بخشی از مقاله
چکیده
تکنولوژی های جدید که می توانند توان الکتریکی را در میدان مغناطیسی سیم پیچی خود ذخیره کنند در صنعت روز به روز در حال گسترش هستند. ابر رسانای ذخیره کننده انرژی یکی از این تکنولوژی های مدرن است که توان الکتریکی را زمانی که سیستم قدرت به توان الکتریکی نیاز ندارد در خود ذخیره می کند و هنگام نیاز سیستم به آن توان الکتریکی تزریق می کند.
در این مقاله یک سیستم قدرت سه ناحیه ای دارای نیروگاه های حرارتی در سیمولینک متلب شبیه سازی شده است. کنترل کننده PID همراه با ابر رسانای ذخیره کننده انرژی برای جلوگیری از انحراف فرکانس و تغییرات توان خطوط استفاده شده است. پارامترهای کنترل کننده PID و ابر رسانای ذخیره کننده انرژی با استفاده از الگوریتم ازدحام ذرات بهینه شده است. در این مقاله نشان داده شده که فرکانس و تغییرات توان خطوط هر ناحیه به صفر میل کرده است.
مقدمه
هدف اصلی کنترل تولید اتوماتیک متعادل کردن تولید سیستم در برابر تلفات بار سیستم است، بنابراین فرکانس سیستم با تبادل توان بین نواحی مجاور کنترل می شود. هر عدم مطابقت بین تولید و تقاضا سبب می شود فرکانس سیستم از مقدار نامی دور شود. این انحراف فرکانس بالا ممکن است سیستم را به طور نیمه کامل یا کامل به سمت فروریختگی سوق دهد.
کنترل تولید اتوماتیک - AGC - شامل یک حلقه کنترل بار فرکانس - LFC - و یک حلقه تنظیم کننده ولتاژ اتوماتیک است که به سیستم های قدرت متصل شده و شار توان و فرکانس را به وسیله کنترل تولید اتوماتیک تنظیم می کند. سیستم کنترل بار فرکانس، بار ژنراتور را از انحراف فرکانس با توجه به خطاهای حالت ماندگار صفر حفاظت می کند و اهداف بهینه رفتار گذرای کنترل بار فرکانس در یک سیستم قدرت متصل شده چند ناحیه ای را فراهم می کند
نویسندگان در - Satyanarayana et al, 2014 - عملکرد بین حلقه های LFC و AVR و همچنین تاثیرات ترکیبی دو حلقه LFC و AVR را مورد بررسی قرار داده اند.
ابر رسانای ذخیره کننده انرژی - SMES - به عنوان یک تکنولوژی مدرن و جدید می تواند توان الکتریکی را در میدان مغناطیسی سیم پیچ ذخیره کند. این سیم پیچ ها از سیم های رسانای قوی با تلفات نزدیک به صفر ساخته شده اند. SMES می تواند مقدار زیادی انرژی ذخیره کند و هنگام نیاز شبکه سریعا به شبکه پس بدهد.بنابراین سیستم قدرت می تواند برای جلوگیری از تلفات ناگهانی در توان خط سطح بالایی از توان را آزاد کند
ابر رسانای ذخیره کننده انرژی مغناطیسی در چارچوب کنترل تولید اتوماتیک، فرکانس را از طریق بازیابی سریع، به وسیله القاگر یا راکتور های بزرگ از لحاظ کمبود توان حقیقی یا توان حقیقی اضافی کنترل می کند . - Chaine and Tripathy, 2015 - در - Abraham et al, 2007 - نشان داده شده که وجود SMES در سیستم دو ناحیه ای شامل نیروگاه حرارتی و آبی، باعث بهبود انحراف پیک و زمان نشست برای فرکانس ناحیه ها و توان خط شده است.
تکنولوژی های جدید که می توانند توان الکتریکی را در میدان مغناطیسی سیم پیچی خود ذخیره کنند در صنعت روز به روز در حال گسترش هستند. ابر رسانای ذخیره کننده انرژی یکی از این تکنولوژی های مدرن است که توان الکتریکی را زمانی که سیستم قدرت به توان الکتریکی نیاز ندارد در خود ذخیره می کند و هنگام نیاز سیستم به آن توان الکتریکی تزریق می کند.
در این مقاله یک سیستم قدرت سه ناحیه ای دارای نیروگاه های حرارتی در سیمولینک متلب شبیه سازی شده است. کنترل کننده PID همراه با ابر رسانای ذخیره کننده انرژی برای جلوگیری از انحراف فرکانس و تغییرات توان خطوط استفاده شده است. پارامترهای کنترل کننده PID و ابر رسانای ذخیره کننده انرژی با استفاده از الگوریتم ازدحام ذرات بهینه شده است. در این مقاله نشان داده شده که فرکانس و تغییرات توان خطوط هر ناحیه به صفر میل کرده است.
شکل . .1 مدل سیمولینک سیستم قدرت سه ناحیه ای
:2 سیستم مورد مطالعه
سیستم قدرت از سه ناحیه ی شامل نیروگاه حرارتی تشکیل شده است. حلقه های ثانویه تنظیم مناسب فرکانس را به وسیله بازنشانی خطای فرکانس به صفر از طریق عمل انتگرالی صورت می دهند. نسبت بین سرعت و بار می تواند به وسیله تغییر دادن یک ورودی نقطه دستگاه مرجع بار، تنظیم شود. به طورکلی، تنظیم نقطه دستگاه مرجع بار به وسیله عملکرد موتور تغییردهنده سرعت انجام می شود.
خروجی هر واحد در یک فرکانس سیستم معین می تواند تنها به وسیله تغییر دادن مرجع بار خودش تغییر داده شود که در حقیقت، مشخصات ناپایداری به سرعت به طرف بالا و پایین حرکت می کند. این کنترل به طور قابل ملاحظه ای آهسته است و تنها زمانی که کنترل اولیه کار خودش را انجام دهد به طرف عملکرد مناسب می رود . - Kothari and Nagrath, 2003 - سیستم قدرت سه ناحیه ای با خطوط نشان داده در شکل 1 متصل شده اند.
