نوع فایل: word
قابل ویرایش 85 صفحه
چکیده:
در این پایان نامه سعی شده است با بهبود کنترل کننده ی بار-فرکانس و پیاده سازی یک روش جدید مقدار انحراف فرکانس در حین حالت دینامیکی کاهش یابد. روش جدید به کار گرفته شده مبتنی بر حداقل-سازی مجموع مربعات زمان نشست و اوج پاسخ پله ی انحراف فرکانس به ازای تغییرات بار با استفاده از بررسی تاثیر SSSC می باشد. با بکارگیری جبران ساز سری سنکرون استاتیکی SSSC به عنوان یک مبدل منبع ولتاژ سنکرون که به طور سری با سیستم قرار می گیرد به کیفیت توان کمک خواهیم کرد.کنترل کننده ی مذکور برای یک سیستم قدرت دو ناحیه ای غیر متمرکز طراحی شده است. شبیه سازی های انجام گرفته بر روی سیستم قدرت دو ناحیه ای نشان دهنده ی بهبود پارامترهای سیستم همچون زمان نشست و اوج پاسخ پله می باشد.
کلیدواژه: کنترل بار-فرکانس غیر متمرکز، سیستم قدرت دو ناحیه ای، جبران ساز سری سنکرون استاتیکی SSSC
مقدمه:
هنگامی که استفاده از مبدل های الکترونیک قدرت در اواخر دهه ی 1970 معمول گردید، توجه بسیاری از مهندسین شرکت های برق در مورد توانایی پذیرش اعوجاج هارمونیکی توسط سیستم های قدرت را برانگیخت. پیش بینی های مأیوس کننده ای از سرنوشت سیستم های قدرت در صورت اجازه ی استفاده از این تجهیزات انجام گرفت. در حالی که بعضی از این نگرانی ها احتمالا بیش از حد قلمداد گردیدند، ولی بررسی مفهوم کیفیت برق مدیون این افراد به دلیل پیگیری آن ها در مورد این مسئله می باشد. بروز هارمونیک در سیستم های برق اولین پیامد عناصر غیرخطی در شبکه است. به خاطر گسترش فزاینده ی استفاده از عناصر غیر خطی در سیستم های برق، مانند راه اندازها (درایوهای تنظیم سرعت) و مبدل های الکترونیکی قدرت، مقدار هارمونیک شکل موج جریان و ولتاژ به طور چشمگیری افزایش یافته است و بنابراین اهمیت موضوع کاملا مشخص است (Demiroren, Zeynelgil, Sengor, 2001).
بررسی مسائل هارمونیک منجر به تحقیقاتی گردید که نتایج آن نقطه نظرات متعددی در مورد کیفیت برق بود. به نظر برخی از محققین، اعوجاج هارمونیکی هنوز مهمترین مسئله ی کیفیت برق می باشد. مسایل هارمونیکی با بسیاری از قوانین معمولی طراحی سیستم های قدرت و عملکرد آن تحت فرکانس اصلی مغایر است. بنابراین مهندس برق با پدیده های ناآشنایی روبه رو می شود که نیاز به ابزار پیچیده و تجهیزات پیشرفته برای حل مشکلات و تجزیه و تحلیل آن ها دارد. گرچه تحلیل مسایل هارمونیکی می تواند دشوار باشد، ولی خوشبختانه همه ی سیستم های قدرت دارای مشکل هارمونیکی نیستند و فقط درصد کمی از فیدرهای مربوط به سیستم های توزیع تحت تاثیر عوامل ناشی از هارمونیک ها قرار می گیرند. مشترکین برق در صورت وجود هارمونیک ها مشکلات زیادتری از شرکت های برق را تحمل می کنند. مشترکین صنعتی که از محرکه های موتور با قابلیت تنظیم سرعت، کوره های قوس الکتریکی، کوره های القایی، یکسو کننده ها، اینورتورها، دستگاه های جوش و نظایر آن استفاده می کنند، نسبت به مسائل ناشی از اعوجاج هارمونیکی ضربه پذیرتر از بقیه ی مشترکین می باشند (Kawashanaharuthai, Ngamsom, 2005).
