سورنا فایل

مرجع دانلود فایل ,تحقیق , پروژه , پایان نامه , فایل فلش گوشی

سورنا فایل

مرجع دانلود فایل ,تحقیق , پروژه , پایان نامه , فایل فلش گوشی

اثر تغییر پارامترها بر پایداری دینامیکی و تداخل پی اس اس ها

اختصاصی از سورنا فایل اثر تغییر پارامترها بر پایداری دینامیکی و تداخل پی اس اس ها دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

اثر تغییر پارامترها بر پایداری دینامیکی و تداخل پی اس اس ها


اثر تغییر پارامترها بر پایداری دینامیکی و تداخل پی اس اس ها

فرمت فایل:word

تعدادصفحات:151 صفحه

چکیده :

 

توسعه شبکه های قدرت نوسانات خود به خودی با فرکانس کم را، در سیستم به همراه داشته است. بروز اغتشاش هایی نسبتاً کوچک و ناگهانی در شبکه باعث بوجود آمدن چنین نوساناتی در سیستم می شود. در حالت عادی این نوسانات بسرعت میرا شده و دامنه نوسانات از مقدار معینی فراتر نمی رود. اما بسته به شرایط نقطه کار و مقادیر پارامترهای سیستم ممکن است این نوسانات برای مدت طولانی ادامه یافته و در بدترین حالت دامنه آنها نیز افزایش یابد. امروزه جهت بهبود میرایی نوسانات با فرکانس کم سیستم، در اغلب شبکه های قدرت پایدار کننده های سیستم قدرت (PSS) به کار گرفته می شود.

 

این پایدار کننده ها بر اساس مدل تک ماشین شین بینهایتِ سیستم در یک نقطه کار مشخص طراحی می شوند. بنابراین ممکن است با تغییر پارامترها و یا تغیر نقطه کار شبکه، پایداری سیستم در نقطه کار جدید تهدید شود.

 

موضوع این پایان نامه طراحی پایدار کننده های مقاوم برای سیستم های قدرت است، به قسمی که پایداری سیستم در محدوده وسیعی از تغییر پارامترها و تغییر شرایط نقطه کار تضمین شود. در این راستا ابتدا به مطالعه اثر تغییر پارامترهای بر پایداری
سیستم های قدرت تک ماشینه و چند ماشینه پرداخته می شود. سپس دو روش طراحی کنترل کننده های مقاوم تشریح شده، و در مسئله مورد مطالعه به کار گرفته می شوند. سرانجام ضمن نقد و بررسی این روش ها، یک روش جدید برای طراحی
PSS ارائه می شود. در این روش مسئله طراحی پایدار کننده مقاوم به مسئله پایدار کردن
مجموعه ای از مدلهای سیستم در نقاط کار مختلف تبدیل می شود. این مسئله نیز به یک مسئله استاندارد بهینه سازی تبدیل شده و با استفاده از روش های برنامه ریزی غیر خطی حل می گردد. سرانجام کارایی روش فوق در طراحی پایدار کننده های مقاوم برای یک سیستم قدرت چند ماشینه در دو مسئله مختلف (اثر تغییر پارامترها بر پایداری دینامیکی و تداخل
PSS ها) تحقیق شده و برتری آن بر روش کلاسیک به اثبات می رسد.

 


دانلود با لینک مستقیم


اثر تغییر پارامترها بر پایداری دینامیکی و تداخل پی اس اس ها

دانلود مقاله اثر تغییر پارامترها بر پایداری دینامیکی و تداخل PSS ها

اختصاصی از سورنا فایل دانلود مقاله اثر تغییر پارامترها بر پایداری دینامیکی و تداخل PSS ها دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

دانلود مقاله اثر تغییر پارامترها بر پایداری دینامیکی و تداخل PSS ها


دانلود مقاله اثر تغییر پارامترها بر پایداری دینامیکی و تداخل PSS ها

 

مشخصات این فایل
عنوان: اثر تغییر پارامترها بر پایداری دینامیکی و تداخل PSS ها
فرمت فایل : word( قابل ویرایش)
تعداد صفحات: 108

این مقاله درمورد اثر تغییر پارامترها بر پایداری دینامیکی و تداخل PSS ها می باشد .

خلاصه آنچه در مقاله اثر تغییر پارامترها بر پایداری دینامیکی و تداخل PSS ها می خوانید :

فصل پنجم 
5-1- استفاده از ورش طراحی جدید در حل چند مسئله :
 طراحی pss ها بر مبنای مدل تک ماشین – شین بی نهایت در یک سیستم قدرت چند ماشینه ، ممکن است ناهماهنگی این کنترل کننده ها را در پایدار سازی کل سیستم به دنبال داشته باشد . بعبارت دیگر هر چند هر یک از PSS ها در پایدار سازی یا بهبود پایداری مود محلی موثر است ، ولی عملکرد آنها در برابر سایر مودهای سیستم متفاوت بوده ، ممکن است در جهت ناپایداری سیستم عمل کنند . به منظور رفع این مشکل که به تداخل PSS ها موسوم است ، راه حل های متعددی در قالب به عنوان هماهنگ سازی PSS ها ارائه شده است .[12.10.8]
در بخش (5-2) در این فصل ، ضمن توضیح مختصری درباره تداخل PSS‌ها، روش طراحی PSS‌ بر اساس مجموعه‌ای از نقاط کار را به عنوان یک راه حل به کار
می بریم.
 در بخش (5-3) به طرح یک مسئلة جدید در زمینة طراحی کنترل کننده های بهینه فیدبک حالت می پردازیم . در این بخش ابتدا برای سیستم قدرت مورد مطالعه در فصل چهارم ، به طراحی فیدبک بهینه حالت پرداخته می شود . سپس ضمن تحقیق این مطلب که پایداری سیستم ممکن است با قطع سیگنال کنترل یکی از ماشینهای سنکرون به خطر افتد ، روش طراحی فیدبک حالت بر اساس مجموعه‌ای از مدلهای سیستم مطرح می شود. در این روش کنترل فیدبک حالت چنان طراحی می شود که در بدترین شرایط ، وقتی سیگنال کنترل ورودی به یکی از ماشینهای سنکرون قطع شود پایداری کل سیستم به خطر نیافتد .

