بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله ساختار پایدارساز سیستم قدرت مقاوم با استفاده از کنترلکننده PID1 نوع فازی بهینه شده با الگوریتم کرم شبتاب - FA-PID-FLC - 2 پیشنهاد شده است. جهت میرایی نوسانات فرکانس پایین و افزایش پایداری سیگنال کوچک، پایدارسازسیستم قدرت فازی - FPSS - 3 به سیستم تحریک اضافه میشود.
مدل سیستم قدرت تک ماشین متصل به شین بینهایت - SMIB - 4 همراه با پایدار ساز سیستم قدرت متداول،FPSS و FA-PID-FLC مورد بررسی قرار گرفته است. تغییرات سرعت و شتاب روتور به عنوان ورودی کنترل کننده فازی در نظر گرفته شده است. تابع هدف بر اساس یکی از حالات سیستم - در اینجا تغییرات زاویه روتور - و با در نظر گرفتن مدهای نوسانی انتخاب شده است. اثربخشی FA-PID-FLCبا FPSSو پایدار ساز سیستم قدرت متداول مقایسه شده است که نتایج شبیهسازی به دست آمده در شرایط عملیاتی مختلف حکایت از بهبود قابل توجه عملکرد سیستم در حالت میرایی نوسانات با کنترل کننده پیشنهادی دارد.
-1 مقدمه
با توجه به شبکههای قدرت بهم پیوسته، سیستمهای مدرن امروزی بسیار پیچیده هستند. نوسانات فرکانس پایین الکترومکانیکی در بازه 0/1 تا 3 هرتز در سیستم قدرت وجود دارند که ممکن است به علت عدم میرایی مناسب رخ دهند. حضور این نوسانات برای مدت زمان طولانی باعث تاثیر منفی بر پایداری دینامیکی و قابلیت انتقال توان توسط سیستم قدرت خواهد شد. پایدارسازهای سیستم قدرت مدت زمان طولانیست که مورد استفاده قرار می گیرند
جهت فراهم کردن میرایی اضافی، PSSیک سیگنال کنترلی مکمل را به سیستم تحریک ژنراتور اعمال مینماید.پایدارساز سیستم قدرت متداول - CPSS - 5 به طور معمول جهت افزایش پایداری دینامیکی سیستم قدرت به کار میرود.CPSSبرای سیستم قدرت مدل خطی حول یک نقطه کار مشخص تعریف میگردد. روشی تحلیلی برای پیدا کردن پارامترهای CPSSمانند سیگنال وش اوت1و بهره عددی در Ellithy - ، Said، Kahlout، - 1 :2013 ارائه شده است.
با توجه به نتایج به دست آمده میتوان نتیجه گرفت که با تنظیم مناسب پارامترهای CPSS، می تواند در رنج گسترده ای از شرایط سیستم به خوبی کار کند. با این حال به علت تغییرات گسترده در پارامترها و شرایط سیستم، CPSSممکن است کارایی ممکن را نداشته باشد Ayala - ، Sanchez، Centeno، ;Hiyama 220 :2016، Zhang، Wakasugi، . - 6 :2007 عدم عملکرد صحیح CPSS میتواند ناشی از ماهیت غیر خطی سیستم قدرت باشد. روشهای دیگر طراحی PSSدر Hwang - ، Hyun، Kim، ;Jiang86 :2008، Zhenhua، ;Andreoiu 855 :2009، Bhattacharya، ;Morishita 1495 :2002، Suzuki، Iwamoto، - 5 :2012 ارائه شده است که عموما برای سیستم های ساده کاربرد داشته و نیاز به محاسبات پیچیده ریاضی و اطلاع از شرایط دینامیکی سیستم قدرت دارد.
کنترل کننده منطق فازی نیاز به محاسبات پیچیده ریاضی ندارد. برخلاف دیگر PSSها حساسیت خیلی کم به تغییر در شرایط عملیاتی و پارامترهای سیستم داشته و در نتیجه میتواند جایگزین مناسبی برای غلبه بر محدودیتهای CPSS باشد.
تکنیکهای زیادی جهت بهبود عملکرد پایدارساز فازی سیستم قدرت مطرح شده است که از آن جمله میتوان به روش تنظیم تطبیقی فازی Elshafei - ،Metwally، - 413 :2005، خودسازماندهی کنترلکنندههای فازی، الگوریتم ژنتیک Tang - ، Quek، - 10 :2002، الگوریتمEberhart - PSO2،Yuhui، - 81 :2001 و غیره ... اشاره کرد.
بهینه سازی توسط الگوریتم کرم شب تاب بر مشکل همگرایی در GA3 و PSO غلبه میکند که روش جستجو FA4 برگرفته از رفتار اجتماعی کرم شب تاب در طبیعت است. FA نیاز به چند پارامتر برای تنظیم و نتایج سریعتر نسبت به GA و PSO و روشهای محاسباتی دیگر دارد. در این مقاله یک پایدارساز سیستم قدرت PIDنوع فازی با استفاده از الگوریتم FA به منظور افزایش پایداری دینامیکی سیستم قدرت طراحی شده است.
در این مقاله مقایسه نتایج حاصل از شبیه سازی بین پایدارساز سیستم قدرت متداول - CPSS - ، پایدارساز سیستم قدرت فازی - FPSS - و پایدارساز سیستم قدرت PID نوع فازی بهینه شده توسط الگوریتم کرم شب تاب - FA-PID-FLC - انجام شده است که نشان از برتری کنترل کننده پیشنهادی دارد.
-2 مدل سیستم قدرت
مدل سیستم قدرت تک ماشین متصل به شین بینهایت در نظر گرفته شده برای طراحی FA-PID-FLCدر شکل 1 ارائه شده است.سیستم قدرت مورد مطالعه شامل یک ژنراتور سنکرون میباشد که از طریق یک خط انتقال به شین بینهایت متصل شده است. یک سیگنال کنترلی خارجی توسط پایدارساز فازی سیستم قدرت به ژنراتور سنکرون اعمال میشود
شکل1 -مدل سیستم قدرت
بلوک دیاگرام سیستم خطی در نظر گرفته شده جهت طراحی کنترل کننده فازی مطابق شکل2 میباشد.
شکل-2مدل خطی سیستم قدرت
سیستم تک ماشین متصل به شین بینهایت غیر خطی توسط معادلات - 1 - تا - 4 - توصیف میشود
