۱-۷-۲ تنظیم ولتاژ
ژنراتورهای سنکرون قادر هستند تا توان اکتیو و راکتیو را تامین نمایند. بنابراین جهت تنظیم ولتاژ در سیستم توزیع در حالت اتصال به شبکه به‌کار می‌روند. کنترلهای موجود برروی ژنراتورها بسیار سریعتر و نرمتر از تغییردهنده‌های تپ ترانسفورماتورهای معمولی و بانکهای خازنی سوئیچ شده می‌باشد. ولی به‌علت تداخل بین این ژنراتورها و تجهیزات تنظیم ولتاژ موجود در سیستم اصلی، باعث بوجود آمدن پیچیدگی‌های عملکردی می‌شوند. از اینرو سیستم کنترلی و مخابراتی ویژه‌ای مورد نیاز است تا بتوان براین مشکلات غلبه کرد و از طرفی به ژنراتور این جازه داده شود تا به‌صورت صحیحی با تجهیزات تنظیم ولتاژ موجود در سیستم اصلی کار کند.

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

۱-۷-۳ فلیکر ولتاژ
فلیکر ولتاژ^[۷] در نتیجه راه اندازی ژنراتورهای القایی یا تغییرات پله ای در خروجی DG ممکن است ایجاد شود که باعث تغییرات ولتاژ مشخص برروی فیدرهای سیستم توزیع می‌شود. در حالت استفاده از سیستم‌های انرژی بادی و خورشیدی، نوسانات توان در نتیجه تغییرات شدت تابش و باد بوجود می‌آید. دامنه و تعداد تغییرات ولتاژ رخ داده شده در واحد زمان با منحنی فلیکر مربوط به استاندارد IEEE519-1992 مقایسه می‌شود و بایستی مطمئن شد که آنها زیر مقدار آستانه قابل رویت و تابشی باشند. اگر در محدوده استاندارد نباشند، بایستی روش های بهبود^[۸] را اعمال کرد.
۱-۷-۴ افتادگی ولتاژ^[۹]
قابلیت منبع تولید پراکنده برای مواجهه با افتادگی ولتاژ بستگی به‌نوع و موقعیت آن دارد. ژنراتورهای سنکرون بزرگ می‌توانند به حمایت ولتاژ کمک نمایند و افتادگی ولتاژ را روی تاسیسات محلی کاهش دهند. ولی امپدانس ترانسفورمر اتصال دهنده، ممکن است مانع از هرگونه تاثیر برروی بارهای مجاور روی فیدرها شود. منابع تولید پراکنده برپایه اینورتر می‌توانند برای تامین توان راکتیو برای تنظیم ولتاژ در حین افتادگی ولتاژ کنترل شوند.
۱-۷-۵ ‌هارمونیک‌ها
منابع تولید پراکنده باعث ورود‌هارمونیک به شبکه ای که به آن متصل هستند، می‌شود. نوع و شدت این‌هارمونیکها بستگی به تکنولوژی مبدل الکترونیک قدرت و ساختار اتصال دارد. اینورترهای برپایه تریستورهای قدیمی، باعث تزریق‌هارمونیکهای زیادی به شبکه می‌شوند ولی اینورترهای جدید که طراحی آنها براساس IGBT و تکنولوژی های جدید در زمینه مدولاسیون می‌باشند، دارای خروجی پاک از‌هارمونیک و خروجی آنها معیارهای استاندارد IEEE 512-1992 برای ‌هارمونیکها را برآورده می‌کند.
در میان پدیده‌های توضیح داده شده در فوق، بررسی بهبود پدیده فرو افتادگی ولتاژ و تامین توان در قطعی‌های طولانی مدت توسط منابع تولید پراکنده از اهمیت خاصی برخوردار بوده و نیازمند بررسی بیشتر می‌باشد. در مورد موضوعات دیگر نظیر فلیکر ولتاژ و‌هارمونیکها با توجه به اینکه تحقیقات گسترده ای با حضور ادوات FACTS و فیلترهای اکتیو انجام شده است، و بیشتر تمرکز بحث برروی کنترل مبدل‌های الکترونیک قدرت می‌باشد. بنابراین آنچه در ادامه بحث به آن پرداخته می‌شود، بررسی تحقیقات انجام شده برروی روش های کنترلی موجود برروی افتادگی ولتاژ می‌باشد.
