برای تعیین شدت فلیکر دو شاخص وجود دارد:

• • شدت فلیکر کوتاه مدت که از یک بازه ۱۰ دقیقه ای ولتاژ لحظه ای محاسبه می‌گردد.

  

• شدت فلیکر بلند مدت که در یک بازه ی ۱۲۰ دقیقه ای و با بهره گرفتن از محاسبه می‌گردد.

شکل (۴-۱):تغییرات شار نوری یک لامپ حبابی با تغییر کوچکی در اندازه ولتاژ

در ادامه به بررسی استانداردهای فلیکر می پردازیم و نحوه طراحی فلیکرمتر را از استاندارد IEC 61000-4-15ستخراج نموده[۲۲] و با نوشتن یک m-file در نرم افزار MATLAB برای آن فلیکرمتر را شبیه سازی می نمایم. سپس با مراجعه با استاندارد،فلیکرمتر طراحی شده را تست می‌کنیم تا از نتیجه آن مطمئن شویم. حدود مجاز برای انتشار فلیکر را نیز استاندارد استخراج کرده و معیارهای انتشار فلیکر را برای توربین های بادی نیز معرفی می‌کنیم.

۴-۲تخمین نوسانات ولتاژ

پدید نوسانات منابع نوری از زمان معرفی شبکه های الکتریکی شناخته شده است. اما به سرعت،با افزایش تعدا بارها و افزایش در توان مصرفی رشد کرد. تحقیقات زیادی بر روی اندازه گیری و کاهش فلیکر انجام شده است. این بخش اصول اندازه گیری فلیکر و طراحی دستگاه های اندازه گیری آن را مورد بحث قرار می‌دهد. در ابتدا طراحی دستگاه بر مبنای مشاهده ساده شار نوری قرار گرفت.قدم بعد ایجاد مدل واکنش انسان به شکل ناراحتی یا آزار دیدن به نوسانات شار نوری بود. مدل ‌بر مبنای‌ یک لامپ حبابی تنگستن W60 و V230 توسه یافت زیرا این نوع لامپ مهمترین منبع نوری در اروپا در ان زمان بود.

شکل (۴-۲) آستانه درک فلیکر بر اساس تغییر درصد ولتاژ(محورy)نسبت به تغییر در فرکانس نوسانات مربعی شکل (محورx)را نشان می‌دهد. نقاطی که بالای منحنی قرار می‌گیرد نقاط آزار دهنده ی چشم انسان را نشان می هد در حالی که نقاط زیر منحنی برای انسان قابل درک نمی باشد.خط چین ها لامپهای حبابی با ولتاژهای نامیمتفاوت را نشان می‌دهند.[۲۱]

شکل (۴-۲):مشخصه درک فلیکر برای تغییرات مربعی شکل ولتاژ اعمال شده به یک لامپ ۶۰ وات

دستگاه های اندازه گیری فلیکر اولیه یک حباب ۲۳۰ ولت و ۶۰ وات اولیه، یک سنسور شار نوری و یک مدل آنالوگ برای شبیه سازی واکنش انسان بودند.در دهه ۱۹۸۰ تحقیقات در زمینه فلیکر به یک نقط مشترک ختم گردید و هم اکنون فعالیت های UIE¹محور کار در این زمینه قرار گرفته است.[۶] مدل ایجاد یک مدل الکترونیکی است که ولتاژ را دریافت می‌کند و پاسخ های منبع نور و واکنش های انسانی را شبی سازی می‌کند.نتیجه اندازه گیری ها دو معیار و را نشان می‌دهد.نهاد بین‌المللی که در واقع درد وسیعی به عنوان پاسدار استانداردهای کیفیت برق شناخته می شود همان انجمن IEC ^۲است که در ژنو پی ریزی گردیده است.IEC در باره موضوعات کیفیت توان یک مجموعه استاندارد تحت عنوان سازگاری الکترومغناطیسی^۳ تعریف ‌کرده‌است. استاندارد IEC 61000-4-15[22] که نسخه ویرایش شده اساندارد IEC-868[31] است،به طور خلاصه مشخصات طراحی و نیز مشخصات کار برای وسایل اندازه گیری فلیکر ولتاژ را که از پیشنهاد ارائه شده به وسیله ی انجمن بین‌المللی الکتروترمی یا UIE گرفته شده است،بیان می‌کند.

