عنوان

مشارکت بارهای کنترل‌پذیر در کنترل فرکانس سیستم‌های قدرت چند ناحیه‌ای

‭۱۷۱۹۱پ‬

per

مشارکت بارهای کنترل‌پذیر در کنترل فرکانس سیستم‌های قدرت چند ناحیه‌ای

/آرمان اشنوئی

: مهندسی برق و کامپیوتر

، ‮‭۱۳۹۶‬

، راشدی

چاپی

کارشناسی ارشد

برنامه‌ریزی و مدیریت سیستم‌های انرژی

‮‭۱۳۹۶/۰۴/۲۴‬

تبریز

امروزه کنترل فرکانس به عنوان یک مفهوم اساسی در سیستم‌های قدرت، عدم قطعیت‌های فراوانی را با توجه به تغییر ساختار و پیچیدگی سیستم‌های قدرت به هم پیوسته، افزایش اندازه در سیستم‌های چند ناحیه‌ای و تغییرات مختلف بار تجربه می‌کند .از طرف دیگر، با توجه به افزایش محدودیت‌های اقتصادی برای کیفیت و قابلیت اطمینان سیستم قدرت و هزینه‌های عملیاتی بالای کنترلرهای سمت تولید ، کاربرد بارهای کنترل‌پذیر در سیستم‌های قدرت چند ناحیه‌ای برای هدف کنترل فرکانس بار طی شرایط اغتشاش یکی از جذاب‌ترین موضوعاتی است که توجهات فراوانی را بخود جلب کرده است .در این پایان‌نامه، آبگرمکن‌های پمپ حرارتی و خودروهای برقی به عنوان مؤثرترین بارهای قابل کنترل انتخاب و مدل‌سازی می‌شوند تا در کنار واحدهای تولیدی متعارف در امر کنترل فرکانس شرکت کنند .در این زمینه، خودروهای برقی می‌توانند در یک حالت دو طرفه) حالت‌های شارژ و دشارژ (کنترل شوند .در مورد آبگرمکن‌های پمپ حرارتی ، مصرف توان آن‌ها قابل کنترل است .همچنین استفاده از کنترلرهای مختلف در ساختار بارهای کنترل‌پذیر و ارائه روش‌های هوشمند مناسب برای تنظیم پارامتر کنترلرها در این پایان‌نامه پیگیری شده است .به منظور دستیابی به نتایج قابل اعتماد و اعتبارسنجی واقعی طرح‌های پیشنهادی، ابتدا یک سیستم قدرت دو ناحیه‌ای بهم پیوسته با تنوع منابع تولید در هر ناحیه‌ی کنترلی شامل واحدهای گازی، آبی و حرارتی بازگرمایشی و با لحاظ قیود فیزیکی غیرخطی نظیر ‮‭GRC‬ و ‮‭GDB‬ ارائه شده است .از کنترلر مرتبه کسری تناسبی- انتگرالی- مشتقی برای کنترل مصرف توان آبگرمکن‌های پمپ حرارتی و حالت دشارژ خودروهای برقی و از الگوریتم ‮‭IPSO‬ برای طراحی بهینه کنترلرها استفاده شده است .نتایج شبیه‌سازی‌ها تحت سناریوهای مختلف، اثربخشی طرح پیشنهادی را در کاهش نوسانات فرکانس نواحی و توان خط ارتباطی بین دو ناحیه را نشان می‌دهد .در بخش بعدی این پایان‌نامه، طرح پیشنهادی بر روی سیستم قدرت سه ناحیه‌ای با سه واحد تولیدی حرارتی در هر ناحیه پیاده‌سازی شده است .کنترل‌کننده انتگرالی- تناسبی ‮‭PI‬ برای بارهای کنترل‌پذیر) فقط خودروهای برقی (بر روی سیستم قدرت سه ناحیه‌ای در نظر گرفته شده است .دو روش هوشمند منطق فازی و الگوریتم ‮‭IPSO‬ برای تنظیم کردن بهره‌های کنترلر ‮‭PI‬ استفاده شده است .عملکرد خودروهای برقی با ساختار ‮‭PI‬ بهینه شده توسط روش فازی در میراسازی نوسانات فرکانس نواحی و توان خط ارتباطی تحت الگوهای اغتشاش بار پله در هر سه ناحیه مورد ارزیابی قرار گرفته و با حالات خودروهای برقی با ساختار ‮‭PI‬ بهینه شده توسط ‮‭IPSO‬ و بدون خودروهای برقی) فقط حلقه ‮‭LFC)‬ مقایسه شده است

Nowadays, frequency control, as a basic concept in power systems, has experienced high uncertainties due to changing structure of interconnected power systems, size increasing in multi-area systems and occurrence of various disturbances. On the other hand, according to arisen limitation in conventional generation units, such as increasing greenhouse gas emissions and high operational costs, paying attention to new tools for frequency control like controllable loads seems as a vital matter. To achieve this goal, in this thesis, heat pumps (HPs) and electric vehicles (EVs) are selected as the most effective controllable loads. In this regard, the EVs can be controlled in a bidirectional manner as known as charging and discharging states under a smart structure. About the HPs, the power consumption is controllable. Also, in this thesis, is followed the utilization of different controllers in the structure of controllable loads and the presentation of suitable smart methods for regulating of the parameters of the controllers. To obtain realistic results and the validation of the proposed schemes, first, is proposed an interconnected two area power system, considering the variety of power generations from reheat, thermal, hydro and gas units in each control area, regarding physical limitations of GRC and GDB nonlinearities. A fractional order proportional integral differential (FOPID) controller is presented to control the power consumption of HPs and discharging state of EVs. The parameters of the FOPID controllers are optimized by utilizing improved particle swarm optimization (IPSO) method. Simulation results under different scenarios, shows illustrate the efficiency of the proposed approach in frequency and tie-line power variations reduction In the next part of this thesis, the proposed scheme is implemented on a three area power system with three thermal generating units in each area. a PI controller for controllable loads (only EVs) is employed to control the discharging state of the EVs. As the first step, the parameters of PI controller are regulated by improved particle swarm optimization (IPSO) method. In the second step, the parameters of PI controller are retuned adaptively by fuzzy logic method. The performance of the EVs equipped with fuzzy logic method is evaluated under step load disturbance patterns in each area and is compared with scenarios, including the EVs equipped with the IPSO and without electric vehicles (just LFC loop)

اشنوئی، آرمان

طرفدارحق، مهرداد، استاد راهنما

محمدی ایواتلو، بهنام، استاد مشاور

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی