15000 تومان
افزودن به سبد خرید
0 فروش 240 بازدید
جزئیات محصول
تعداد قسمت: 1
پسوند فایل: zip
حجم فایل: 1MB
فایل راهنما: ندارد
بسته نصبی: ندارد
امکانات: شامل فایل pdf مقاله لاتین و فایل word ترجمه فارسی (26 صفحه)
تاریخ انتشار: 24 دسامبر 2018
دسته بندی: ,

تبلیغات

استراتژی کنترل تطبیقی برای کاربردهای جبرانساز استاتیک توزیع در سیستم برقی کشتی الکتریکی

چکیده:

جبرانساز استاتیک توزیع ( DSTATCOM ) یک دستگاه جبران کننده شنت است که به طور کلی برای حل مشکلات کیفیت توان در سیستم های توزیعاستفاده می شود. در یک کشتی تمام برقی، مشکلات مربوط به کیفیت توان به علت تقاضای بالای انرژی توسطبارها، مانند بارهای ضربه ای، بوجود می آیند . این مقاله کاربرد یک DSTATCOM برای بهبود کیفیت توان درسیستم قدرت یک کشتیدر حین و بعد از اعمال بارهای ضربه ای را نشان می دهد.استراتژی کنترل DSTATCOM نقش مهمی را در حفظولتاژ در نقطه کوپلینگ مشترک بازی می کند. در این مقاله یک استراتژیکنترل تطبیقیDSTATCOM   جدید بر اساس سیستم ایمنی مصنوعی (AIS) معرفی شده است. پارامترهای بهینه کنترل کنندهدر ابتدا با استفاده از الگوریتم  بهینه سازی ازدحام ذرات به دست آمدهاند. ایننوعیمصونیت ذاتی نسبت به اغتشاشات معمول سیستم فراهم می کند. برای اغتشاشات ناشناخته و تصادفی سیستم، پارامترهای کنترل به صورت آنلاین تغییر می کنند ،بنابراین ایمنی تطبیقی ​​به سیستم کنترل فراهم می شود . عملکرد DSTATCOM و استراتژی کنترل تطبیقی مبتنی بر AISدر ابتدا در پلت فرم شبیه سازی MATLAB مورد مطالعه قرار گرفت . و این از طریق پیاده سازی سیستم قدرت کشتی بر روی شبیه ساز دیجیتال در زمان واقعی و الگوریتم کنترلی بر یک پردازشگر سیگنال دیجیتالی تایید شد.

فهرست واژه- کنترل تطبیقی​​، ایمنی تطبیقی​​، سیستم ایمنی مصنوعی (AIS)، پردازنده های سیگنال دیجیتال (DSP)، جبرانساز استاتیک توزیع (DSTATCOM)، سیستم برق قدرت کشتی، مصونیت ذاتی ، شبیه ساز دیجیتال زمان واقعی (RTDS).

مقدمه:

سیستم قدرت یک کشتی تمام برقی یک شبکه بهم پیوسته دارد، بطوری که بار نیروی محرکه، بارهای توزیع، سنسور و دیگر بارهای اضطراری  و بارهای ضربه­ای ( سلاح­های ریلی، پرتاب­کننده­های هواپیما و غیره ) همه قسمت­هایی از یک شبکه هستند. در بین بارها، بارهای ضربه­ای بیشترین اثر را بر روی کیفیت توان سیستم توزیع کشتی می گذارند زیرا آنها مقدار زیادی از انرژی را در یک دوره زمانی کوتاه نیاز دارند [۱] ، [۲].در شرایط بحرانی و جنگ برای کاهش اثرات بارهای ضربه­ای بر روی ولتاژ باس و بهبود طول عمر کشتی ، یک جبران ساز استاتیک توزیع ( DSTATCOM ) میتواند استفاده شود و آن را در مقدار قابل قبول نگه دارد. DSTATCOM یک اینورتر منبع ولتاژ ( VSI ) مبتنی بر ابزارهای شنت است[۳]، که معمولا در سیستم­های توزیع برای بهبود کیفیت توان استفاده می­شود. اصلی­ترین مزیتDSTATCOMاین است که جریان تزریق شده به باسبار توزیع می­تواند بوسیله ادوات الکترونیک قدرت تنظیم ­شود. DSTATCOMکاربردهای متنوعی دارد. برای مثال، می­تواند برای خنثی کردن اثرات کمبود ضریب قدرت بار، برای جلوگیری کردن از اثرات مضرهای هارمونیکی در جریان بار، برای تنظیم ولتاژ باسبار توزیع در مقابل فرورفتگی و اضافه ولتاژ و غیره ، برای جبران توان راکتیو مورد نیاز بار و غیره به کار رود] ۴[. در این مقاله کاربرد DSTATCOM برای تنظیم ولتاژ در نقطه کوپلینگ مشترک ( PCC ) ارائه شده است.