5-2- طراحی PSS‌های مقاوم به منظور هماهنگ سازی PSS  ها :
 5-2-1- تداخل PSS‌ها :
 همانطور که در فصل دوم توضیح داده شد ، نوسانات با فرکانس کم در سیستم های قدرت به دلیل کمبود میرایی مود الکترومکانیکی ژنراتورهای سنکرون به وجود می آید . به منظور جبران این کمبود میرایی پایدار کننده های سیستم قدرت بر اساس مدل تک ماشین – شین بی نهایت طراحی شده و در واحدهای مختلف شبکه مورد استفاده قرار می‌گیرند . از آنجایی که طراحی هر پایدار کننده بر مبنای فرکانس مورد الکترومکانیکی واحد مورد نظر صورت می گیرد، رفتار PSS‌ها در برابر نوساناتی با فرکانس های مختلف بسته به مشخصات شبکه و شرایط نقطه کار متفاوت است .بعبارت دیگر هر چند PSS ها در بهبود میرایی مود محلی موثراند ، اما ممکن است در برابر نوسانات سایر مودهای شبکه در جهت ناپایداری کل سیستم عمل کنند .
به منظور تحلیل این مطلب فرض کنیم در یک سیستم قدرت چند ماشینه نوساناتی با فرکانس   از طریق خط انتقال به ماشین سنکرون 1 با فرکانس   انتقال یابد .در این صورت زاویه تأخیری  ناشی از قسمتهای تحریک و میدان این ماشین با تقدم فاز ایجاد شده توسط با تقدم فاز PSS آن جبران نشده وداریم :
(5-1)                              
با توجه به روش طراحی کلاسیک ،  اختلاف فازی است که گشتاور میراکنندة   پیدا می کند . حال چنانچه   باشد ، گشتاور اضافی که ماشین 1 در پاسخ به فرکانس   به سیستم اعمال می کند ، منفی خواهد بود .بدین ترتیب ماشین 1 در هنگام نوسان با فرکانس   مقداری میرایی منفی به سیستم اعمال می کند ، که در جهت کاهش میرایی مود الکترومکانیکی ماشین 2 می‌باشد . در بدترین حالت وقتی این میرایی منفی ، میرایی ماشین 2 را خنثی کند ، دامنه نوسانات با فرکانس   بتدریج افزایش یافته و سیستم ناپایدار می شود . چنین وضعیتی در یک سیستم قدرت که شامل ماشین های بزرگ با (  کوچک ) و ماشین های کوچک ( با   بزرگ )می باشد ،ممکن است رخ دهد . در چنین مواردی ماشین های بزرگ به هنگام نوسان سیستم با فرکانس مود الکترمکانیکی ماشینهای کوچک ،به سیستم میرایی منفی اعمال کرده و باعث ناپایداری سیستم می شوند . در زیر بخش بعدی به بررسی مسئله تداخلی PSS‌ها در یک سیستم قدرت سه ماشینه می پردازیم
در مرجع [12] مسئله تداخل PSS‌ ها به همراه یک راه حل در زمینه هماهنگ سازی این پایدار کننده ها ، به تفصیل توضیح داده شده است .
5-2-2- بررسی مسئله تداخل PSS‌ها در یک سیستم قدرت سه ماشینه :
در زیر بخش قبل گفته شد که اولین شرط برای بروز تداخل بین PSS‌ها ، وجود دو فرکانس ویژه (‌قسمت های موهومی مودهای الکترومکانیکی ) با اختلاف زیاد در شبکه می باشد . جهت دستیابی به این شرط و بروز پدیده تداخل در سیستم قدرت مورد مطالعه در فصل چهارم ، و همچنین ارتباط مسئله تداخل با پایداری مقاوم پارامترهای ماشینهای سنکرون به شکل زیر انتخاب می شود .
جدول (5-1) پارامترهای تغییر یافته ماشینهای سنکرون
TA    H    
6.86    ـــ    3.8    Machine 1
8.86    0.02    ــــ    Machine 2
ـــ    0.2    25    Machine3
 شرایط باردهی ماشینهای سنکرون همان مشخصات نقطه کار 1 جدول (4-4) می باشد بجز توان خروجی ماشین سنکرون 3 که از p.u 75/1 به p.u. 2 افزایش یافته است .
 اکنون بر اساس این مشخصات برای هریک از ماشینهای سنکرون یک PSS‌به روش کلاسیک طراحی می کنیم نتایج عبارتند از :
(5-2)                            
(5-3)                                      
 (5-4)                                 
جدول(5-2) مقادیر ویژه سیستم (‌مودهای الکترومکانیکی ماشینهای سنکرون ) را در حالت های مختلف نشان می دهد . در ستون اول این جدول مقادیر ویژه سیستم بدون کنترل ، و در ستون دوم مقادیر ویژه وقتی سیستم به PSS های کلاسیک مجهز است ، درج شده است . مقایسه این دو ستون به وضوح اثر PSS‌ها را در بهبود پایداری مودهای الکترومکانیکی ماشینهای 3.2 نشان می دهد ، اما همانطور که دیده می شود زوج مقدار ویژه متناظر با ماشین سنکرون 1 وقتی سیستم به پایدار کننده مجهز
می شود به سمت راست صفحه مختلط منتقل شده است دلیل این امر وجود گشتاور منفی است که توسط pss‌ ماشین 3 در ازاء نوسان سیستم با فرکانس   تولید می شود اکنون تحت همین شرایط مقدار گین سیستم تحریک ماشین 3 را افزایش می دهیم ، مقادیرویژه سیستم در این حالت در جدول (5-2) درج شده است همانطور که دیده می شود افزایش این گین سیستم را نوسانی ودر نهایت ناپایدار می کند . بعبارت دیگر گشتاور ایجاد شده توسط ماشین 3 تمامی گشتاور میرا کننده‌ای که توسط PSS ماشین 1 ایجاد می شود را خنثی کرده ، علاوه بر آن مقداری میرایی منفی نیز به شبکه تزریق می کند .
جدول (5-2) مقادیر ویژه سیستم بدون PSS و با PSS‌کلاسیک
 With PSS    Without PSS
KA3=324    
450    400    324        
+0.061±j12.579    -0.08±j 12.094    -0.332±j11.288    -0.839± j12.367    Machine 1
-5.90±j18.591    -5.89±18.582    -5.885±j18.437    -0.709±j10.271    Machine 2
-1.865±j5.755    -1.835±j 5.79    -1.77±j 5.862    -0.499±j 4.955    Machine3

 در زیر بخش بعدی روش جدید طراحی PSS‌( طراحی PSS براساس چند نقطه کار)‌ را که درفصل قبل مطرح شد ، جهت رفع این مشکل به کار می بریم .
5-2-3- استفاده از روش طراحی بر اساس چند نقطه کار در هماهنگ سازی PSS ‌ها: استفاده از روش طراحی بر اساس چند نقطه کار در هماهنگ سازی        (‌بخش (4-5)) به طراحی یک پایدار کننده برای ماشین سنکرون می پردازیم . هدف از طراحی هماهنگ سازی پایدار کننده های سیستم در جهت رفت مشکل تداخل PSS ها می باشد .
مشابه فصل قبل از ابتدا تابع انتقال زیر در نقطة کارهای مختلف محاسبه می شود .
که در آن u3 تغییرات ولتاژ مبنا در ماشین 3 می باشد .
انتخاب مجموعه مدلهای طراحی :
 PSS جدید که برای ماشین 3 طرح می شود بایستی دارای دو ویژگی ذیل باشد .
الف )‌عملکرد این PSS به همراه پایدار کننده های ماشینهای 2.1 حتی در مقادیر بالایKA3 باعث ناپایداری سیستم نشود یا به عبارتی بر پایداری مودهای ماشین 1 اثر سوء نگذارد .
ب ) بهبود پایداری مودهای الکترومکانیکی ماشین 3 را به دنبال داشته باشد .
بدین منظور تابع انتقال های زیر به ترتیب جهت طراحی انتخاب می شود‌
 
