طراحی هماهنگ پایدارساز سیستم قدرت و TCSC برای میراسازی نوسانات سیستم قدرت
[پایاننامه]
/جواد مرسلی
دانشگاه صنعتی سهند
، ۱۳۹۰
۱۴۳ ص
چاپی - الکترونیکی
کتابنامه در آخر پایان نامه
کارشناسی ارشد
مهندسی برق
دانشگاه صنعتی سهند
نوسانات الکترومکانیکی سیستم قدرت در قالب نوسان کمیتهای الکتریکی ماشین و شبکه نظیر سرعت روتور، زاویه روتور، توان اکتیو، توان راکتیو، ولتاژ ترمینال و غیره مطرح میگردند .طراحی ناهماهنگ ادوات FACTS وPSS های موجود در یک سیستم قدرت برای میراسازی نوسانات الکترومکانیکی، ممکن است اثرات متقابل نامطلوب و حتی ناپایدارکننده روی سیستم داشته باشد .لذا بهینه سازی همزمان و هماهنگی تنظیمات پارامترهای کنترلرها مورد نیاز است تا پایداری نوسانی و گذرای سیستم بهبود یابد و اثرات زیانبار متقابل ممکن حداقل گردد .طراحی کنترلرهای هماهنگ با بهرهگیری از مفاهیم پایداری سیگنال کوچک نظیر آنالیز معادلات حالت سیستم قدرت خطی شدهص حول نقطه کار صورت میگیرد .مروری بر کارهای قبلی صورت گرفته در بحث طراحی هماهنگ PSS و کنترلر میراساز TCSC نشان میدهد که عموما در این کارها از پایدارساز تک کاناله سنتی معروف به CPSS برای هماهنگی با TCSC استفاده شده است .نقاط ضعف اصلی پایدارسازهای تک کاناله در مقایسه با پایدارسازهای چندکاناله در دو مورد خلاصه میشود .مورد اول به محدودیت CPSS در میراسازی نوسانات الکترومکانیکی ظاهرشده در متغیرهای الکتریکی نوسانی مختلف مربوط میشود که میتواند ناشی از وجود محدودیت در پارامترهای بهینه شونده برمیگردد .مورد دوم این است که CPSS نمیتواند میراسازی مؤثری برای محدوده وسیعی از نقاط کاری و فرکانسهای نوسان محلی و بین ناحیهای ایجاد کند .به عبارت دیگر بسته به نوع سیگنال ورودی به عنوان فیدبک مثلا سرعت روتور یا توان اکتیو، پایدارساز تک کاناله تأثیر عمده روی میرایی یکی از مودهای نوسانی خواهد داشت، در حالیکه پایدارسازهای چند ورودی اطلاعات قویتری از دینامیک سیستم قدرت دارند و از فیدبکهای مختلفی از کمیتهای اساسی و تأثیرگذار روی نوسانات سیستم قدرت استفاده میکنند.از لحاظ ساختاری، MPSS پارامترهای قابل تنظیم بیشتری از CPSS دارد که میتواند فاکتور مهمی در رسیدن به بهبود عالی پایداری نوسانی و گذرا در محدوده وسیعی از فرکانسهای نوسان باشد. در نتیجه، این مزایا ما را بر آن واداشت که برای اولین بار اقدام به طراحی هماهنگ پایدارسازهای چندکاناله MPSS و TCSC کنیم تا بدین ترتیب به سیستم قدرت خیلی پایدارتری دست یابیم.در این پایان نامه علاوه بر طراحی هماهنگTCSC - CPSSمربوط به کارهای قبلی، پایدارسازهای چندورودی مختلف شامل پایدارساز دوکاناله معمولی، پایدارساز دو ورودی نوع IEEE مبتنی بر انتگرال توان شتابدهنده (PSS۲B) و پایدارساز دو ورودی نوعIEEE (PSS۳B) ، پایدارسازهای سه ورودی به صورت هماهنگ با کنترلر میراساز TCSC برای بهبود میرایی نوسانات سیستم قدرت تک ماشین با شین بی نهایت (SMIB) طراحی شدهاند .بعد از معرفی ساختارهای پایدارسازهای موجود، مدل فضای حالت سیستم قدرت خطی شده مجهز به هر پایدارساز و TCSC استخراج شده است .مسألهی طراحی به صورت یک فرایند بهینه سازی فرمولبندی شده و پارامترهای قابل تنظیم کنترلرها به صورت همزمان با الگوریتم بهینهسازی PSO نوشته شده در MATLAB و بر اساس تابع چندهدفه تعریف شدهی مبتنی بر مقادیر ویژه تنظیم شدهاند .بدین ترتیب تلاش میشود مودهای مربوطه به داخل ناحیه D شکل در صفحه مختلط کشیده شوند تا شاخصهای پایداری نوسانی نظیر نسبت میرایی و ثابت میرایی در مقایسه با کار قبلی روی هماهنگی TCSC - CPSSبهبود یابند .به منظور سنجش نموداری کارایی کنترلرهای طراحی شده برای میراسازی نوسانات تحت اغتشاشات مختلف، شبیه سازیهای حوزه زمانی روی سیستم تک ماشین با شین بینهایت (SMIB)و دو ناحیهای چهار ماشینه (۲A۴M) در MATLAB انجام شده است .نتایج کار گویای کارایی خیلی بهتر میراسازهای هماهنگ دو یا چند کاناله نسبت به مدل TCSC - CPSS میباشد.