بخشی از مقاله
خلاصه
در این مقاله الگوریتم جستجوی داخلی برای کنترل فرکانس بار سیستم قدرت چند ناحیهای ارائه شده است. ابتدا، معیارهای خطای متداول در نظر گرفته میشود، پارامترهای کنترلکننده PID برای سیستم قدرت دو ناحیهای که از ISA استفاده میکند، بهینهسازی میشود و تأثیر تابع هدف روی عملکرد سیستم قدرت تحلیل میشود. در این مقاله پیشنهاد شده است که نتایج با کنترلکننده PI وقتی که از سوئیچ برای تغییر وضعیت کنترلکننده استفاده شده است مقایسه شود.
همچنین پیشنهاد شده است که از کنترلکننده PIDF نیز استفاده شود و نتایج با نتایج مربوط به کنترلکننده PI مقایسه شود. همچنین برای بررسی کارایی الگوریتم ISA نتایج حاصل از این الگوریتم با نتایج الگوریتمهای GSA وPSO مقایسه شده است که مقایسه زمان نشست، اختلاف فرکانس و توان بین دو ناحیه موفقیت الگوریتم ISA را برای سیستم دو ناحیهای معرفیشده نشان میدهد. برای اطمینان بیشتر از کارایی الگوریتم پیشنهادی آنالیز حساسیت انجام شده است که نتایج رضایت بخشی را ارائه کرده است.
.1 مقدمه
با توجه به آنالیزهای مختلف که در محیط بازار برق انجام میگیرد، کنترل فرکانس یکی از مهمترین خدمات جانبی این سیستمها است. این عمل بین انرژی و فرکانس سیستم قدرت تعادل ایجاد میکند. رایجترین روشهای استفادهشده بهمنظور انجام کنترل فرکانس، کنترل فرکانس بار - LFC - و پاسخ گاورنر ژنراتور - تنظیم فرکانس اولیه - است. هدف از LFC برقراری مجدد توانایی تنظیم فرکانس اولیه، بازیابی فرکانس به مقدار نامی و حداقل کردن فلوی توان انتقالی بین ناحیه است .[1]
هدف اصلی کنترل سیستم قدرت عبارت است از تولید توان الکتریکی و یک سیستم بههمپیوسته به صورتی که تا حد امکان قابلاطمینان و اقتصادی باشد و درعینحال ولتاژها و فرکانس در درون حدود مجاز قرارگرفته باشند. قدرت اکتیو هنگام نیاز باید تولید شود و چون مصرف بارها در ساعات مختلف شبانهروز تغییر مینماید، لذا قدرت تولیدی ژنراتورها نیز باید کنترل گردد. قدرت خروجی یک ژنراتور با تغییر دادن قدرت مکانیکی ورودی آن کنترل میشود.
برای این کار با باز کردن یا بستن شیر بخار و یا دریچه آب، جریان بخار یا آب روی توربین تنظیم شده و باعث کنترل قدرت مکانیکی و درنتیجه قدرت اکتیو خروجی ژنراتور میگردد. اگر قدرت مصرفی بار افزایش یابد، باید شیر بخار و یا دریچه آب بیشتر باز شود که به همان میزان قدرت تولیدی ژنراتور افزایش داده شود و چنانچه قدرت مصرفی بار کاهش یابد، باید شیر بخار و یا دریچه آب تا حدی بسته شود که به همان میزان باعث کاهش قدرت تولیدی ژنراتور شده و درنتیجه توازن قدرت اکتیو برقرار میگردد.
در زمینه عملکرد و کنترل سیستم قدرت، AGC نقش مهمی را برای تخمین قابلیت اطمینان و کیفیت توان شبکه ایفا میکند. در یک شبکه بههمپیوسته بزرگ، تمامی واحدها با یک فرکانس مشابه کار میکنند زیرا بهصورت سنکرون به یکدیگر متصل شدهاند . هرگونه انحراف کوچکی در بار در نواحی مختلف سبب تغییر در فرکانس و توان عبوری از ناحیه میشود. در این مواقع کنترلکنندههای بهره ثابت بر مبنای تئوری کنترل کلاسیک برای کنترل انحرافات بار مورداستفاده قرار میگیرد. این رویکردها زمانی که سیکل روزانه بهشدت تغییر میکند مؤثر نیست.
ازاینرو کنترلکنندههای با ساختار متغیر و رویکردهای کنترل تطبیقی بسیاری برای کنترل خودکار پیشنهاد شده است 2]و.[7 برای شرح این رویکردهای کنترلی، مدل کاملی که کیفیت متغیرها را دنبال کند و محدودیتهای سیستم را برآورده سازد، موردنیاز است. در سیستمهای قدرت چند ناحیهای، اگر در هر یک از نواحی انحراف رخ دهد، فرکانس مربوط به این ناحیه سرعاًی تغییر میکند و سپس تأثیرات اختلال از طریق خطوط ارتباطی گسترده میشود و به دنبال آن فرکانس در سایر نواحی هم تغییر میکند.
بعد از یک نوسان بار بهمنظور حفظ فرکانس در محدوده از پیش تعیینشده باید یک سیستم کنترلی برای تنظیم دریچه شیر ورودی به توربین دو واحد طراحی شود. این کنترلکنندهها باید فرکانس سیستم را هرچه سریعتر اصلاح کنند .[3] در این مقاله با استفاده از کنترلکننده PIDF تلاش شده است که پارامترهای کنترلی با استفاده از الگوریتم ISA بهینه گردند. برای اطمینان از موفقیت الگوریتم پیشنهادی از الگوریتم GSA و PSO نیز استفاده شده است که نتایج بهدستآمده موفقیت سیستم پیشنهادی را تضمین میکنند 4]و.[6 بنابراین این مقاله اهداف زیر را دنبال میکند :
❖ مقایسه عملکرد کنترلکننده PI با قابلیت تغییر وضعیت از حالت تناسبی به انتگرالی و برعکس با کنترلکنندهPIDF
❖ مقایسه سرعت همگرایی الگوریتمهای GSA,ISA,PSO
❖ مقایسه عملکرد میان الگوریتمها از طریق زمان نشست مربوط به اختلاف فرکانس و توان نواحی