1- تابع انتقال (5-5) در نقطه کار اصلی سیستم
2- تابع انتقال (5-5) در نقطه کار اصلی سیستم با در نظر گرفتن دینامیک PSS‌ماشینهای 2.1 با KA3=450 ( ویژگی الف )
3- تابع انتقال (‌5-5) در شرایط نقطه کار جدول (4-8) ( ویژگی ب )
اکنون با انتخاب یک ساختار مرتبه دوم برای PSS ماشین 3، مانند فصل قبل مسئله طراحی کنترل کننده به یک مسئله همزمان پایدار کردن مجموعه از توابع انتقال تبدیل می‌شود، با این تفاوت که در اینجا توابع انتقال مورد مطالعه هم مرتبه نیستند .
همانطور که در زیر بخش (4-4-3) توضیح داده شد ، مسئله پایدار کردن همزمان مجموعة توابع انتقال فوق را می توان به یک مسئله بهینه سازی تبدیل ، و سپس حل کرد . فرض کنیم از مقادیر پارامترهای PSS کلاسیک جهت نقطه شروع برنامه بهینه سازی (مقدار اولیه بردار طراحی ) استفاده شود . به دلیل وجود مسئله تداخل PSS ‌ها در سیستم مورد مطالعه تابع انتقال ( g2(s با این کنترل کننده ، ناپایدار می شود . بنابراین جستجو در فضای طراحی با تغییر مقادیر اولیه بردار طراحی ، به منظور یافتن پارامترهای کنترل کننده مورد نظر آغاز می شود بدیهی است در این روش طراحی ، مصالحه ای در پایدار سازی توابع انتقال g3(s) , g2(s) صورت می گیرد .
بهرحال با اعمال این روش و اجرای برنامه بهینه سازی پاسخ زیر بدست آمده است :
(5-6)                            
 یکی از مزایای طراحی PSS به روش جدید ، که در اینجا مناسب است . به آن اشاره کنیم انعطاف پذیر بودن آن است . به این معنی که می توان با تغییر تابع هدف محدودیت های بیشتری را بر متغیرهای طراحی در جهت دستیابی به بهترین جواب ، اعمال کرد . قبل از مقایسه پایدار کننده ( 5-6) با PSS کلاسیک در قالب یک مثال به توضیح بیشتر این مطلب می پردازیم .
یکی از روشهای هماهنگ سازی PSS  ها تطبیق منحنی فاز   در یک محدوده فرکانس [12]، می باشد ایده فوق به سادگی می تواند در روش جدید طراحی PSS مورد استفاده قرار گیرد . فرض کنیم پایدار کننده مورد نظر دارای دارای ساختار مرتبه دوم به شکل زیر باشد .
(5-7)                                 
حال اگر   قدر مطلق زاویه تاخیری سیستم تک ماشین – شین بی نهایت متناظر با ماشین   ‌زاویه پایدار کننده C(s) به ازاء مقادیر    باشد ، می توان به کمک تابع هدف زیر به جواب مناسب تری دست یافت . اگر X بردار طراحی باشد ؛ صورت مسئله بهینه سازی در این حالت به زبان ریاضی عبارتست از :
(5-8)                                            X=[k z1p1 z2 p2]T
Find X
(5-9)                        

بدین ترتیب در بین پایدار کننده های مختلفی که شرط مسئله را برآورده میکنند ، می توان پایدار کننده ای را که به بهترین زاویه تأخیری سیستم را در محدوده فرکانس های مورد مطالعه جبران می کند ، انتخاب کرد .
خلاصه اینکه روش طراحی براساس چند نقطه کار با استفاده از تکنیک های بهینه سازی ، انعطاف پذیر بوده وطراح می تواند به سادگی شرط های مختلف را در طراحی لحاظ کند.
از آنجایی که نقاط کار در مسئله مورد مطالعه در این بخش مناسب انتخاب شده اند ، استفاده از تابع هدف جدید در طراحی ، بهبود قابل ملاحظه ای را به دنبال ندارد ، اما بهرحال پایدار کننده (5-6) بر اساس این تابع هدف بدست آمده است .
5-2-4-‌مقایسه‌عملکرد دو نوع پایدار کننده به کمک شبیه سازی کامپیوتری:
به منظور مقایسه عملکرد پایدار کننده کلاسیک با کنترل جدید پاسخ پله سیستم (‌مشابه فصل قبل ) در شکل (5-1) رسم شده است در این شکل منحنی های تغییرات سرعت ماشینهای سنکرون به همراه منحنی تغییرات زاویه ماشین 3 درسه حالت بدون کنترل ، با کنترل کلاسیک و با کنترل کننده جدید مقایسه شده اند . نقطه کار سیستم همان نقطه کار طراحی پایدار کننده های کلاسیک ( زیر بخش (‌5-2-2) ) ، می باشد با این تفاوت که KA3=450 انتخاب شده است .
 همانطور که گفته شد ، تحت این شرایط پایدار کننده های کلاسیک تداخل کرده ( نتایج جدول (5-2)) سیستم ناپایدار می شود . نگاهی به شکل (5-1) نشان می دهد اگر چه نوسانات پاسخ های سیستم بدون کنترل از میرایی قابل قبولی برخوردار نیست، اما بهرحال سیستم در این شرایط پایدار است . در حالیکه بر دامنه نوسانات پاسخ های سیستم وقتی به PSS‌های کلاسیک مجهز است بتدریج افزوده می شود. بعبارت دیگر به دلیل مسئله تداخل PSS ها سیستم ناپایدار دینامیکی است. حال هرگاه کنترل کننده (‌5-6) بجای PSS ماشین 3 مورد استفاده قرار گیرد؛‌ نه تنها مشکل تداخل PSSها رفع می شود . بلکه به مقدار قابل ملاحظه ای وضعیت نوسانی پاسخ های سیستم بدون کنترل نیز اصلاح شود . در واقع استفاده از پایدار کننده جدید سبب می شود که همه پایدار کننده ها به طور هماهنگ در جهت بهبود پایداری سیستم فعالیت کنند بنابراین با استفاده از روش طراحی PSS  براساس مجموعه‌ای از مدلهای سیستم وانتخاب مناسب این مجموعه مدلها، می‌توان پایدار کننده هایی هماهنگ به منظور رفع مسئله تداخل PSS‌ها طراحی کرد .
.....