براساس تحقیقات به عمل آمده در زمینه روش های بهبود کیفیت توان با حضور منابع تولید پراکنده، می‌توان تحقیقات انجام شده را به سه دسته کلی تقسیم بندی کرد:
الف- بررسی انواع ساختارهای اتصال به شبکه منابع تولید پراکنده و کنترل مبدلهای الکترونیک قدرت
ب- روش های مبتنی بر پردازش سیگنالهای^[۱۰] ولتاژ و جریان جهت بررسی پدیده کیفیت توان
ج- بررسی تحقیقات انجام شده برروی پیل سوختی جهت بهبود کیفیت توان

۱-۸ بررسی انواع ساختارهای اتصال به شبکه منابع تولید پراکنده و کنترل مبدلهای الکترونیک قدرت

در مراجع مختلفی روش‌هایی برای جبران‌سازی افتادگی ولتاژ اجزاء حساس ارائه شده است. در هر دو مورد منابع تولید پراکنده نقش کلیدی در سیستم بازی می­ کند. یکی از راهکارها، بکارگیری یک مبدل الکترونیک قدرت که برای اتصال DG به سیستم توزیع بکار می رود، بهمراه یک جبران کننده سری می باشد. جبران‌کننده سری قادر است تا ولتاژ را در طرف بار در حالتی که DG وجود دارد، بازیابی کند. روش دیگر انتقال بخش خاصی از سیستم قدرت، به جایی که اجزاء حساس سیستم قرار گرفته­اند، به صورت عملکرد میکرو شبکه^[۱۱] در حالتی که افتادگی ولتاژ رخ می­دهد، می‌باشد. در این حالت ولتاژ توسط منابع تولید پراکنده کنترل می شود. در واقع در این مرجع رفتارهای گذرای هر دو روش مقایسه می شود. برطرف کردن افتادگی ولتاژ هم از طریق تزریق جریان موازی و هم از طریق تزریق ولتاژ سری امکان پذیر می باشد. در حالت تزریق جریان موازی، نیاز به یک جریان اکتیو زیاد می باشد تا بتوان هم اندازه ولتاژ و هم زاویه فاز را در مقادیر قبل از خطا بازیابی کرد در حالیکه در حالت جبران سازی سری، توان اکتیو کمتری مورد نیاز است. شکل(۱-۲) ساختار روش ارائه شده را نشان می‌دهد.
شکل(۱-۲): ساختار ارائه شده جهت بهبود افتادگی ولتاژ
با توجه به شکل (۱-۲) در حالت جبران‌سازی سری، یک اینورتر منبع ولتاژ به باس dc مربوط به خروجی منابع تولید پراکنده نیز افزوده می شود. یک ترانسفورمرهم برای اتصال اینورتر منبع ولتاژ به‌صورت سری با شبکه مورد استفاده قرار می­گیرد. بنابراین در این حالت می­توان، یک ولتاژ به‌صورت سری با ولتاژ تغذیه در حالت رخ دادن افتادگی ولتاژ، تزریق کرد. در حالتی که شبکه به یک میکرو شبکه تبدیل می شود، ساختار اتصال منابع تولید پراکنده به شبکه به‌صورت شکل (۱-۳) می‌باشد. در این حالت با یک سوئیچ انتقال استاتیکی، در حالت اتفاق افتادگی ولتاژ منبع تغذیه از بار جدا می­گردد. در این حالت تمامی توان بار مورد نیاز، از طریق DG تغذیه می‌شود. با توجه به این ساختار، DG هم برای عملکرد اتصال به شبکه و هم برای عملکرد جزیره ای طراحی می‌شود.
