شبیه سازی مقاله کنترل کننده H TCSC با مرتبه کاهش یافته و طراحی PSS فازی بهینه PSO در کاستن از نوسانات سیگنال کوچک در محدوده ای گسترده وی. کی. تایال

چکیده

این مقاله طرح­های کنترل هیبریدی را برای جبران عدم قطعیت­های[1] پارامتری و غیرپارامتری ناشی از سیستم­های برق مدرن را ارائه می­دهد. حلقه تقویت که روند طراحی را شکل می­دهد و عبارت عدم قطعیت غیرپارامتری را در نظر می­گیرد برای طراحی  مورد استفاده قرار می­گیرد. برای افزایش بیشتر پایداری حالت پایا[2]، و در نظر گرفتن تاثیر عدم قطعیت­های پارامتری که به­علت تغییرات در شرایط بارگذاریرخمی­دهد،تقویتTCSCتوسطسهنوعPSS،یعنیPSO-PID PSS،PSO Mamdani FPSSوPSO TS FPSSتکمیلمی­شود. PSO برای بهینه­سازی پارامترهای مبتنی بر PIDو PSS از نوع فازی مورد استفاده قرار می­گیرد. طرح­های کنترل هیبریدی پیشنهادی یافته می­شوند تا عدم قطعیت را به خوبی توسط پایا نمودن سیستم برق در کل محدوده عدم قطعیت پارامتری جبران نمایند. اما، کنترل کننده هیبریدی پیشنهادی TCSC را تقویت می­نماید و PSO-تاکاگی-سوگنو-FPSS بهترین عملکرد را با پایداری حالت پایای بالا برده شده در میان تمامی طرح­ها نشان می­دهد. همچنین T-S FPSS عملکرد بهتری را در مقایسه با Madmani FPSS دارد.

مقدمه

نوسانات برق فرکانس پایین (1/0 تا 0/1 هرتز) در سیستم­های برقی الکتریکی ذاتی هستند. طبق گفته­ها، میرایی[3] مکمل در سیستم برق توسط پایدار کننده سیستم برق (PSS) فراهم می­گردد. اما، با رشد بارگذاری خط انتقال، پایدار کننده سیستم برق (PSS) ممکن است میرایی کافی را برای نوسانات برق بین ناحیه­ای در یک سیستم برق پیچیده فراهم ننماید. علاوه براین، این امر ممکن است منجر به تغییرات بزرگ در مشخصه ولتاژ، عملیات عامل برق در حال هدایت و حتی از دست رفتن پایداری سیستم برق تحت شرایط بارگذاری غیرقطعی بزرگ شود. این روزها، کنترل کننده­های سیستم­های انتقال AC انعطاف­پذیر (FACTS) مبتنی بر الکترونیک برق به­طور گسترده­ای توسط شاغلین در سیستم برق برای کنترل جریان برق در امتداد خطوط انتقال و بهبود میرایی نوسان برق به رسمیت شناخته می­شوند. یکی از مشهورترین ابزارهای FACTS سری، تیریستور کنترل شده جبران کننده سری (TCSC) کافی است تا میرایی را برای مد موضعی و نوسانات داخل ناحیه فراهم نموده، جریان برق را کنترل کرده و پایداری دینامیکی را بهبود بخشد.

این حقیقتی شناخته شده است که ترکیب طراحی کنترل کننده میرایی متداول ساده است اما تمایل به نبود تقویت دز محدوده­ای گسترده حتی پس از تعداد زیادی تنظیم دارد. چندین مطالعه پژوهشی در مطالب برای تنظیم پارامترهای کنترل کننده میرایی گزارش شده­اند. برای طراحی پایدار کننده­های سیستم برق تنوعی از شیوه­های طراحی همچون پاسخ فرکانسی، تعیین محل قطب، حساسیت ویژه مقدار، روش پسماند و سایر تکنیک­های کنترل تقویت پیشنهاد گردیده­اند. برای طراحی TCSC و PSS متداول­ترین تکنیک­ها مبتنی بر شبیه­سازی تبرید، روش جبران فاز و الگوریتم ژنتیک هستند. تمام شیوه­های فوق رخداد پارامترهای سیستم و عدم قطعیت­های بارگذاری را در مدل­سازی سیستم برق در نظر نمی­گیرند؛ بنابراین تقویت TCSC و PSS در مقابل عدم قطعیت­های سیستم نمی­تواند تضمین گردد. بنابراین، TCSC و PSS ممکن است قادر نباشند تا سیستم را تحت شرایط در حال تغییر در نیرو پایدار سازند.

شبیه­سازی­های دامنه زمانی به وضوح نشان می­دهند که کنترل کننده­های هیبریدی پیشنهادی تا حد زیادی تقویت کننده عدم قطعیت­های سیستم برق مختلف هستند. این مقاله به این ترتیب سازمان­دهی می­گردد: بخش "مدل­سازی سیستم برق" مدل­سازی سیستم را تشریح می­کند، طراحی ساختارهای TCSC و FPSSدر بخش "تقویت TCSC و طراحی کنترل PSO-فازی PSS" تشریح می­شوند.بخش بعدی "مطالعات شبیه­سازی" مطالعات شبیه­سازی را ارائه نموده و کارایی TCSC و PSS در سیستم برق ماشین منفرد با درگاه نامتناهی (SMIB) در شرایط مختلف تصدیق گردیده­اند، نتیجه در بخش "نتایج" ارائه می­گردد. ضمیمه پارامترهای مختلف سیستم و کنترل کننده­ها[4] را شامل می­شود.

مدل­سازی سیستم برق

[1]uncertainty

[2]steady state

[3]damping

[4]controller