فصل ششم 
6-1- بیان نتایج :
نتایج حاصل‌از مطالعات انجام گرفته در این پایان نامه را می‌توان به شرح زیر بیان کرد.
1- ناتوانی روش Nevalinna – Pick در طراحی پایدار کننده های مقاوم برای سیستم‌های قدرت تک ماشینه تحقیق شد . بعبارت دیگر استفاده از این روش به منظور طراحی پایدار کننده های مقاوم در برابر تغییر پارامترهای و شرایط نقطه کار مناسب نمی‌باشد .مطالعات انجام شده در این پایان نامه نشان داد که حتی در صورت برقراری شرایط لازم برای وجود کنترل کننده های مقاوم ، این کنترل کننده ها از عملکرد ضعیفی در پایدار سازی سیستم برخوردارند .
2- پایدرای دینامیکی سیستم های قدرت چند ماشینه مورد مطالعه قرار گرفت . در این مطالعه برای یک سیستم قدرت سه ماشینه  ، پایدار کننده های کلاسیک (‌PSS) بر اساس مدل تک ماشین – شین بی نهایت در یک نقطه کار مشخص طراحی شده ، و سپس کارایی این کنترل کننده ها در پایدار سازی و بهبود پایداری سیستم در نقطه کار فوق به کمک شبیه سازی کامپیوتری تایید شد .
3- اثر تغییر پارامترها بر پایداری دینامیکی سیستم های قدرت چند ماشینه مورد بررسی قرار گرفت و نشان داده شد که حتی در حضور PSS های کلاسیک ممکن است پایداری سیستم تهدید شود . بنابراین طراحی     پایدار کننده های مقاوم در چنین مواردی الزامی است .
4- عدم کارایی روش Kharitonov  در طراحی پایدار کننده های مقاوم ، به دلیل محافظه کاری آن در مدلسازی عدم قطعیت های ناشی از تغییر پارامترها ، تحقیق شد .
5- یک روش جدید جهت طراحی PSS (‌با الهام از روش Kharitonov) ارائه شد در این روش که پایدار کننده بر اساس مجموعه‌ای از مدلهای سیستم در نقاط کار مختلف طراحی می شود ، مسئله طراحی پایدار کننده مقاوم به یک مسئله همزمان پایدار کردن مجموعه‌آی از توابع انتقال تبدیل می شود . سپس مسئله اخیر در قالب یک مسئله استاندارد بهینه سازی ، با استفاده از روش های برنامه ریزی غیر خطی حل می شود .
 6-عملکرد کنترل کننده های طراحی شده به کمک روش جدید ، با پایدار کننده های کلاسیک ( PSS) در یک سیستم قدرت سه ماشینه مورد مقایسه قرار گرفت و برتری کنترل کننده های طراحی شده براساس مجموعه ای از نقاط کار به کمک شبیه سازی کامپیوتری به اثبات رسید . مهمترین مزیت این کنترل کننده ها بهبود پایداری سیستم در محدوده وسیعی از تغییر پارامترها می باشد .

7- با انتخاب مناسب مجموعه مدلهای طراحی ، نشان داده شد که روش طراحی جدید می تواند به منظور هماهنگ سازی PSS‌ها به کار گرفته شود . در این راستا ابتدا مشکل تداخل PSS‌ها در یک سیستم چند ماشینه مورد تحلیل قرار گرفت . سپس نحوه کاربرد روش جدید به منظور رفع این مشکل تشریح شد .
 بنابراین بطور خلاصه می توان روش طراحی بر اساس مجموعه‌ای از مدل های سیستم را به عنوان یک روش تعمیم یافته طراحی PSS‌تلقی کرد . در این روش طراح می تواند با گنجاندن مدل های مختلف سیستم در مجموعه مدلهای طراحی به اهدافی مانند: استحکام پایداری در برابر تغییر پارامترها و هماهنگی پایدار کننده ها دست یابد.
بعبارت دیگر  روش طراحی فوق از انعطاف پذیری بالایی برخوردار است ، بطوریکه طراح با تغییر تابع هدف می تواند محدودیت های بیشتری را روی پارامترهای کنترل کننده به منظور دستیابی به بهترین جواب در نظر بگیرد .
از دیگر مزایای PSS‌های جدید می توان به موارد زیر اشاره کرد:
الف ) PSS‌های جدید دارای ساختاری مشابه با PSS‌های کلاسیک می باشند .
ب ) در طراحی PSS های جدید دینامیک سایر ماشین های سیستم نیز در نظر گرفه می شود .
همچنین جهت کاهش زمان طراحی می توان از پارامترهای PSS کلاسیک به عنوان یک نقطه شروع برای برنامه بهینه سازی استفاده کرد .
8- روش طراحی کنترل فیدبک حالت بهینه برای سیستم های قدرت چند ماشینه توضیح داده شد. سپس ضمن تحقیق این مطلب که با قطع یکی از سیگنالهای کنترل ورودی به ماشینهای سنکرون ممکن است پایداری سیستم تهدید شود، روش طراحی براساس مجموعه‌ای از مدلهای سیستم جهت رفع این مشکل به کار گرفته شد.

