مقایسه روش های مختلف برای طراحی تثبیت کننده توان  سیستم

مقایسه روش های مختلف برای طراحی تثبیت کننده توان سیستم

چکیده

مشکل اصلی در عملیات سیستم قدرت (توان) مربوط به بی ثباتی سیگنال کوچک ناشی از میرایی ناکافی در سیستم است . موثر ترین راه مقابله با این بی ثباتی، استفاده از کنترل های کمکی به نام تثبیت کننده های سیستم قدرت، برای تولید میرایی اضافی در نوسانات فرکانس پایین در سیستم می باشد. این روش، مدل هفرون- فیلیپ از یک ماشین سنکرون است که معمولا در تجزیه و تحلیل پایداری سیگنال کوچک استفاده می شود. روش های مختلفی برای طراحی تثبيت کننده توان سیستم برای اصلاح مدل هفرون- فیلیپ پیشنهاد شده است، پارامترهای تثبیت کننده سیستم قدرت توسط سه روش اصلاح شده است: تثبیت کننده سیستم قدرت خطی درجه دوم، تثبیت کننده سیستم قدرت الگوریتم ژنتیک و تثبیت کننده سیستم قدرت پیشنهادی. کارآیی روش طرح پیشنهادی و عملکرد تثبیت کننده در بیش از طیف وسیعی از شرایطی سیستمی و عملیاتی بررسی شده است و عملکرد کنترل کننده پیشنهاد شده بسیار بهتر از تثبیت کننده قدرت سیستم خطی درجه دوم و تثبیت کننده سیستم قدرت الگوریتم ژنتیک مبتنی بر تثبیت کننده سیستم قدرت می باشد.

واژه کلیدی: مدل اصلاح شده هفرون- فیلیپ (مدل HP)، مدل هفرون- فیلیپ (HP)، تثبیت کننده های قدرت سیستم (PSS)، تک ماشین متصل شده به باس نامتناهی (SMIB)، تنظیم کننده خطی درجه دوم (LQR)، الگوریتم ژنتیک (GA).

مقدمه

سیستم های قدرت الکتریکی، سیستم های غیر خطی هستند که  به طور مداوم تغییراتی را در شرایط تولید، انتقال و بار تجربه می کنند. با افزایش عظیم تقاضا برای برق، تقریبا تمام شبکه های بزرگ انتقال در جهان نزدیک به محدوده ثبات خود عمل می کنند. در چنین سیستم هایی، کنترل القای سرعت نقش بسیار مهمی ایفا می کند.  کنترل کننده های القایی، برای تنظیم ولتاژ پایانه طراحی شده اند. تنظیم کننده های ولتاژ خودکار نیز ثبات کلی سیستم را افزایش می دهد. در طول سالها، روشهای طراحی و الگوریتم های متفاوتی برای طراحی پایدار کننده های سیستم قدرت جهت مدل های مختلفی از سیستم قدرت ارائه شده است. به منظور کاهش این اثر بی ثباتی و بهبود عملکرد سیستم ثبات، معرفی سیگنال های تثبیت تکمیلی در نوسانات فرکانس پایین، برای افزایش گشتاور میرایی ماشین سنکرون مفید است. روش های مختلفی در تحقیقات جهت ارائه گشتاور میرایی مورد نیاز برای بهبود ثبات پیشنهاد شده است. اولین روش پیشنهادی، تثبیت کننده سیستم خطی درجه دوم که در تئوری مبتنی بر کنترل بهینه خطی می باشد. روش دوم پیشنهاد شده، تثبیت کننده سیستم قدرت بر اساس الگوریتم ژنتیک و روش تثبیت کننده های سیستم قدرت می باشد و روش سوم پیشنهاد شده بر اساس روش قرار دادن قطبی می باشد.

روش ارائه شده برای طراحی PSS  در این مقاله، برای مدل هفرون- فیلیپ انجام شده است. PSS  پیشنهادی بروزدهنده اختلالات سیستمی نیز می باشد، مانند تغییر در پیکربندی سیستم و یا تغییر در بار و غیره، که به انحراف در جریان، ولتاژ و زاویه ولتاژ در باس ثانویه ترانسفورماتور بستگی دارد.PSS سعی در کنترل زاویه روتور اندازه گرفته شده با توجه به باس محلی به جای زاویه  اندازه گیری شده با توجه به باس از راه دور دارد. آگاهی از پارامترهای خارجی، مانند ولتاژ معادل باس نامتناهی و مقدار امپدانس خارجی برای طراحی تثبیت کننده قدرت سیستم پیشنهادی مورد نیاز است.

COMPARISON OF DIFFERENT TECHNIQUES FOR DESIGN OF POWER SYSTEM STABILIZER