شکل(۱-۳): ساختار اتصال منابع تولید پراکنده به شبکه در حالت رخ دادن افتادگی ولتاژ
در حالت عملکرد اتصال به شبکه، کنترل کننده ولتاژ را تنظیم می­نماید (کنترل مد ولتاژ) در این مرجع، برای طراحی کنترل کننده­ها، از مدل میانگین^[۱۲] هر کدام از مبدلها استفاده شده است. از آنجائیکه، شناسایی افتادگی ولتاژ در یک بازده زمانی کوتاه بسیار مهم می باشد، باید روشی را ایجاد کرد تا به‌صورت سریع به آن پاسخ دهد. آنالیز گذرا برای دو حالت فرو افتادگی ولتاژ متعادل و نامتعادل انجام می شود. براساس نتایج حاصل از این مرجع، جبران‌سازی سری می تواند برای کنترل ولتاژ در حالتیکه اغتشاشات دیگری وجود داشته باشد، بکار رود. با اعمال استراتژی‌های کنترلی قوی و سوئیچ کردن به اندازه کافی سریع، می­توان حالت‌های گذرای ولتاژ، ‌هارمونیک‌های ولتاژ و نوسانات ولتاژ که منجر به فلیکر می گردد را کاهش داد. به‌هرحال جبران‌کننده سری را در حالتهای قطع و در حالتهایی که افتادگی ولتاژ از مقادیر نامی و مجاز مبدّل سری بیشتر می شود، نمی­ توان استفاده کرد. در مرجع دیگری استراتژی کنترل منابع تولید پراکنده کوچک^[۱۳] برای بهبود عدم تعادل در نتیجه تغییرات بار و افتادگی ولتاژ ناشی از خطاهای سیستم ارائه شده است. یک کنترل کننده یکپارچه که ولتاژ ترمینال بارهای حساس در حالت جزیره ای و پخش توان در حالت اتصال به شبکه را تنظیم می‌کند، ارائه شده است. سطوح تحمل اجزاء حساس معمولاً بوسیله سطوح حساسیت نظیر منحنی‌های ITI/CBEMA^[14] که در شکل(۱-۴) نشان داده شده است، مشخص می‌شود. وقتی که ولتاژ تغذیه بیرون از محدوده موجود در استاندارد قرار بگیرد، اجزاء حسّاس معمولاً عملکردشان متوقف می‌شود. شکل(۱-۴) یک سیستم MSDG بر پایه میکرو توربین می‌باشد. اجزاء الکترونیک قدرت در این سیستم باعث می‌شود تا عملکرد UPS ایجاد گردد و بهبود کیفیت توان و تبدیل انرژی به‌صورت همزمان در یک هزینه قابل قبول انجام گیرد. در این مرجع، یک طرح کنترلی یکپارچه برای اینورتر سیستم MSDG برای ثابت نگهداشتن ولتاژ خروجی تنظیم شده با وجود عدم تعادل ولتاژها در نتیجه بارهای نامتعادل و خطاهای سیستم ارائه شده است. در حالت وجود خطا، به علت وجود محدودیت در ظرفیت جریان سیستم MSDG، مشکل می‌باشد تا جبران‌سازی انجام گیرد. بنابراین کنترل کننده یکپارچه از حالت اتصال به شبکه به حالت جزیره ای گذر می‌کند و بعد از رفع خطا از حالت جزیره ای به حالت اتصال به شبکه گذر می‌کند.
شکل(۱-۴): منحنی‌های ITI/CBEMA جهت تعیین سطوح قابل تحمل بارهای حساس
شکل(۱-۵): یک سیستم MSDG بر پایه میکرو توربین
یک سیستم MSDG می‌تواند هم در حالت مد جزیره ای(مستقل) و هم در حالت اتصال به شبکه عمل کند. در حالت عملکرد جزیره ای، MSDG تمام توان مورد نیاز بار را تامین می‌کند. در حالیکه در مد اتصال به شبکه، این سیستم توان کشیده شده از طرف بار را با شبکه تقسیم می‌کند. تحت شرایط نا متعادل در حالت جزیره ای، به علت اینکه جریانهای کشیده شده بوسیله بارها مساوی نیستند، باعث نامتعادل شدن ولتاژ ترمینال سه فاز می‌شود. این واقعیت در نتیجه نوسانات درخواست توان بارهای صنعتی، تجاری و خانگی می‌باشد. در مد اتصال به شبکه، عدم تعادلهای موجود در خط، به‌صورت افتادگی ولتاژ، هنگامی‌که خطایی در یک یا چند فاز شبکه رخ می‌دهد، ایجاد می‌شود. افتادگی ولتاژ به‌صورت زیاد یا کم عمق، براساس دامنه ولتاژ در نقطه اتصال مشترک، مشخصه بندی می‌شوند. یک روش برای بهبود تنظیم ولتاژ به‌وسیله تخمین ولتاژ خروجی اینورتر مورد نیاز برای بدست آوردن ولتاژ ترمینال مطلوب تحت همه شرایط می‌باشد. این روش با بهره گرفتن از مولفه‌های توالی مثبت و منفی، جهت بی اثر کردن مولفه‌های توالی منفی در ولتاژ خازن فیلتر، عمل می‌کند. ولی این روش باعث افزایش خطا در حالتی که پارامترهای ترانسفورمر و فیلتر تغییر می‌کند، می‌شود. همچنین نیاز است تا دانشی دقیق از پارامترهای سیستم موجود باشد. برای این منظور، کنترل کننده حلقه بسته برای تنظیم ولتاژ خازن فیلتر در حالت جزیره ای و پخش توان در حالت اتصال به شبکه ارائه شده است. ساختار اینورتر در حالت اتصال به بار در شکل(۱-۶) نشان داده شده است. هدف از طراحی کنترل کننده در یک سیستم MSDG، ارائه یک راهکار جهت کنترل توان در کنار تنظیم ولتاژ می‌باشد. در این مرجع فرض شده است که شبکه یک ولتاژ مقاوم تحت شرایط نرمال دارد و بارهای حساس یک ولتاژ تنظیم شده را در حالت جزیره ای و در حالت اتصال به شبکه دریافت می‌کنند.