بخشی از فهرست مطالب مقاله اثر تغییر پارامترها بر پایداری دینامیکی و تداخل PSS ها

چکیده
فصل اول – مقدمه
1-1- پیشگفتار    4
1-2- رئوس مطالب     7
1-3- تاریخچه     9
فصل دوم : پایداری دینامیکی سیستم های قدرت
2-1- پایداری دینامیکی سیستم های قدرت    16
2-2- نوسانات با فرکانس کم در سیستم های قدرت     17
2-3- مدلسازی سیستمهای قدرت تک ماشینه     18
2-4- طراحی پایدار کننده های سیستم قدرت (PSS)     23
2-5- مدلسازی سیستم قدرت چند ماشینه    27
فصل سوم: کنترل مقاوم
3-1-کنترل مقاوم     30
3-2- مسئله کنترل مقاوم    31
3-2-1- مدل سیستم    31
3-2-2- عدم قطعیت در مدلسازی    32
3-3- تاریخچه کنترل مقاوم    37
3-3-1- سیر پیشرفت تئوری    37
3-3-2- معرفی شاخه های کنترل مقاوم    39
3-4- طراحی کنترل کننده های مقاوم برای خانواده ای از توابع انتقال     45
3-4-1- بیان مسئله    45
3-4-2- تعاریف و مقدمات    46
3-4-4-‌‌‌تبدیل مسئله پایدارپذیری مقاوم به‌یک مسئله Nevanlinna–Pick     50
3-4-5- طراحی کنترل کننده    53
3-5- پایدار سازی مقاوم سیستم های بازه ای     55
3-5-1- مقدمه و تعاریف لازم    55
2-5-3- پایداری مقاوم سیستم های بازه ای    59
3-5-3- طراحی پایدار کننده های مقاوم مرتبه بالا    64
فصل چهارم  : طراحی پایدار کننده های مقاوم برای سیستم های قدرت
4-1- طراحی پایدار کننده های مقاوم برای سیستم های قدرت     67
4-2- طراحی پایدار کننده های مقاوم به روش Nevanlinna – Pick     69
برای سیستم های قدرت تک ماشینه     69
4-2-1- مدل سیستم    69
4-2-2- طرح یک مثال    71
4-2-3 – طراحی پایدار کننده مقاوم به روش Nevanlinna – Pick    73
4-2-2- بررسی نتایج    77
4-2-5- نقدی بر مقاله    78
4-3- بررسی پایداری دینامیکی یک سیستم قدرت چند ماشینه     83
4-3-1- مدل فضای حالت سیستم های قدرت چند ماشینه    83
4-3-2- مشخصات یک سیستم چند ماشینه    86
4-3-3-طراحی پایدار کننده های سیستم قدرت    90
4-3-4- پاسخ سیستم به ورودی پله    93
4-4- طراحی پایدار کننده های مقاوم برای سیستم های قدرت چند ماشینه     95
4-4-1- اثر تغییر پارامترهای بر پایداری دینامیکی    95
4-4-2- مدلسازی تغییر پارامترها به کمک سیستم های بازه ای    101
 4-4-3-پایدارسازی مجموعه‌ای ازتوابع انتقال به کمک تکنیک‌های‌بهینه سازی    105
4-4-4- استفاده از روش Kharitonov در پایدار سازی مقاوم    106
4-4-5- استفاده از یک شرط کافی در پایدار سازی مقاوم    110
4-5- طراحی پایدار کننده های مقاوم برای سیستم قدرت چندماشینه (2)    110
4-5-1- جمع بندی مطالب    110
4-5-2-طراحی پایدار کننده های‌مقاوم بر اساس مجموعه‌ای از نقاط کار    111
4-5-3- مقایسه عملکرد PSS کلاسیک با کنترل کننده های جدید    113
4-5-4- نتیجه گیری    115
فصل پنجم : استفاده از ورش طراحی جدید در حل چند مسئله
5-1- استفاده از ورش طراحی جدید در حل چند مسئله     121
5-2- طراحی PSS‌های مقاوم به منظور هماهنگ سازی PSS  ها     122
 5-2-1- تداخل PSS‌ها     122
5-2-2- بررسی مسئله تداخل PSS‌ها در یک سیستم قدرت سه ماشینه     124
5-2-3- استفاده از روش طراحی بر اساس چند نقطه کار در هماهنگ     126
انتخاب مجموعه مدلهای طراحی     127
5-2-4-‌مقایسه‌عملکرد دو نوع پایدار کننده به کمک شبیه سازی کامپیوتری    130
5-3- طراحی کنترل کننده های بهینه (  فیدبک حالت ) قابل اطمینان برای سیستم قدرت     132
 5-3-1) طراحی کننده فیدبک حالت بهینه     132
تنظیم کننده  های خطی     133
 5-3-2-کاربرد کنترل بهینه در پایدار سازی سیستم های قدرت چند ماشینه    134
5-3-3-طراحی کنترل بهینه بر اساس مجموعه‌ای از مدلهای سیستم     136
 5-3-4- پاسخ سیستم به ورودی پله     140
فصل ششم : بیان نتایج
6-1- بیان نتایج     144
6-2- پیشنهاد برای تحقیقات بیشتر    147
مراجع    148
ضمیمه الف – معادلات دینامیکی ماشین سنکرون    154
ضمیمه ب – ضرایب K1 تا K6     156
ضمیمه پ – برنامه ریزی غیر خطی    158
 

 

 


دانلود با لینک مستقیم


دانلود مقاله اثر تغییر پارامترها بر پایداری دینامیکی و تداخل PSS ها

اثر تغییر پارامترها بر پایداری دینامیکی و تداخلPSSها و اثبات برتری آن بر روش کلاسیک

اختصاصی از سورنا فایل اثر تغییر پارامترها بر پایداری دینامیکی و تداخلPSSها و اثبات برتری آن بر روش کلاسیک دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

اثر تغییر پارامترها بر پایداری دینامیکی و تداخلPSSها و اثبات برتری آن بر روش کلاسیک


اثر تغییر پارامترها بر پایداری دینامیکی و تداخلPSSها و اثبات برتری آن بر روش کلاسیک

اثر تغییر پارامترها بر پایداری دینامیکی و تداخلPSSها و اثبات برتری آن بر روش کلاسیک در 152 صفحه فایل ورد قابل ویرایش

