بخشی از مقاله
خلاصه
در شبکهی مدرن سیستم قدرت تعدادی از تولید کنندگان صنایع همگانی و به هم پیوسته از طریق خطوط ارتباطی با هم ارتباط دارند. به منظور دسترسی به عملیات مجتمع یک سیستم قدرت ، یک سیستم انرژی الکتریکی باید در سطح عملیات مطلوب مشخص شده و به وسیله ی فرکانس اسمی ، مشخصات ولتاژ ، و وضعیت جریان بار حفظ شود
روش های کنترل هوشمند فرآیند ها مانند کنترل منطق فازی موفقیت بزرگی است، به خصوص در محیط تجربی ، نیاز چشمگیری به ارزیابی عملکرد آنها در زمان واقعی نسبت به روش های کنترل معمولی وجود دارد. چنین ارزیابی هایی، به کنترل فرآیند هوشمندسازی کمک می کند و زمینه کاربرد های پیچیده تر آن ها را در جهان واقعی فراهم می سازد.
در کاربردهای صنعتی معمولاً از کنترل کننده ساده PI که پارامترهای آن بر اساس آزمون سعی و خطا و یا کنترل کلاسیک در نقطه کار مشخص تعیین میشود، برای کنترل فرکانس استفاده مینمایند. بنابراین هدف این تحقیق ارائهی چگونگی بدست آوردن مقادیر نامی با استفاده از کنترل حلقهی بسته ی توان حقیقی و راکتیو تولید شده در منبع قابل کنترل سیستم با کمک کنترل کنندههای مرسوم می باشد.
-1 مقدمه
مسئلهی کنترل تولید خودکار سیستم های چند ناحیه ای به هم پیوستهی بزرگ، یکی از موضوعات اساسی در طراحی و بهرهبرداری سیستم های قدرت بوده و امروزه با توجه به گسترش ابعاد، تغییر ساختار و پیچیدگی سیستم قدرت با اهمیت حفظ فرکانس و جریانهای خط ارتباطی در مقادیر برنامهریزی شدهی آنها، ضرورت آن بیش از پیش احساس میگردد.
برای همین منظور، مسئولیت مهندسان سیستم قدرت جهت کسب اطمینان از این موضوع است که توان کافی به بار قابل اعتماد و به صرفه منتقل میکنند، به طوری که شرایط نامی دوباره برقرار شود. در یک سیستم قدرت به هم پیوسته، همچنین مطلوب است توان خط ارتباطی را در سطح معین بدون در نظر گرفتن تغییر بار در هر ناحیه حفظ کرد. به منظور انجام این کار لازم است دریچه های بخار اصلی یا ورودی مطابق با یک روش کنترل مناسب دستکاری شود، که به نوبه ی خود خروجی نیروی حقیقی ژنراتورها را کنترل کند.
کنترل توان خروجی حقیقی ژنراتورهای الکتریکی به این روش را در اصطلاح کنترل تولید خودکار می گوییم. اکثر راه حل های کنترل خطی و غیر خطی در طی سه دهه گذشته بر پایه مدل های دقیق ریاضی می باشند. اکثر این سیستم ها به سختی ویا حتی غیر ممکن است توسط روابط ریاضی قدیمی توصیف شوند. از این رو این طرح ممکن است راه حل های رضایت بخشی را فراهم نکند. رفتارFLC، توسط یک متخصص به آسانی فهمیده می شود، به عنوان دانشی که با استفاده از قواعد زبانی بیان شده است. در مقابل تئوری کنترل خطی و غیر خطی سنتی،FLC بر پایه مدل ریاضی بنا نشده و به طور گسترده برای حل مشکلات در محیط های نا معلوم و مبهم با درجه غیر خطی بالا استفاده می شود
منطق فازی یک سطح مطمئنی از هوش مصنوعی را برای کنترل کننده های معمولی فراهم می کند. مزایایFLC بر کنترل کننده های معمولی به صورت زیر است: آن ها برای توسعه ارزان هستند، یک طیف وسیعی از شرایط عملیاتی را پوشش می دهند، به آسانی قابل تنظیم به اصطلاحات زبان طبیعی هستند. کنترل کننده های فازی قابلیت خود تنظیمی و همچنین تطبیق به صورت غیر خطی، متغیر با زمان دارند.