شکل(۱-۶):ساختار اینورتر ارائه شده در حالت اتصال به بار
بلوک دیاگرام کلی کنترل‌کننده موردنظر در شکل (۱-۷) نشان داده شده است. مشخصه دینامیکی و پایداری سیستم حلقه بسته با یک حلقه کنترل داخلی برای جریان سلف فیلتر و یک حلقه پیشرو برای جریان بار، بهبود داده می‌شود. کنترل کننده ولتاژ با یک ماتریس ۲۲ که به‌صورت ریاضی تزویج متقابل بین متغیرهای ولتاژ را توصیف می‌کند، جایگزین می‌شود. حلقه کنترل جریان داخلی با یک کنترل کننده تناسبی طراحی می‌شود.
شکل(۱-۷): بلوک دیاگرام کلی کنترل کننده
این کنترل کننده نیز با یک ماتریس ۲۲ با هیچگونه اثر متقابل طراحی می‌شود. مقدار K_i از تنظیم کننده جریان به گونه ای طراحی می‌شود که پهنای باندی کمتر از فرکانس سوئیچینگ اینورتر داشته باشد. در ساختار ارئه شده در این مرجع، برای اینکه ولتاژ ترمینال بار برای همه شرایط در یک محدوده مطلوب قرار بگیرد، افت ولتاژ نشتی ترانسفورمر تخمین زده شده و به‌مقدار مرجع ولتاژ خازن افزورده می‌شود.
در مرجع دیگری طراحی فیلتر با یک ترانسفورماتور ایزوله شده و طراحی کنترل کننده‌های مکمل که اغتشاشات شبکه را تضعیف کند، ارائه شده است. امروزه با افزایش تقاضا برای استفاده از اینورترها در سیستم‌های تولید پراکنده و میکرو شبکه‌ها، باعث افزایش اهمیت دستیابی به اعوجاج پایین، کیفیت توان بالا ناشی از اینورترها شده است. اصولاً کیفیت توان پایین ناشی از دو عامل می‌باشد: فرکانس سوئیچینگ و اعوجاجات ولتاژ شبکه. بنابراین بایستی فیلتری را طراحی کرد تا که باعث تضعیف مولفه‌های مربوط به فرکانس سوئیچینگ و تاثیر برروی پهنای باند کنترل و امپدانس مواجه شده با اعوجاجات شبکه را داشته باشد. از این رو در این مرجع طراحی فیلتر که با ترانسفورماتور ایزوله شده ترکیب شده باشد و طراحی یک کنترل مناسب که بتواند توان اکتیو و راکتیو را کنترل کند، بحث شده است. در بسیاری از مسائل اتصال به شبکه، اینورتر به‌عنوان یک منبع ولتاژ عمل کرده که ولتاژ اینورتر به فیلتر خروجی اعمال می‌شود و قابل کنترل است. به علت اینکه در این حالت، ولتاژ خروجی اینورتر به‌صورت سینوسی برپایه مدولاسیون پهنای پالس می‌باشد، بنابراین ولتاژ خروجی و کیفیت توان وابسته به کیفیت ولتاژ شبکه می‌باشد. بنابراین وقتی که کیفیت ولتاژ شبکه بالا باشد، در این حالت کیفیت جریان و توان نیز بالا خواهد بود. اگر ولتاژ شبکه دارای اغتشاش باشد یا عدم تعادلی در ولتاژ شبکه وجود داشته باشد، در این حالت جریان تزریقی نیز دارای اغتشاش می‌باشد. این ارتباط باعث می‌شود تا کیفیت توان خروجی کاهش یابد. حال اگر اینورتر به‌صورت منبع جریان در نظر گرفته شود که باعث تزریق جریان القایی به شبکه شود، در اینصورت کیفیت توان خروجی