بخشی از مقاله
خلاصه
یک طراحی جدید کنترلکنندهی فرکانس بار غیرمتمرکز برای دستگاههای قدرت بههمپیوسته با ac-dc ی موازی با استفاده از الگوریتم بهینهسازی ازدحام ذرات - PSO - در این مقاله ارائه میشود. یک پیوند HVDC بهصورت موازی با یک خط ارتباطی ac ی موجود متصل میشود تا نوسانات فرکانس سیستم ac را تثبیت بخشد. هر کنترلکنندهی بهینه که برای کنترل فرکانس بار دستگاههای قدرت بههمپیوسته انتخاب میشود، نهتنها باید سیستم قدرت را پایدار کرد بلکه باید فرکانس سیستم و نوسانات توان خط ارتباطی و زمان استقرار پاسخهای خروجی را کاهش دهد.
در عمل، دستگاههای کنترل فرکانس بار از پارامترهای کنترلکنندهی سادهی تناسبی انتگرالی - PI - یا انتگرالی - I - استفاده میکنند کهمعمولاً بر اساس نگرشهای کلاسیکی یا آزمونوخطا تنظیم میشوند، آنها در کسب عملکرد دینامیکی خوب برای سناریوهای تغییر بار گوناگون در سیستم قدرت چند ناحیهای ناتوان میباشند. به این دلیل، در این مقاله پارامترهای کنترل PI و I بر اساس روش الگوریتم PSO برای کنترل LFC در سیستم قدرت دو ناحیهای تنظیم میشوند.
یک سیستم قدرت گرمایی بههمپیوستهی دو ناحیهای برای نشان دادن اعتبار کنترلکنندهی ارائهشده در نظر گرفته میشود. نتایج شبیهسازی نشان میدهند که کنترلکنندهی ارائهشده پاسخهای دینامیکی بهتری را با فرکانس و انحرافات توان خط ارتباطی مینیمال و زمان استقرار سریع را فراهم میکند و حاشیهی پایداری حلقه بسته را تضمین میکند.
.1 مقدمه
سیستم قدرت بههمپیوسته چالش بزرگ در طراحی و عملیات سیستم قدرت ارائه میدهد. مسئلهی کنترل فرکانس بار - LFC - به دلیل اندازه و پیچیدگی دستگاههای قدرت بههمپیوستهی مدرن، اهمیت بسیاری را کسب کرده است. هدف LFC تنظیم توانهای خروجی نیروگاههای تنظیمکننده میباشد تا اینکه فرکانس سیستم قدرت و توانهای خط ارتباطی در داخل حدود از پیش تعیینشده حفظ شوند. استراتژیهای کنترل بسیاری برای LFC ی دستگاههای قدرت ارائهشده و توسط محققان بسیاری در طی چند سال گذشته بررسیشدهاند.
اکثریت کارهایی کهقبلاً انجامشده، روی دستگاههای قدرت بههمپیوسته متمرکز میشوند که فقط اتصال داخلی ناحیه با خطوط ارتباطی ac را در نظر میگیرند. بههرحال، یک رشد چشمگیری در سیستم انتقال HVDC به دلیل مزایای اقتصادی، محیطی و عملکردی آن نسبت به جایگزینهای دیگر وجود داشته است. ازاینرو، آن بهطور گسترده درراه اندازی یک پیوند dc موازی با یک پیوند ac بکار رفته است که نواحی کنترل را برای بهبود عملکرد دینامیکی سیستم با حاشیههای پایداری بزرگتر تحت اختلالات کوچک در سیستم به هم متصل میکند.
بنابراین این مقاله LFC ی یک سیستم قدرت بههمپیوسته را با یک خط ارتباطی dc موازی با یک خط ارتباطی ac در نظر میگیرد. جریان برق dc ی نموی بهعنوان یک متغیر وضعیت اضافی در استراتژی LFC ملاحظه میشود. تلاش فراوان ای مختص LFC ی دستگاههای قدرت بههمپیوسته در این نوشته وجود داشته است. تعدادی از استراتژیهای کنترل در طراحی کنترلکنندههای فرکانس بار برای دستیابی به عملکرد دینامیکی بهتر بکار رفتهاند.
ازاینرو، یک طراحی جدید کنترلکنندههای PI با استفاده از الگوریتم PSO در این کار، برای LFC ی غیرمتمرکز دستگاههای قدرت بههمپیوسته با خطوط ارتباطی موازی ac-dc برای دستیابی به گذرا، و نیز پاسخ حالت دائمی و پایداری حلقه بستهی بهتر سیستم ارائه میشود. کنترلکنندهی ارائهشده برای یک سیستم قدرت گرمایی دو ناحیهای بههمپیوسته با خطوط ارتباطی موازی ac-dc بکار رفته است.
.2 بیان مسئله
ارائهی نمودار بلوکی یک سیستم قدرت گرمایی بههمپیوسته دو ناحیهای با خطوط ارتباطی موازی ac-dc در شکل 1 نشان داده میشود. هر یک از نواحی در سیستم قدرت بههمپیوسته متشکل از دو واحد تولید گرمایی میباشد. رفتار دینامیکی سیستم LFC توسط رابطهی فضای وضعیت زیر توصیف میشود: که بردار وضعیت سیستم میتواند بهصورت نوشته شود و زیر بردارهای و به ترتیب بردار وضعیت سیستم گرمایی ناحیه 1 و ناحیه 2 میباشند. به دلیل اینکه دو ناحیه، بهصورت مشابه در نظر گرفتهشدهاند، زیر بردارهای وضعیت میتوانند بهصورت زیر نوشته شوند: که ، ، ، ، ، به ترتیب ماتریس سیستم، ماتریس توزیع ورودی، ماتریس توزیع اختلال، بردار وضعیت، بردار ورودی کنترل، بردار اختلال میباشند.
ماتریسهای ضریب متناظر با استفاده از مقادیر پارامتر سیستم اسمی که در پیوست ارائهشده، به دست میآیند. یک اختلال بار مرحلهای ا% در ناحیهی 1 بهعنوان یک اختلال در سیستم در نظر گرفتهشده است. با ترکیب یک کنترلکنندهی انتگرالی، میتوان فهمید که الزامات وضعیت دائمی میتوانند به دست آیند. برای معرفی تابع انتگرالی در کنترلکننده، رابطهی سیستم - 3 - با متغیرهای وضعیت جدیدی که بهصورت انتگرال تعریف میشوند، تقویت میشود.
