بخشی از مقاله
چکیده
یکی از اهداف مهم کنترل بار فرکانس در سیستم هاي قدرت، تثبیت سریع فرکانس هر کدام از ناحیه ها به منظور کاهش میزان توان هدر رفته در شبکه میباشد. از آنجا که اطلاعات دقیق هر کدام از ناحیه هاي قدرت جهت کنترل صحیح ضروري می باشد، در این مقاله روشی به منظور تشخیص عیب در سنسور هاي قدرت ارائه شده است. با توجه به ماهیت سیستم قدرت و تغییرات پیوسته بار مصرفی آنها، استفاده از مشاهده گر اغتشاش، با توجه به ماهیت مقاوم بودن آن در برابر تغییرات بار، گزینه ي مناسبی براي تشخیص عیب می باشد.
به طور خلاصه به منظور تشخیص عیب سیگنال مانده اي بر اساس خروجی هاي تخمین زده شده توسط مشاهده گر اغتشاش و خروجی هاي واقعی سیستم تعیین شده که از طریق مقدار آن میتوان به وجود و یا عدم وجود عیب در سنسورهاي سیستم قدرت پی برد. در انتها مشاهده گر اغتشاش مقاوم با استفاده از روش جایابی قطب براي یک سیستم قدرت با دو ناحیه کاري طراحی شده است. نتایج شبیه سازي عملکرد مشاهده گر اغتشاش مقاوم طراحی شده را تائید مینماید.
-1 مقدمه
بیشک یکی از مهمترین موضوعات موجود حال حاضر در سیستم هاي قدرت، کنترل بارفرکانس آنها می باشد. از اهداف مهم کنترل بار فرکانس در سیستم هاي قدرت١، تثبیت سریع فرکانس هر کدام از ناحیه ها به منظور کاهش میزان هدر رفته در سیستم هاي توزیع برق می باشد. تاکنون کنترل کنندههاي متفاوتی براي ثبیت فرکانسهاي مذکور ارائه شده است که همه آنها به اطلاعات دقیق اندازگیري شده هر کدام از ناحیه ها نیاز دارند.[8-1] از اینرو سنسورها نقش بسیار مهمی در تعیین سیگنال کنترلی مناسب به سیستم را ایفا میکنند.
بنابراین طراحی یک سیستم براي شناسایی عیب سنسورها امري لازم می باشد. به همین دلیل در این مقاله یک سیستم شناسایی عیب٢ بر مبناي مشاهدهگر اغتشاش٣ به منظور شناسایی عیب در سنسورهاي سیستم قدرت طراحی شده است. در حالت کلی روشهاي تشخیص عیب در سیستمهاي مختلف را می توان به دو دسته بر مبناي مدل و بر مبناي سیگنال تقسیم بندي کرد. امروزه به علت قابلیت بالاتر روشهاي بر مبناي مدل نسبت به روشهاي بر مبناي سیگنال، این دسته از روش ها در تشخیص و شناسایی عیب بیشتر مورد توجه محققان قرار گرفته است.[13-9 ,4]
استفاده از مشاهدهگر براي تشخیص عیب در سیستم ها یکی از روشهاي مطرح شده بر مبناي مدل بوده که با تشکیل سیگنال مانده١ بر اساس مدل سیستم به تشخیص و شناسایی عیب میپردازد.[14] امروزه از مشاهدهگرهاي متفاوتی براي تشخیص عیب در سیستم هاي خطی استفاده شده که از جمله این مشاهدهگرها می توان به مشاهدهگر ورودي نامشخص٢، مشاهدهگر اغتشاش، مشاهده گر محوکننده انتگرالی-تناسبی٣ و... اشاره کرد .[15]
مشاهده گر اغتشاش شاید به دلیل تخمین مقدار اغتشاش اعمال شده به سیستم از مقبولیت قابل قبولی در بین سایر مشاهده گرها بر خوردار باشد، ولی از آنجا که نقطه کار خطی فرض کرد. بر همین اساس معادلات سیستم قدرت کنترل بار فرکانس را می توان بر اساس رابطه فضاي حالت - 1 - نوشت .[16] همچنین نماي شماتیک سیستم مذکور نیز در شکل1 نشان داده شده است.
براي طراحی آن ساختار سیستماتیک مشخصی وجود ندارد تاکنون آن طور که شایسته است براي تشخیص عیب در سیستم ها مورد استفاده قرار نگرفته است. همان طور که گفته شد به علت وجود تغییر در بار مصرفی در سیستم هاي قدرت، نیاز به طراحی یک مشاهدهگر مقاوم در برابر اغتشاش که همان تغییر بار مصرفی در هر ناحیه است، می باشد. در این مقاله هدف طراحی یک مشاهدهگر اغتشاش براي سیستم کنترل بار فرکانس دو ناحیه اي می باشد . بدین منظور در بخش 2 سیستم قدرت کنترل بار فرکانس و فرم فضاي حالت آن معرفی می گردد.
3 طراحی مشاهدهگر اغتشاش مقاوم١
همان طور که در بخش هاي قبل اشاره شد اغتشاش موجود در سیستم کنترل بار فرکانس در واقع همان تغییرات بار مصرفی در هرکدام از ناحیه هاي قدرت می باشد. پس هدف اصلی از طراحی مشاهدهگر اغتشاش ارائه یک روش براي تشخیص عیب موجود در سیستم قدرت به صورت مقاوم و بدون تاثیر از میزان بار مصرفی هر کدام از ناحیهها می باشد.
به این منظور, سیستمی خطی با رابطه فضاي حالت - 2 - را در نظر می گیریم. در رابطه - x , - 2 متغیرهاي حالت سیستم، u ورودي سیستم، d بردار اغتشاش اعمال شده به سیستم و ماتریس هاي A، B،C ، E و M ماتریسهاي مربوط به سیستم می باشند که بر اساس نوع سیستم به دست خواهند آمد. همان طور که مشخص است در این سیستم دینامیک اغتشاش اعمالی داراي فرم خاصی می باشد که البته این مورد در بسیاري از سیستم ها از جمله سیستم کنترل بار فرکانس مشکلی را بوجود نخواهد آورد. با ترکیب معادلات حالت بالا و مرتب کردن آنها می توان به رابطه فضاي حالت - 3 - رسید.