بهتر بهبود پیدا می‌کند. مزیت مهم استفاده از روش منبع جریان بجای منبع ولتاژ، این است که در یک محدوده فرکانسی امپدانس خروجی بالاتری از دیدگاه ولتاژ شبکه مشاهده می­ شود که باعث کاهش تاثیر‌هارمونیکهای ولتاژ روی جریان خروجی و بهبود کیفیت توان می‌شود. شکل(۱-۸) نحوه اتصال به شبکه اینورتر را به همراه ترانسفورماتور ایزوله کننده و یک فیلتر درجه ۲ از نوع LC را نشان می‌دهد. همچنین در شکل (۱-۹) استراتژی کنترل مرتبط با این ساختار نشان داده شده است.
شکل(۱-۸): ساختار اتصال به شبکه اینورتر
شکل(۱-۹): استراتژی کنترل مرتبط با اتصال به شبکه اینورتر
براساس شکل(۱-۹)، حلقه کنترل جریان جریان تزریقی سه فاز را برای بهبود کیفیت توان ایجاد می‌کند. از دیگر مزیتهای این کنترل کننده، مقابله با غیر خطی‌های موجود در سیستم نظیر فرکانس سوئیچینگ و اغتشاشات خارجی مانند تغییرات در ولتاژ لینک DC و اغتشاش در ولتاژ شبکه می‌باشد. حلقه کنترلی دیگر در این ساختار حلقه کنترل توان می‌باشد. معمولاً برای کنترل توان دو روش وجود دارد: کنترل توان لحظه‌ای و کنترل توان میانگین. در کنترل توان لحظه ای مولفه جریان اصلی و مولفه‌های فرکانسهای بالاتر برای جبران‌سازی اغتشاشات ولتاژ شبکه کنترل می‌شوند . این روش همانند روش عملکردی در کنترل فیترهای اکتیو می‌باشد. یک نتیجه از تنظیم توان لحظه ای این است که اگر ولتاژ شبکه اعوجاجی شود سپس جریان ضرورتاً غیر سینوسی خواهد شد تا توان لحظه ای ثابت باشد. بنابراین اگر هدف برآورده نمودن کنترل توان لحظه ای باشد نبایستی استفاده شود. روش توان میانگین موجب فراهم کردن جریان خروجی سینوسی کیفیت بالا می‌شود و همچنین پخش توان میانگین را کنترل می‌کند. نقش کنترل کننده توان تولید جریان خروجی مرجع بوسیله فیلتر کردن مقادیر‌هارمونیکی بالاتر از طیف توان می‌باشد. از آنجاییکه پاسخ گذرای کنترل توان از مرتبه ۱۰۰ms می‌باشد، فیلتر کردن باعث ایجاد تغییرات آرام مرجع جریان برای اطمینان از کیفیت بالای جریان سلف می‌باشد. یک نتیجه منطقی از روش کنترل توان میانگین این است که اگر ولتاژ شبکه اعوجاجی شود باعث نوسان توان لحظه ای می‌شود. این نوسانات به‌عنوان فرکانسهای‌هارمونیکی به طرف dc منعکس می‌شوند.
در مرجع دیگری جبران‌کنده کیفیت توان چهار سیمه سه فاز متصل به شبکه برای کاربرد در میکرو شبکه‌ها ارائه شده است. جبران‌کنده برای استفاده با هر سیستم تولید پراکنده در میکرو شبکه پیشنهاد شده است و شامل دو اینورتر چهار (شکل(۱-۱۰)) (یک اینورتر سری و یک اینورتر موازی) می‌باشد که به‌صورت بهینه جهت دستیابی به کیفیت توان بالا در میکرو شبکه و کیفیت جریانهای عبوری بین میکرو شبکه و سیستم تغذیه به‌کار می‌رود.(شکل(۱-۱۱)).