با گسترش سیستم های قدرت، کنترل بار-فرکانس (LFC) اهمیت زیادی در بهره برداری از این سیستم ها برخوردار شده است به گونه ای که بدون استفاده از این کنترل حتی اگر طراحی مناسبی هم انجام گرفته باشد باز هم ممکن است شبکه ی قدرت با مشکلات پیش بینی نشده ای مواجه گردد.بهره برداری بهینه از سیستم های قدرت، ایجاب می کند که تغییرات فرکانس در محدوده ی مشخصی ثابت بماند. عدم تغییر فرکانس بیانگر توازن میان تولید و مصرف است. هرچه سیستم بزرگتر باشد تغییرات بار اثر کمتری روی فرکانس دارد (Rerkpreedapong, Feliachi, 2003).
در سال های گذشته روش های مختلفی برای کنترل بار فرکانس در سیستم های قدرت به کار گرفته شده است. تمامی این روش ها سعی در کاهش تغییرات فرکانس در حالت دینامیکی و ماندگار دارند (Yu, Tomsovic, 2004).
فهرست مطالب:
مقدمه
فصل اول
مقدمه
1-1 نگاه کلی به مسئله
1-2 مطالعات انجام گرفته
1-3 اهداف تحقیق
1-4 ساختار کلی پایان نامه
فصل دوم
کنترل بار فرکانس در سیستمهای قدرت
2-1 مقدمه
2-2 مروری بر مبانی کنترل فرکانس
2-2-1 پاسخ ژنراتور به تغییر بار
2-2-2 پاسخ بار به انحراف فرکانس
2-2-3 گاورنر سرعت
2-2-4 تقسیم بار بین واحدهای موازی
2-3 اصول کنترل خودکار
2-3-1AGC در سیستمهای قدرت متمرکز
AGC 2-3-2 در سیستمهای قدرت نامتمرکز
2-3-3 کنترل بایاس فرکانس خط ارتباطی
2-3-4 اساس انتخاب ضریب بایاس
فصل سوم
بررسی یک طرح جدید برای کنترل SSSC
1-3 مقدمه
2-3 سیستم قدرت مجهز به SSSC
3-2-1 مدل دینامیکی SSSC
3-2-2 مدل دینامیکی سیستم قدرت دو سطحی با SSSC
3-3 تابع هدف
3-4 الگوریتم PSO
3-5 طراحی کنترل کنندهها با استفاده از PSO
3-5-1 مسئلهی طراحی کنترلرهای CI
3-5-2 مسئلهی طراحی هماهنگ کنترلرهای CI و SSSC
3-5-3 کاربرد الگوریتم PSO
3-6 نتایج شبیه سازی
3-7 تحلیل نتایج
فصل چهارم
نتیجه گیری
پیشنهادات برای ادامهی کار
نتیجه گیری
پیشنهادات برای ادامهی کار
پیوستها
پیوست الف: پارامترهای اسمی سیستم دو سطحی
پیوست ب: دیاگرام سناریو 1
پیوست ج: دیاگرام سناریو 2
پیوست د: دیاگرام سناریو 3
منابع
Abstact
فهرست شکل ها:
شکل 2-1. واحد تولید متصل به بار
شکل 2-2. نمایش بلوکی مربوط به سرعت و گشتاور
شکل 2-3. سیستم قدرت با تاثیر میرایی بار
شکل 2-4. ساده شده ی سیستم قدرت با تاثیر بار
شکل 2-5. بلوک دیاگرام گاورنر با سرعت ثابت (-موقعیت شیر یا دریچه)
شکل 2-6. گاورنر با فیدیک حالت ماندگار
شکل 2-7. نمودار بلوکی با فیدیک حالت ماندگار
شکل 2-8. نمودار بلوکی کاهش یافته
شکل 2-9. مشخصه های ایده آل حالت ماندگار گاورنر با شیب افزایش می یابد
شکل 2-10. تقسیم توان توسط واحدهای موازی با مشخصه های افقی گاورنر
شکل 2-11. معادل سیستم برای تحلیل LFC
شکل 2-12. افزودن کنترل انتگرال گیری بر واحدهای تولید منتخب برای AGC