فهرست

چکیده
فصل اول – مقدمه
۱-۱- پیشگفتار   ۴
۱-۲- رئوس مطالب    ۷
۱-۳- تاریخچه    ۹
فصل دوم : پایداری دینامیکی سیستم های قدرت
۲-۱- پایداری دینامیکی سیستم های قدرت   ۱۶
۲-۲- نوسانات با فرکانس کم در سیستم های قدرت    ۱۷
۲-۳- مدلسازی سیستمهای قدرت تک ماشینه    ۱۸
۲-۴- طراحی پایدار کننده های سیستم قدرت (PSS)    ۲۳
۲-۵- مدلسازی سیستم قدرت چند ماشینه   ۲۷
فصل سوم: کنترل مقاوم
۳-۱-کنترل مقاوم    ۳۰
۳-۲- مسئله کنترل مقاوم   ۳۱
۳-۲-۱- مدل سیستم   ۳۱
۳-۲-۲- عدم قطعیت در مدلسازی   ۳۲
۳-۳- تاریخچه کنترل مقاوم   ۳۷
۳-۳-۱- سیر پیشرفت تئوری   ۳۷
۳-۳-۲- معرفی شاخه های کنترل مقاوم   ۳۹
۳-۴- طراحی کنترل کننده های مقاوم برای خانواده ای از توابع انتقال    ۴۵
۳-۴-۱- بیان مسئله   ۴۵
۳-۴-۲- تعاریف و مقدمات   ۴۶
۳-۴-۴-‌‌‌تبدیل مسئله پایدارپذیری مقاوم به‌یک مسئله Nevanlinna–Pick    ۵۰
۳-۴-۵- طراحی کنترل کننده   ۵۳
۳-۵- پایدار سازی مقاوم سیستم های بازه ای    ۵۵
۳-۵-۱- مقدمه و تعاریف لازم   ۵۵
۲-۵-۳- پایداری مقاوم سیستم های بازه ای   ۵۹
۳-۵-۳- طراحی پایدار کننده های مقاوم مرتبه بالا   ۶۴
فصل چهارم  : طراحی پایدار کننده های مقاوم برای سیستم های قدرت
۴-۱- طراحی پایدار کننده های مقاوم برای سیستم های قدرت    ۶۷
۴-۲- طراحی پایدار کننده های مقاوم به روش Nevanlinna – Pick    ۶۹
برای سیستم های قدرت تک ماشینه    ۶۹
۴-۲-۱- مدل سیستم   ۶۹
۴-۲-۲- طرح یک مثال   ۷۱
۴-۲-۳ – طراحی پایدار کننده مقاوم به روش Nevanlinna – Pick   ۷۳
۴-۲-۲- بررسی نتایج   ۷۷
۴-۲-۵- نقدی بر مقاله   ۷۸
۴-۳- بررسی پایداری دینامیکی یک سیستم قدرت چند ماشینه    ۸۳
۴-۳-۱- مدل فضای حالت سیستم های قدرت چند ماشینه   ۸۳
۴-۳-۲- مشخصات یک سیستم چند ماشینه   ۸۶
۴-۳-۳-طراحی پایدار کننده های سیستم قدرت   ۹۰
۴-۳-۴- پاسخ سیستم به ورودی پله   ۹۳
۴-۴- طراحی پایدار کننده های مقاوم برای سیستم های قدرت چند ماشینه    ۹۵
۴-۴-۱- اثر تغییر پارامترهای بر پایداری دینامیکی   ۹۵
۴-۴-۲- مدلسازی تغییر پارامترها به کمک سیستم های بازه ای   ۱۰۱
۴-۴-۳-پایدارسازی مجموعه‌ای ازتوابع انتقال به کمک تکنیک‌های‌بهینه سازی   ۱۰۵
۴-۴-۴- استفاده از روش Kharitonov در پایدار سازی مقاوم   ۱۰۶
۴-۴-۵- استفاده از یک شرط کافی در پایدار سازی مقاوم   ۱۱۰
۴-۵- طراحی پایدار کننده های مقاوم برای سیستم قدرت چندماشینه (۲)   ۱۱۰
۴-۵-۱- جمع بندی مطالب   ۱۱۰
۴-۵-۲-طراحی پایدار کننده های‌مقاوم بر اساس مجموعه‌ای از نقاط کار   ۱۱۱
۴-۵-۳- مقایسه عملکرد PSS کلاسیک با کنترل کننده های جدید   ۱۱۳
۴-۵-۴- نتیجه گیری   ۱۱۵
فصل پنجم : استفاده از ورش طراحی جدید در حل چند مسئله
۵-۱- استفاده از ورش طراحی جدید در حل چند مسئله    ۱۲۱
۵-۲- طراحی PSS‌های مقاوم به منظور هماهنگ سازی PSS  ها    ۱۲۲
۵-۲-۱- تداخل PSS‌ها    ۱۲۲
۵-۲-۲- بررسی مسئله تداخل PSS‌ها در یک سیستم قدرت سه ماشینه    ۱۲۴
۵-۲-۳- استفاده از روش طراحی بر اساس چند نقطه کار در هماهنگ    ۱۲۶
انتخاب مجموعه مدلهای طراحی    ۱۲۷
۵-۲-۴-‌مقایسه‌عملکرد دو نوع پایدار کننده به کمک شبیه سازی کامپیوتری   ۱۳۰
۵-۳- طراحی کنترل کننده های بهینه (  فیدبک حالت ) قابل اطمینان برای سیستم قدرت    ۱۳۲
۵-۳-۱) طراحی کننده فیدبک حالت بهینه    ۱۳۲
تنظیم کننده  های خطی    ۱۳۳
۵-۳-۲-کاربرد کنترل بهینه در پایدار سازی سیستم های قدرت چند ماشینه   ۱۳۴
۵-۳-۳-طراحی کنترل بهینه بر اساس مجموعه‌ای از مدلهای سیستم    ۱۳۶
۵-۳-۴- پاسخ سیستم به ورودی پله    ۱۴۰
فصل ششم : بیان نتایج
۶-۱- بیان نتایج    152

چکیده :

توسعه شبکه های قدرت نوسانات خود به خودی با فرکانس کم را، در سیستم به همراه داشته است. بروز اغتشاش هایی نسبتاً کوچک و ناگهانی در شبکه باعث بوجود آمدن چنین نوساناتی در سیستم می شود. در حالت عادی این نوسانات بسرعت میرا شده و دامنه نوسانات از مقدار معینی فراتر نمی رود. اما بسته به شرایط نقطه کار و مقادیر پارامترهای سیستم ممکن است این نوسانات برای مدت طولانی ادامه یافته و در بدترین حالت دامنه آنها نیز افزایش یابد. امروزه جهت بهبود میرایی نوسانات با فرکانس کم سیستم، در اغلب شبکه های قدرت پایدار کننده های سیستم قدرت (PSS) به کار گرفته می شود.

این پایدار کننده ها بر اساس مدل تک ماشین – شین بینهایتِ سیستم در یک نقطه کار مشخص طراحی می شوند. بنابراین ممکن است با تغییر پارامترها و یا تغیر نقطه کار شبکه، پایداری سیستم در نقطه کار جدید تهدید شود.

موضوع این پایان نامه طراحی پایدار کننده های مقاوم برای سیستم های قدرت است، به قسمی که پایداری سیستم در محدوده وسیعی از تغییر پارامترها و تغییر شرایط نقطه کار تضمین شود. در این راستا ابتدا به مطالعه اثر تغییر پارامترهای بر پایداری
سیستم های قدرت تک ماشینه و چند ماشینه پرداخته می شود. سپس دو روش طراحی کنترل کننده های مقاوم تشریح شده، و در مسئله مورد مطالعه به کار گرفته می شوند. سرانجام ضمن نقد و بررسی این روش ها، یک روش جدید برای طراحی PSS ارائه می شود. در این روش مسئله طراحی پایدار کننده مقاوم به مسئله پایدار کردن
مجموعه ای از مدلهای سیستم در نقاط کار مختلف تبدیل می شود. این مسئله نیز به یک مسئله استاندارد بهینه سازی تبدیل شده و با استفاده از روش های برنامه ریزی غیر خطی حل می گردد. سرانجام کارایی روش فوق در طراحی پایدار کننده های مقاوم برای یک سیستم قدرت چند ماشینه در دو مسئله مختلف (اثر تغییر پارامترها بر پایداری دینامیکی و تداخل PSS ها) تحقیق شده و برتری آن بر روش کلاسیک به اثبات می رسد.