شکل(۱-۱۰) ساختار اینورتر سه فاز متصل به شبکه
شکل(۱-۱۱): جبران‌کننده پیشنهادی برای میکرو شبکه
در طول عدم تعادلهای موجود در شبکه جبران‌کنده چهار فاز می‌تواند همه مولفه‌های جریان و ولتاژ ناخواسته مثبت، منفی و صفر را جبران‌سازی کند. اینورتر موازی چهار پایه^[۱۵] برای اطمینان از تعادل ولتاژها در میکرو شبکه و تنظیم پخش توان بین سیستم‌های تولید پراکنده متصل شده و به‌صورت موازی کنترل می‌شود. اینورتر سری به‌صورت مکمل برای تزریق ولتاژهای مولفه منفی و صفر کنترل می‌شود تا جریانهای خط را متعادل کند. همچنین هنگام رخ دادن فرو افتادگی ولتاژ در شبکه، اینورتر سری می‌تواند براساس استفاده یک الگوریتم محدود کردن جریان تقویت شار^[۱۶] جریانهای خطای بزرگ عبوری بین میکرو شبکه و شبکه اصلی را محدود کند. طراحی استراتژی کنترل کننده برای اینورتر‌های موازی و سری براساس مشخصه‌ های حوزه فرکانس انجام گرفته است. شکل(۱-۱۲) حلقه‌های کنترل ولتاژ و جریان ارائه شده برای اینورتر موازی را نشان می‌دهد. برای صفر کردن خطاهای حالت دائم توسط کنترل کننده‌های مولفه‌های منفی و مثبت d-q، دو کنترل کننده PI در مسیر کنترل مولفه‌های‌های منفی و مثبت d-q قرار داده می‌شود بطوریکه کنترل کننده‌های ولتاژ یک بهره بی نهایت در فرکانس‌های اصلی (+۵۰Hz) و (-۵۰Hz) اعمال می‌کنند.
شکل(۱-۱۲): حلقه کنترل ولتاژ و جریان ارائه شده برای اینورتر موازی
شکل(۱-۱۳) حلقه‌های کنترل ولتاژ و جریان ارائه شده برای اینورتر سری را نشان می‌دهد.
شکل(۱-۱۳): حلقه کنترل ولتاژ و جریان ارائه شده برای اینورتر سری

۱-۹ روش‌های مبتنی بر پردازش سیگنال‌های ولتاژ و جریان

استفاده از روش‌های آنالیز کیفیت توان و ابزارهای اندازه‌گیری در سیستم قدرت متداول شده است. تخمین مولفه‌های‌هارمونیکی در شبکه‌های توزیع که بارهای غیر خطی را تغذیه می‌کنند و ادوات الکترونیک قدرت به‌صورت گستره ای وجود دارد، امری مرسوم است. بسیاری از روش های آنالیز در حوزه فرکانس نظیر تبدیل فوریه گسسته^[۱۷](DFT) و تبدیل فوریه سریع^[۱۸](FFT) برای بدست آوردن مولفه‌های ‌هارمونیکی به‌کار می‌روند. در هنگام استفاده از تکنیک‌های FFT و DFT، به‌علت وجود نویزهای رندوم که به‌صورت معمول در لوازم اندازه‌گیری وجود دارند، موقع ردیابی سیگنالهایی با دامنه متغیر بازمان باعث ایجاد خطاهای بزرگ می‌شود. با معرفی نظریه مولفه‌های متقارن، کاربردهای عملی آن در حوزه زمان محدود به تئوری ماشینهای الکتریکی و محاسبات خطا در سیستم قدرت می‌شد. اخیراً با افزایش کاربردهای الکترونیک قدرت در سیستم‌های قدرت الکتریکی نظیر کنترل سرعت، FACTS، HVDC، بهبود کیفیت توان و اتصال منابع انرژی نو با شبکه نیاز به ردیابی مولفه متقارن در حوزه زمان وجود دارد. علاوه بر این موارد، رله‌های عددی مولفه‌های متقارن را به‌عنوان ابزاری برای شناسایی یک موقعیت غیر مطلوب نظیر اتصال کوتاه