روش تقریبی است كه از سرعت بالایی نیست به نیوتن رافسون و گوس سایدل برخوردار می‌باشد. و از روش Decaupled load flow نیز دقیق‌تر می‌باشد. اما مورد بحث این پایان‌نامه روش نیوتن – رافسون است كه در ادامه به آن می‌پردازیم.

فهرست                                                                             صفحه

مقدمه

فصل اول – شرحی بر پخش بار .

 ۱- پخش بار

۲- شین مرجع یا شناور

۳- شین بار

۴- شین ولتاژ كنترل شده

۵- شین نیروگاهی

۶- شین انتقال

فصل دوم – محاسبات ریاضی نرم افزار

۱- حل معادلات جبری غیر خطی به روش نیوتن-رافسون

۲- روشی برای وارون كردن ماتریس ژاكوبین

فصل سوم – معادلات حل پخش بار به روش نیوتن-رافسون

۱- حل پخش بار به روش نیوتن – رافسون

فصل چهارم – تعیین الگوریتم كلی برنامه

۱- الگوریتم كلی برنامه

۲- الگوریتم دریافت اطلاعات در ورودی

۳- الگوریتم محاسبه ماتریس ژاكوبین

۴- الگوریتم مربوط به وارون ژاكوبین

۵- الگوریتم مربطو به محاسبه

۶- الگوریتم مربوط به محاسبه ماتریس

۷-الگوریتم مربوط به ضرب وارون ژاكوبین در ماتریس

۸- الگوریتم مربوط به محاسبه

۹- الگوریتم تست شرط

۱۰- الگوریتم مربوط به چاپ جوابهای مسئله در خروجی

فصل پنجم – مروری بر دستورات برنامه نویسی C++

1- انواع داده

۲- متغیرها

۳۳- تعریف متغیر

۴- مقدار دادن به متغیر

۵- عملگرها

۶- عملگرهای محاسباتی

۷- عملگرهای رابطه‌ای

۸- عملگرهای منطقی

۹- عملگر Sizcof

10- ساختار تكرار for

11- ساختارتكرار While

12- ساختار تكرار do … While

13- ساختار تصمیم if

14- تابع Printf ( )

15- تابع Scanf ( )

16- تابع getch ( )

17- اشاره‌گرها

۱۸- متغیرهای پویا

۱۹- تخصیص حافظه پویا

۲۰- برگرداندن حافظه به سیستم

۲۱- توابع

۲۲- تابع چگونه كار می‌كند

فصل ششم – تشریح و نحوی عملكرد برنامه

فصل هفتم – نرم افزار

دانلود فایل