اهداف اصلی طراحی - AGC - به صورت زیر می باشند :
-1 خطای فرکانس حالت پایدار که به دنبال یک اختلال مرحله ی بار در یک ناحیه به وجود می آید باید صفر باشد .
-2 تغییر توان خطوط ارتباطی حالت پایدار باید صفر باشد .
-3 یک کنترل کننده ی تولید خودکار که منجر به ایجاد پاسخ های تولید یکنواخت آهسته می شود باید ارجحیت داده شود تا فرسودگی عادی تجهیزات راکاهش دهد .
مسئله ی - AGC - را می توان به کنترل سریع اولیه و مد های کنترل آهسته ی ثانویه تقسیم کرد . مد کنترل سریع اولیه - مکانیسم های کنترل - سعی بر آن دارند تا انحراف فرکانس را کاهش دهند و ثابت زمانی آن ثانیه می باشد . اما کنترل اولیه نمی تواند خطای حالت پایدار صفر را تضمین کند . کانال کنترل آهسته ی ثانویه - کنترل مکمل - - با ثابت های زمان دقیقه - تولید نیرو را تنظیم می کند تا نیازمندی های بار مشخص و سازگاری بار خط ارتباطی مرسوم را برآورده کند. عملکرد کلی - AGC - در هر سیستم قدرت به طراحی مناسب حلقه های کنترل اولیه و ثانویه بستگی دارد .
-2 کنترل کننده فازی
در سیستمهای عملی اطلاعات از دو منبع اصلی سرچشمه میگیرند. یکی از منبع افراد خبره می باشد که دانش و آگاهیشان را در مورد سیستم با زبان طبیعی تعریف میکنند. دیگری اندازهگیریها و مدلهای ریاضی هستند که از قواعد فیزیکی مشتق شدهاند. بنابراین یک مساله مهم ترکیب این دو نوع اطلاعات در طراحی سیستم ها است. اصولا سیستم فازی، سیستمهای مبتنی بر دانش یا قواعد می باشند. قلب یک سیستم فازی یک پایگاه دانش بوده که از قواعد اگر آنگاه فازی تشکیل شده است. یک قاعده اگر آنگاه فازی یک عبارت اگر آنگاه بوده که بعضی کلمات آن به وسیله توابع تعلق پیوسته مشخص می شوند.
امروزه منطق فازی در بسیاری از علوم و صنایع مورد استفاده قرار گرفته است که یکی از آنها کنترل بار فرکانس در سیستم های قدرت است. هدف نهایی کنترل بار فرکانس ایجاد تعادل بین تولید و مصرف می باشد و به خاطر پیچیدگی و چند متغیره بودن سیستم قدرت، روش های کنترل سنتی نمی توانند راه حل مناسبی باشند. به همین خاطر کنترل کننده های فازی به عنوان کنترل کننده های قابل اطمینان و مقاوم در رنج وسیعی مورد استفاده قرار گرفته اند. کنترل کننده فازی با یک ورودی و یک خروجی در شکل - 1 - نمایش داده شده است. در این شکلKi وKp به ترتیب بهره های تناسبی و انتگرالی می باشند .با توجه به شکل - 1 - کاملا واضح است . که ابتدا بهره های کنترل کننده توسط مجموعه فاری تعیین شده سپس سیگنال کنترلی جهت اعمال به سیستم ایجاد می شود.
شکل - 1 - کنترل کننده فازی
-3 عملکرد کنترل کننده فازی بر کنترل فرکانس بار
اولین گام در طراحی یک کنترل کننده فازی تعیین متغیر های حالت سیستم دینامیکی می باشد که سیگنال ورودی را به کنترلر مرتبط می کند. منطق فازی از متغیر های زبانی به جای متغیرهای عددی استفاده می کند. فرآیند تبدیل متغیر عددی به متغیر های زبانی، fuzzication نامیده می شود.