و عدم تعادل استفاده می‌کنند. از آنجاییکه مولفه‌های متقارن به‌صورت ویژه­ای مقادیرشان در طول اغشاشات نامتعادل تغییر می‌کند، بسیار ضروری می‌باشد تا مولفه‌های متقارن به صورت on-line ردیابی شوند. تاکنون چندین روش برای تخمین مولفه‌های متقارن شکل موجهای ولتاژ و جریان ارائه شده است. تئوری توان لحظه­ای برای جبران‌سازی مولفه توالی منفی استفاده شده است. ولی تحت شرایط ولتاژهای اعوجاجی، مشخصه‌ های نتایج ثابت شده است که ضعیف می‌باشد. تبدیل پارک که با فیلترهای notch ترکیب می‌شود، به‌صورت گسترده ای برای ردیابی مولفه متقارن به‌کار رفته است. ولی اینگونه فیلترها بوسیله دقت تشخیص پایین مشخصه بندی می‌شوند، از اینرو آنها به هرگونه تغییر در فرکانس تغذیه و تغییرات در پارامترهای سیستم توزیع حساس می‌باشند. برای غلبه بر مشکلات ارائه شده در فوق، تبدیل فوریه سریع ارائه شده است. ولی مهمترین نقص این روش، وابستگی دقت نتایج به‌عرض پنجره داده‌ها است. علاوه بر این، دقت نتایج به‌صورت مشخصی تحت تغییرات دینامیکی بارها خراب می‌شود. فیلتر کالمن و مشاهده گرهای حالت، که یک تخمین زن بازگشتی می‌باشد که می‌تواند برای پردازش در محیطهای نویزی استفاده شود، به‌عنوان یک ابزار قوی برای تخمین پارامترهای متغیر با زمان مربوط به مولفه‌های متقارن ارائه شده است. ولی این روشها نیاز به فضای زیادی برای محاسبات و پردازنده سریع برای کاربردهای on-line دارد. برای غلبه بر چنین مشکلاتی یک تکنیک جدید بر پایه یک ساختار ساده و توسعه داده شده ^[۱۹]ADALINE ارائه شده است. که یک واحد پردازشگر تطبیقی جدید، برای پیش ­بینی مولفه­های متقارن می‌باشد تا سیگنالهای جبران سازی برای بهبود انواع مسائل کیفیت توان را تولید کند.
یکی از مزیت‌های ساختار ارائه شده در این مرجع، عدم حساسیت به تغییرات پارامترها که یکی از ملزومات برای سیستم­های توزیع است، می‌باشد. از آنجائیکه سیستم توزیع ذاتاً متغیر می‌باشد و پارامترهای آن خیلی سریع در نتیجه اضافه بار کابل‌ها، اشباع ترانسفورمرها و دینامیک‌های بار تغییر می­ کند، کنترل‌کننده باید به‌صورتی مشخصه بندی شود که حساسیت کمی نسبت به تغییرات پارامترها داشته باشد. بنابراین یک کنترل‌کننده سریع برای بر آورده کردن نیازهای سیستم توزیع مورد نیاز می­باشد. با توجه به ساختار نشان داده شده در شکل (۱-۱۴)، کنترل مذکور هم قادر است تا راکتیو و مهم اکتیو را مدیریت نماید. کنترل توان اکتیو، مهمترین وظیفه کنترل کننده، از طریق مولفه (d) جریان FDG حاصل می شود. در این مرجع از یک شبکه عصبی که به‌عنوان یک سیستم چند خروجی می باشد (MO-ADALINE) برای ردیابی و برای تخمین مولفه­های متقارن بکار می رود، استفاده شده است. حلقه کنترلی از یک کنترل‌کننده فازی برای تنظیم ولتاژ و یک واحد پردازشگر برای غلبه بر عدم تعادل،‌هارمونیکها و جبران سازی توان راکتیو ترکیب شده است.