شکـــل 2-13 الف. سیستــــم دو ناحیــــه ای ب. معـــادل الکتریکی ج. سیستـــم دو ناحیــــه ای با فقــــــط کنترل اولیه ی سرعت
شکل 2-14. تاثیر تغییر در بار ناحیه ی 1
شکل 2-15. نمودار بلوکی سیستم دو ناحیه ای با کنترل تکمیلی
شکل 3-1 پیکربندی یک سیستم قدرت دو سطحی مجهز به SSSC
شکل 3-2 مدل خطی SSSC
شکل 3-3 مدل خطی سیستم قدرت دو سطحی مجهز به SSSC
شکل 3-4 انحراف فرکانس سطوح و انحراف جریان قدرت بین سطوح به دلیل سناریو 1 با SSSC (─) و بدون SSSC (─ ─)
شکل 3-5 انحراف فرکانس سطوح و انحراف جریان قدرت بین سطوح به دلیل سناریو 2 با SSSC (─) و بدون SSSC (─ ─)
شکل 3-6 انحراف فرکانس سطوح و انحراف جریان قدرت بین سطوح به دلیل سناریو 3 با SSSC (─) و بدون SSSC (─ ─)
شکل 1ب. دیاگرام سناریو 1 with_SSSC
شکل 2ب. دیاگرام سناریو 1 without_SSSC
شکل 1ج. دیاگرام سناریو 2 with_SSSC
شکل 2ج. دیاگرام سناریو 2 without_SSSC
شکل 1د. دیاگرام سناریو 3 with_SSSC
شکل 1د. دیاگرام سناریو 3 without_SSSC
منابع و مأخذ:
[1] Abdel-Magid. Y. L and Dawoud. M. M., IEE Sep 1995 “Genetic algorithms applications in load Frequency Control” Genetic Algorithms in Eng. Sys. Innovations and Applications, Conf. Pub. No. 414.
[2] Aldeen. M. and Marsh. J. F., July 1991 “Decentralized proportional-plus-integral design method for interconnected power systems” IEE Proceedings -C, Vol. 138, No. 4.
[3] Al-Musabi. N. A., Al-Hatnouz. Z. M., Al-Duwaish. H. N., Al-Baiyat. S., Dec 2003 “Variable structure load frequency controller using particle swarm optimization technique” ICECS, Proc. of the IEEE Inter. Conf. on10th Electronics, Circuits and Systems Vol. 1, Issue , pp. 380 – 383, 14-17.
[4] Bengiamin. N. N. and Chan. W. C., Feb 1982 “Variable Structure Control of Electric Power Generation” IEEE Trans. on Power Apparatus and Systems Vol. PAS-101, Issue: 2, pp. 376-380.
[5] Bevrani. H., and Mitani. Y., and Tsuji. K. May 2004, “Robust decentralized load frequency control using an iterative linear matrix inequalities algorithm” IEE Proc. Gener. Transm. Distib. , Vol. 151, No. 3.
[6] Demiroren. A, Zeynelgil. H. L., and Sengor. N. S., IEEE Porto, Portugal 2001 “The application of ANN technique to load-frequency control for three-area power system” Power Tech Proc. Issue , vol.2, pp.5.
[7] Jin. N., and Rahmat-Samii. Y., March 2007 “Advances in Particle Swarm Optimization for Antenna Designs: Real-Number, Binary, Single-Objective and Multiobjective Implementations,” IEEE Tran. On Antenas and Propagation, Vol. 55, No. 3, pp. 556-567.