 ۱-۱- پیشگفتار:

افزایش روز افزون مصرف انرژی الکتریکی، توسعه سیستم های قدرت را بدنبال داشته است بطوریکه امروزه برخی از سیستم های قدرت در جغرافیایی به وسعت یک قاره گسترده شده اند. به موازات این توسعه که با مزایای متعددی همراه است، در شاخه دینامیک سیستم های قدرت نیز مانند سایر شاخه ها مسائل جدیدی مطرح شده است. از جمله این مسائل می توان به پدیده نوسانات با فرکانس کم، تشدید زیر سنکرون (SSR)، و سقوط ولتاژ اشاره کرد.

پدیده نوسانات با فرکانس کم در این میان از اهمیت ویژه ای برخوردار است و در بحث پایداری دینامیکی سیستم های قدرت مورد توجه قرار می گیرد. بروز
اغتشاش های مختلف در شبکه، انحراف سیستم از نقطه تعادل پایدار را به دنبال دارد، در چنین وضعیتی به شرط اینکه سنکرونیزم شبکه از دست نرود، سیستم با نوسانات فرکانس کم به نقطه تعادل جدید نزدیک می شود. هنگامی که یک ژنراتور به تنهایی کار می کند، نوسانات با فرکانس کم به دلیل میرایی ذاتی به شکل نسبتاً قابل قبولی میرا می شوند. اما کاربرد برخی از المان ها مانند تحریک کننده های سریع، با اثر دینامیک قسمت های مختلف شبکه ممکن است باعث تزریق میرایی منفی به شبکه شود، به طوریکه نوسانات فرکانس کم شبکه به شکل مطلوبی میرا نشده و یا حتی از میرایی منفی برخوردار شوند. بدیهی است افزایش میرایی مودهای الکترومکانیکی سیستم در چنین وضعیتی می تواند به عنوان یک راه حل مورد استفاده قرار گیرد. بر این اساس پایدار کننده های سیستم قدرت (PSS) بر اساس مدل تک ماشین – شین بینهایت طراحی شده و در محدوده وسیعی به کار گرفته می شوند. از دید تئوری کنترل، پایدار کننده های فوق در واقع یک کنترل کننده کلاسیک با تقدیم فاز[۱] می باشد که بر اساس مدل خطی سیستم در یک نقطه کار مشخص طراحی می شوند.

همراه با پیشرفت های چشمگیری در تئوری سیستم ها و کنترل، روش های جدید برای طراحی پایدار کننده های سیستم قدرت ارائه شده است، که به عنوان نمونه می توان به کنترل کنده های طرح شده بر اساس تئوری های کنترل تطبیقی، کنترل مقاوم، شبکه های عصبی مصنوعی و کنترل فازی اشاره کرد [۵-۱]. در همه این روش ها سعی بر اینست که نقایص موجود در طراحی کلاسیک مرتفع شده به طوریکه کنترل کننده به شکل موثرتری بر پایداری سیستم و بهبود میرایی نوسانات اثر گذارد.

روش های کنترل مقاوم، که در این پایان نامه مورد توجه است به شکل جدی از اوایل دهه هشتاد (۱۹۸۰) مطرح شد و خود به شاخه های متعددی تقسیم می شود. قبل از هر توضیحی درباره کنترل مقاوم نخست به بیان مفهوم عدم قطعیت در مدل می پردازیم. در کنترل کلاسیک طراحی بر اساس مدل مشخصی از سیستم صورت می گیرد. مدل سیستم تنها یک تقریب از دینامیک های واقعی سیستم است. حذف دینامیک های سریع به منظور ساده سازی، تغییر مقادیر پارامترهای مدل به دلایل مختلف از منابع ایجاد عدم قطعیت در مدل سیستم ها می باشد. بنابراین بدلیل وجود چنین عدم قطعیت هایی در مدلسازی ، اهداف مورد نظر طراح ممکن است توسط کنترل کننده های طرح شده بر اساس مدل تحقق نیابند.

به منظور رفع این مشکل در کنترل مقاوم بر اینستکه عدم قطعیت های حائز اهمیت موجود در مدل، در طراحی کنترل کننده لحاظ شوند. معمولاً مدلسازی  عدم قطعیت در اکثر شاخه های کنترل مقاوم خانواده ای از سیستم ها را بوجود می آورد، حال کنترل کننده مقاوم بایستی چنان طرح شود که برای هر یک از اعضاء این خانواده اهداف مورد نظر در طراحی برآورده شود.

موضوع این پایان نامه طراحی پایدار کننده های مقاوم برای سیستم های قدرت است، به قسمی که پایداری سیستم در محدوده وسیعی از تغییر پارامترها و تغییر شرایط نقطه کار تضمین شود. در این راستا ابتدا به مطالعه اثر تغییر پارامترها بر پایداری سیستم های قدرت تک ماشینه و چند ماشینه پرداخته می شود. سپس دو روش طراحی کنترل کننده های مقاوم تشریح شده، و در مسئله مورد مطالعه به کار گرفته می شوند. سرانجام ضمن نقد و بررسی این روش ها، یک روش جدید برای طراحی PSS ارائه می شود. در این روش مسئله طراحی پایدار کننده مقاوم به مسئله پاردار کردن مجموعه ای از مدل های سیستم در نقاط کار مختلف تبدیل می شود. این مسئله نیز به یک مسئله استاندارد بهینه سازی تبدیل شده و با استفاده از روش های برنامه ریزی غیر خطی حل می گردد. سرانجام کارایی روش فوق در طراحی پایدار کننده های مقاوم برای یک سیستم قدرت چند ماشینه در دو مسئله مختلف (اثر تغییر پارامترها بر پایداری دینامیکی و تداخل PSS ها) تحقیق شده و برتری آن بر روش کلاسیک به اثبات می رسد.

۱-۲- رئوس مطالب :

بخش بعدی این فصل به بررسی تحقیقات انجام شده در زمینه طراحی پایدار کننده های مقاوم سیستم های قدرت اختصاص داده شده است.

در فصل دوم نخست به بیان مفاهیم اساسی در پایداری دینامیکی، و تشریح پدیده نوسانات با فرکانس کم در سیستم های قدرت پرداخته می شود. مدلسازی  سیستم تک ماشینه به منظور مطالعه پدیده نوسانات با فرکانس کم، و روش طراحی PSS به کمک این مدل در قسمت های بعدی این فصل صورت می گیرد. در بخش آخر فصل نیز مدلسازی  سیستم های قدرت چند ماشینه و نکات مربوط به آن مورد بررسی قرار می گیرد.

در فصل سوم ابتدا صورت مسئله کنترل مقاوم به طور کامل تشریح می شود. سپس به تاریخچه کنترل مقاوم و سیر پیشرفت برخی از شاخه ای آن پرداخته می شود. در پایان فصل طی دو بخش جداگانه به توضیح روش های – Pick Nevanlinna و Kharitonov که در ادامه مورد استفاده قرار می گیرند، می پردازیم.