شکل(۱-۱۴): ساختار کنترلی انعطاف پذیر ارائه شده برای اتصال منبع تولید پراکنده
اجزاء اصلی این ساختار(شکل(۱-۱۴)) شامل، مبدل موازی که ولتاژ ورودی DC را از طریق منبع تولید پراکنده و خازن دریافت می‌کند، ترانسفورماتور T و فیلتر نرم جریان می‌باشد. مبدل مقدار جریان تزریق شده I_c به شبکه را تنظیم می‌کند. بر این اساس مرجع لازم برای کنترل توان اکتیو به‌صورت رابطه(۱-۱) می‌باشند:
(۱-۱)
با توجه به شکل(۱-۱۵)، ابتدا با بهره گرفتن از ساختار ADALINE، مولفه‌های توالی مثبت جریان بار برای هر فاز را محاسبه می‌کند. سپس این سیگنالها بهMO-ADALINE اعمال شده و خروجی آن مولفه‌های اکتیو و راکتیو مربوط به مولفه توالی مثبت جریان بار سه فاز می‌باشد. برای تصحیح ضریب توان، سوئیچ‌های A و B باز می‌شوند. در این حالت مولفه اکتیو تخمین زده شده از جریان بار تفریق می‌شود تا سیگنال مورد نیاز برای جبران‌سازی عدم تعادل، هارمونیکها و توان راکتیو تولید شود. برای تنظیم ولتاژ، سوئیچ A و B بسته شده تا سیگنال جبران‌سازی توان راکتیو در نظر گرفته نشود. در این حالت کنترل کننده فازی، کار تنظیم ولتاژ را انجام می‌دهد. ورودیهای واقعی به کنترل کننده فازی از نوع ممدانی، سیگنالهای مقیاس بندی شده خطای موثر ولتاژ e₁، و مشتق خطا e₂ ، می‌باشد. هفت تابع عضویت مثلثی برای هریک از ورودیها انتخاب شده است ودر نهایت ۴۹ قانون به‌صورت شرایط اگر و آنگاه لیست شده است. هرکدام از سیگنالهای ورودی کنترل کننده فازی و سیگنال خروجی (e₁,e₂, _{iq_ref}) متغیرهای فازی می‌باشند که بوسیله هفت متغیر زبانی بنامهای، NB,NM,NS,Z,PS,PM,PM,PB مشخص می­شوند. پایگاه قوانین فازی به گونه ای طراحی می‌شود تا از مزیت کامل ارتباط بین توان اکتیو و راکتیو برخوردار گردد، برای اینکه مقدار موثر ولتاژ به صورت سریعی به مقدار مرجع خود بدون فراجهش برسد. علاوه بر این، اینورتر PWM کنترل شده با جریان می‌تواند جریان i_q را به‌صورت لحظه ای تغییر دهد. برای مثال، قانون زیر: اگر e₁ منفی بزرگ باشد و e₂ بزرگ مثبت باشد، _{iq_ref} مثبت کم می‌باشد. این قانون در حالتی که V_ppc بسیارکمتر از V_{pcc_ref} باشد و با شتاب به سمت V_{pcc_ref} میل کند، تصمیم گیری به صورتی است که _{iq_ref} به آهستگی افزایش یابد. برای جلوگیری از فراجهش سیگنال کنترلی، یک شرط توقف بوسیله قانون زیر لحاظ می‌گردد:
اگر e₁ منفی متوسط باشد و e₂ بزرگ مثبت باشد، _{iq_ref} منفی بزرگ می‌باشد. بنابراین در این حالت، سیگنال جریان به منظور اینکه موثر ولتاژ فراجهش زیادی نداشته باشد، باسرعت کاهش می‌یابد.
با انتقال مرجعهای جریان فوق به حوزه abc، جریان I_c^* تولید شده و خطای بین این جریان و جریان خط به یک کنترل‌کننده جریان هیسترزیس^[۲۰] که دارای پاسخ دینامیکی سریع می‌باشد، اعمال می‌گردد. از مزایای این روش، کنترل مستقل توان اکتیو و راکتیو عنوان شده است. استراتژی مورد نظر برای چندین حالت مختلف نظیر جبران‌سازی نوسانات ولتاژ و‌هارمونیکها و تخمین مولفه‌های متقارن شبیه سازی شده است. همچنین هنگام طراحی استراتژی کنترل برپایه ADALINE، به هیچ وجه نویزهای موجود در سیستم قدرت مورد بررسی قرار نگرفته است.
در مراجع دیگری نیز به بررسی و اعمال روش های هوشمند با حضور ادوات FACTS جهت بهبود کیفیت توان پرداخته شده که نشان دهنده موثر بودن این استراتژیها در برخورد با مسائل کیفیت توان می‌باشد.