[8] Juang. C. F. and Lu. C. F., July 2004 “Power system load frequency control by evolutionary fuzzy PI controller” Proc. Of IEEE Conf. On Fuzzy system, Budapest,Hungary.
[9] Juang. C. F., and Lu. C. F., March 2006 “Load frequency control by hybrid evolutionary fuzzy PI controller” IEE Proc. Gener. Transm. Distib., Vol. 153, No. 2.
[10] Juang. C. F. and Lu. C. F, 2002 “Power system load frequency control with fuzzy gain scheduling designed by new genetic algorithms” Proc. of the Inter. Conf. on Fuzzy Systems, FUZZ-Eapos;02.Vol. 1, Issue, IEEE, pp. 64 – 68.
[11] Kanchanaharuthai. A. and Ngamsom. P., June 2005 “Robust H∞ load frequency control for interconnected power system with Dstability constraints via LMI approach” American Control Conf., Portland USA.
[12] Kawashima and Kokusai. S., 29 Jun-1 Jul 1992 “Integrator Decoupling Applied to Power System Load Frequency Control” Proc. Of Intelligent Vehicles 92 Symposium, pp. 330-335, USA.
[13] Kennedy. J. and Eberhart. R., 1995 “Particle swarm optimization,” in Proc.IEEE Int. Conf. Neural Networks, vol. 4, pp. 1942–1948.
[14] Kennedy. J., 1997 “The particle swarm: Social adaptation of knowledge,” in Proc. IEEE Int. Conf. Evol. Comput., Indianapolis, pp.303–308.
[15] Khodabakhshian. A. and Golban. N., September2004 “Unified PID design for load frequency control” Proc. Inter.Conf. on Control Applications, Taipei, Taiwan.
[16] Kundur. P., 1994 “Power system stability and control” McGraw-hill.
[17] Oysal. Y., Koklukaya. E. and Yilmaz. A. S., 1999 “Fuzzy PID controller design for load-frequency control using gain scaling technique”, PowerTech. Inter. Conf. on Electric Power Eng., Issue, pp.178, Budapest.
[18] Pingkang. L, Hengjun. Z. and Yuyun. L., Oct. 2002 “Genetic algorithm optimization for AGC of multi-area power systems” TENCON '02. Proc. of the IEEE Region10 Conf. on Computers, Communications, Control and Power Eng. vol.3, pp. 1818-1821, 28-31.
[19] Rerkpreedapong. D., and Feliachi. A., May2003 “Decentralized H∞ load frequency control using LMI control toolbox” Proc of the Inter. Symp. On Circuits and Systems, IEEE, vol.3 pp. 411- 414.
[20] Saadat. H., 1999 “Power System Analysis” McGraw-Hill.
[21] Shayeghi. H. and Shayanfar. H. A., 2005 “Automatic generation control of interconnected power system using ANN technique based on μ-synthesis” Journal of Elec. Eng., Vol. 55, pp.306-313,
[22] Shayeghi. H. and Shayanfar. H. A., Dec 2004 “Power system load frequency control using RBF neural networks based on μ-synthesis theory” Proc. Of IEEE Conf. On Cybernetics and Intelligent Systems, Singapore.
[23] Shirai. G., Jan. 1981 “Load frequency sampled-data control via Lyapunov's second method” Proc. of the IEEE,Vol. 69, Issue: 1, pp. 129- 130.
[24] Sivaramarkrishnan. A. Y., Hariharan. M. V., Srisailam. M. C., 1984 “Design of variablestructure load-frequency controller using pole assignment technique” Inter. Journal of Control vol. 40, no3, pp. 487-498.
[25] Yu. X. and Tomsovic. K., August 2004 “Application of Linear Matrix Inequalities for Load Frequency Control With Communication Delays” IEEE Trans. On Power Systems, Vol. 19, No. 3.
بررسی تاثیر sssc در کنترل بار _ فرکانس سیستم های قدرت. doc