کنترل­های داخلی DSTATCOM نقش بسیار مهمی در موثر بودن DSTATCOMدر نگهداری ولتاژ PCC در طی بارهای ضربه­ای ایفا می­کند.بیشتر تحقیقات راجع به DSTATCOM بر روی توپولوژی و کاربردهای آن معطوف شده است. برای مثال، درباره استراتژی­های کنترلی متفاوت بر پایه توپولوژی­های اینورتر چند سطحی جبران­ساز ­های موازی در ] ۳[ و همچنین ] ۵[ – ] ۷[ بحث شده است. یک کنترل­کننده مقاوم ( استراتژی کنترل مد لغزشی) در [۸] و [۹] اقتباس شده است. اما این استراتژی­های کنترلی برای تغییرات در دینامیک­های سیستم سازگار نشده است، بنابراین، ممکن است عملکرد مطلوبی برای اغتشاشات ناشناخته و تصادفی سیستم نداشته باشد. این نوع اغتشاشات در سیستم­های عرشه کشتی­های نیرو دریایی بخصوص در شرایط جنگ اجتناب ناپذیر هستند. انواع گوناگونی از اسلحه­های ریلی و پرتاب کننده­ها ممکن است منجر به انواع گسترده اغتشاشات بارهای ضربه­ای شوند.کنترل تطبیقی DSTATCOM برای نجات و افزایش طول عمر لازم می­شود. کنترل­کننده­های مرسوم برای DSTATCOM عموما بر اساس کنترل­کننده PI ( انتگرال تناسبی ) هستند. تنظیم کنترل­کننده PI برای یک سیستم غیر خطی با تعداد زیاد کلید یک کار پیچیده است. برای غلبه بر این مشکلات می­توان از روش­های هوش محاسباتی ( CI ) استفاده کرد. کاربرد روش­های CI در طراحی کنترل­کننده تطبیقی برای DSTATCOM ، هنوز بطور گسترده توسط محققان مورد تحقیق و تفحص قرار نگرفته است. مطالعات در [۱۰] و [۱۱] بر پایه شبکه عصبی (NNs ) است. در [۱۰] NN ( شبکه عصبی ) تربیت شده با الگوریتم پس انتشار، جایگزین کنترلر PI شده است . اما تربیت کردن به صورت آفلاین انجام شده است و بنابراین کنترلر بر پایه شبکه عصبی مصنوعی ( ANN ) تطبیقی نمی­باشد. در [۱۱] یکNN مبنی بر ژنراتور جریان مرجع استفاده شده است که جزئی از استراتژی کنترل تطبیقی می­باشد. اینجا اگرچه ژنراتور مرجع بصورت آنلاین از NN استفاده می­کند اما تنظیم ولتاژ DC به وسیله کنترلرهای PI مرسوم انجام می­شود.

در این مقاله، استراتژی­ کنترل تطبیقی برای DSTATCOM بر اساس سیستم ایمنی مصنوعی ( AIS ) ارائه می­شود. بیشتر روش­های CI آفلاین هستند و نیازمند آگاهی اولیه از رفتار سیستم می­باشند. اما AIS ، که توسط تئوری ایمنی شناسی، مشاهدات ، قواعد و مدل­ها احیا شده است، پتانسیل کافی برای تشخیص وکنترل سیستم تطبیقی آنلاین را دارد[۱۲]. تغییرات غیرعادی در پاسخ سیستم فورا و بدون هیچ گونه آگاهی اولیه تشخیص داده و اعمال می­شود[۱۳]. کنترلر DSTATCOMAIS-based، رفتارهای ذاتی و ایمنی تطبیقی سیستم را نمایش می­دهد. پاسخ ذاتی برای اغتشاشات عمومی می­باشد و برای بهینه بودن به پارامترهای کنترلر نیاز دارد. در این مقاله پارامترهای ذاتی کنترلر با استفاده از الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذره ( PSO ) تعیین شده است. پاسخ تطبیقی برای اغتشاشات جدید و غیر معمولی است و نیازمند این است که پارامترهای کنترلر تطبیقیباشند. استراتژی AIS برای تطبیق این پارامترها به کار برده می­شود.

استراتژی کنترل تطبیقی DSTATCOM در سیستم برق  عرشه کشتی برای اولین بار در پلت فرم شبیه سازی MATLAB/Simulink مورد مطالعه قرار گرفت[۱۴] . بر اساس عملکرد مطلوب، این بر روی یک پلت فرم شامل یک شبیه ساز دیجیتال زمان واقعی ( RTDS ) و یک پردازشگر سیگنال دیجیتال ( DSP ) انجام شده است. از مزایای RTDS این است که می­تواند دینامیک­های یک سیستم نزدیک به سیستم عملی و واقعی را نمایش دهد. سوئیچینگ­های الکترونیک قدرت سرعت بالا نیز به طوری شبیه سازی شده است که می­تواند در هر زمان با سخت افزار واقعی در ارتباط باشد . تنظیم پارامترهای کنترلر توسط PSO برای نمایش پاسخ ذاتی و همچنین استراتژی کنترل AIS-based برای نمایش پاسخ تطبیقی بر روی یک DSP در ارتباط با RTDS انجام می­شود.

An Adaptive Control Strategy for DSTATCOM Applications in an Electric Ship Power System

Abstract

Distribution static compensator (DSTATCOM) is a shunt compensation device that is generally used to solve power quality problems in distribution systems. In an all-electric ship power system, power quality issues arise due to high-energy demand loads such as pulse loads. This paper presents the application of a DSTATCOM to improve the power quality in a ship power system during and after pulse loads. The control strategy of the DSTATCOM plays an important role in maintaining the voltage at the point of common coupling. A novel adaptive control strategy for the DSTATCOM based on artificial immune system (AIS) is presented in this paper. The optimal parameters of the controller are first obtained by using the particle swarm optimization algorithm. This provides a sort of innate immunity (robustness) to common system disturbances. For unknown and random system disturbances, the controller parameters are modified online, thus providing adaptive immunity to the control system. The performance of the DSTATCOM and the AIS-based adaptive control strategy is first investigated in MATLAB-/Simulink-based simulation platform. It is verified through a real-time ship power system implementation on a real-time digital simulator and the control algorithm on a digital signal processor.

لینک مقاله اصلی:

https://ieeexplore.ieee.org/document/5200428/

افزودن به سبد خرید

لطفاً براي ارسال دیدگاه، ابتدا وارد حساب كاربري خود بشويد

محصولات پر فروش

پر فروش ترین محصولات فروشگاه روکساوب