۴-۳:اندازه گیری شدت فلیکر کوتاه مدت و بلند مدت

بلوک دیاگرام دستگاه پیشنهاد شده توسط UIE در شکل (۴-۳) نشان داده شده است.نوسانات ولتاژی اندازه گیری شده توسط یک مدل که از مشخصه شار نوری نسبت به ولتاژ یک لامپ حبابی تنگستن بهره می‌برد و یک مدل واکنش انسان نسبت به نوسانات شار نوری پردازش می شود. سیگنال خروجی اندازه گیری فلیکر لحظه ای می‌باشد. اما، افراد مختلف نسبت به تغییرات در شار نوری به طور متفاوتی واکنش نشان می‌دهند.‌بنابرین‏ این سیگنال فلیکر لحظه ای از یک مدل آماری که ‌بر مبنای‌ تحقیقات انجام شده برروی گروه بزگی از مردم ایجاد شده است عبور می‌کند تا مقدار شاخص استخراج گردد.

مدل واکنش انسانی

عملیات آماری بر روی شدت فلیکر لحظه ای

مدل لامپ حبابی

شکل (۴-۳):نمایی از عملیات تعیین شاخص کوتاه مدت فلیکر

جزییات این بلوک دیاگرام در شکل (۴-۴) نشان داده شده است. این شکل طرح پردازش سیگنال ولتاژی به

وسیله UIE که در استاندارد تعریف شده است را نشان می‌دهد. دستگاه های تولید شده در این استاندارد باید با خطای کمتر از ۵ مشخصه شکل (۴-۲)را برآورد کنند.

__________________________________

۱٫International Union for Electricity Application

۲٫International Electrotechnical Commission

۳٫Electro Magnetic Compatibility

مبدل آنالوگ به دیجیتال فقط در کاربردهای دیجیتال دستگاه مورد استفاده قرار می‌گیرد. بلوک مربع کننده

Quadratic Converter و فیلترهای مربوطه از مدل یک لامپ حبای ۲۳۰ولت و ۶۰ وات برگرفته شده اند.فیلتر بالاگذرHZ 05/0 برای حذف مؤلفه‌ ثابت به کار رفته است،زیرا قط تغییرات شار نوری اندازه گیری می‌گردد و فیلتر پایین گذر HZ35 مشخصات دینامیکی لامپ حبابی را نمایش می‌دهد.

شکل(۴-۴):ساختار دستگاه اندازه گیری شاخص فلیکر UIE

ردیف دوم شکل(۴-۴)واکنش انسانی را به تغییرات شار نوری مدل می‌کند. واکنش چشم و مغز با بهره گرفتن از یک فیلتر میان گذر به شکل زیر مدل می‌گردد:

(۴-۱) . K(S)=

که برای یک لامپ رشته ای ۲۳۰ ولت و ۶۰ وات مقادیر زیر استفاده می شود:

K=1.74802

=۲٫۴٫۰۵۹۸۱

=۲٫۹٫۱۵۴۹۴

=۲٫۲٫۲۷۹۷۹

=۲٫۱٫۲۲۵۳۵

=۲٫۲۱٫۹

فیلتر بر مبنای تحقیقات روانی و فیزیولوژیکی تاثیر تغییرات شار نوری بر روی انسان، بنیان نهاده شده است. این تحقیقات شامل تحلیل اثر فرکانس و دامنه تغییرات شار نوری بر روی انسان بوده اند. مبدل مربع کننده(Quadratic Converter)و فیلتر پایین گذر Hz53/0 اثر خستگی های ناشی از تغییرات شار نوری را مدل می‌کنند. شکل (۴-۵)دامنه ی پاسخ تمامی فیلترهای مورد استفاده در طرح نشان می‌دهد.

شکل (۴-۵):پاسخ دامنه فیلترهای فلیکرمتر

ردیف سوم در شکل (۴-۴) بخش پردازش آماری دیجیتال را نشان می‌دهد. ارزیابی ‌بر مبنای‌ محاسبه تابع احتمال تجمعی(Cpf)در یک بازه زمانی پایه ریزی شده است. روش ارزیابی CPF در شکل (۴-۶) نشان داده شده است.[۲۱]

شکل (۴-۶):روش ارزیابی تابع احتمال تجمعی(CPF)

منحنی سمت چپ شدت فلیکر لحظه ای (محورy)را نشان می‌دهد که ‌بر اساس زمان (محورx)در یک بازه زمانی ۱۰ دقیقه ای رسم شده است. خطوط افقی نمودار را دسته بندی می‌کنند تا اندازه گیری هایی که در سمت راست انجام شده است قابل انجام گردد. در نمودار راست محور x درصدی از زمان مشاهده است که شدت لحظه ای فلیکر از آستانه ی تعیین شده تجاوز می‌کند.