طراحی کنترل کننده مقاوم با استفاده از روش  – Pick Kharitonov برای سیستم قدرت تکماشینه و نقد و بررسی یک مقاله در این زمینه در ابتدای فصل چهارم (بخش (۴-۲)) صورت می گیرد. در بخش (۴-۳) پس از بدست آوردن معادلات فضای حالت برای سیستم های قدرت چند ماشینه، به بررسی پایداری دینامیکی یک سیستم سه ماشینه در نقاط کار مختلف و طراحی PSS در یک نقطه کار ناپایدار می پردازیم. در بخش (۴-۴) اثر تغییر پارامترها بر پایداری این سیستم مطالعه شده و روش Kharitonov جهت طراحی پایدار کننده های مقاوم مورد استفاده قرار می گیرد. در بخش (۴-۵) به ارائه یک روش جدید که با الهام از روش Kharitonov شکل گرفته است، می پردازیم. سپس این روش به منظور طراحی یک کنترل کننده مقاوم که در محدوده وسیعی از تغییر شرایط نقطه کار پایداری سیستم را تضمین می کند، به کار گرفته می شود.

در فصل پنجم ابتدا روش فوق در حل مسئله تداخل PSS ها مورد استفاده قرار
می گیرد. سپس به طراحی کنترل کننده های فیدبک حالت بهینه بر اساس مجموعه ای از مدلهای سیستم، و پاره ای نکات در این زمینه می پردازیم.

فصل ششم نیز به یک جمع بندی کلی از پایان نامه و بیان نتایج اختصاص داده شده است.

۱-۳- تاریخچه

بررسی همه کارهای انجام شده در جهت بهبود پایداری دینامیکی سیستم های قدرت حتی به صورت مختصر، به دلیل مطالعات و تحقیقات متعددی که در این زمینه صورت گرفته است، گزارش مفصلی را طلب می کند.در این زیر بخش ضمن اشاره مختصر به شاخه های مهم تحقیق، کارهای انجام شده بر اساس شاخه کنترل مقاوم را مرور خواهیم کرد.

با بروز نا پایداری دینامیکی در سیستم های قدرت تحقیقات گسترده ای در این زمینه آغاز شد. مفاهیم اساسی پایداری دینامیکی برای ژنراتور سنکرون متصل به شین بینهایت، اولین بار توسط Demello و Concordia به شیوه ای زیبا در سال ۱۹۶۹ بیان شد . در این مقاله با معرفی مفاهیم گشتاورهای سنکرون کننده و میرا کننده اثر پارامترهای مختلف سیستم و شرایط نقطه کار بر پایداری دینامیکی ماشین سنکرون تشریح شده، و بدنبال آن با استفاده از تئوری جبران فاز به طراحی PSS پرداخته شد. به دلیل اهمیت این مطالب در فصل دوم، به طور مفصل به بررسی پایداری دینامیکی سیستم های قدرت خواهیم پرداخت.

در مرجع اثر دینامیک ماشین های سنکرون یک سیستم قدرت چند ماشینه بر پایداری دینامیکی ماشین i ام این شبکه بررسی شده است. حاصل این مطالعه چند توصیه مفید در طراحی PSS برای ماشین های سنکرون در سیستم های چند ماشینه می باشد.

همچنین از آنجایی که پایدار کننده های سیستم قدرت بر اساس مدل تک ماشین – شین بینهایت طراحی می شود، هماهنگ سازی این پایدار کننده ها در سیستم های قدرت چند ماشینه اجتناب ناپذیر است. بدین منظور روش های مختلفی (مانند
روش های طراحی ترتیبی و افزایش پهنای باند PSS‌ها) در جهت هماهنگ سازی PSS ها ارائه شده است. .

از دیگر مسائل مورد مطالعه در زمینه پایداری دینامیکی سیستم های قدرت، تعیین بهترین محل برای نصب PSS در شبکه های بزرگ به منظور بهبود میرایی یک مود خاص شبکه می باشد. این موضوع که هم اکنون نیز در رأس تحقیقات قرار دارد در مراجع [۸ و ۱۴] مورد بررسی قرار گرفته است .

همگام با توسعه تئوری های کنترل روش های پایدار سازی سیستم های قدرت نیز بهبود یافت. از اوائل دهه ۱۹۷۰ کاربرد کنترل بهینه در بهبود پایداری دینامیکی به طور چشمگیری افزایش یافت. در مرجع [۱] روش طراحی پایدار کننده با استفاده از تئوری کنترل بهینه به سیستم های قدرت چند ماشینه می باشد.

اگر چه استفاده از روش های کنترل بهینه مورد استقبال فراوان محققان دانشگاهی قرار گرفت و مقالات متعددی در جهت توسعه این روشها در پایدار سازی سیستم های قدرت انتشار یافت، اما هرگز به شکل جدی در صنعت برق مطرح نشد. گذشته از مشکلات اجرایی استفاده از روش های کنترل بهینه در عمل، نقص اصلی این روش ها بی توجهی به مسئله عدم قطعیت های مختلف موجود در مدل سیستم می باشد [۱۸]. تغییر پارامترهای سیستم، صرفنظر از دینامیک های سریع و دینامیک های مدل نشده فرکانس بالا در مدلسازی ، از مهمترین منابع ایجاد عدم قطعیت در مدل سیستم ها
می باشد. چشم پوشی از عدم قطعیت های مختلف موجود در مدل ممکن است، نتایج گمراه کننده ای را به دنبال داشته باشد، به طوریکه اهداف مورد نظر در کنترل با به کارگیری کنترل کننده طرح شده بر اساس مدل سیستم، در سیستم واقعی تحقق نیابد.

در ادامه این زیر بخش کارهای انجام شده در جهت بهبود پایداری سیستم های قدرت که بر مبنای تئوری کنترل مقاوم شکل گرفته است را توضیح می دهیم.

بررسی استحکام پایداری با استفاده از مفاهیم مقادیر تکین ماتریس ها (که عمدتاً بر قضیه Nyquist تعمیم یافته استوارند) به منظور تحلیل پایداری دینامیکی سیستم های قدرت، اولین بار در سال ۱۹۸۴ به کار رفت [۱۹]. Chan و Athans  در این مقاله ابتدا با استفاده از گشتاورهای سنکروه کننده و میرا کننده یک مدل ماتریس تابع انتقال (s) G برای سیستم قدرت ارائه کردند. سپس با مدلسازی  عدم قطعیت های ناشی از دینامیک های مدل نشده مودهای پیچشی شافت ژنراتور، تغییر مقادیر گشتاورهای سنکرون کننده و میرا کننده بدلیل تغییر شرایط نقطه کار، و تغییر در دینامیک های تحریک کننده های سیستم به صورت عدم قطعیت های ضرب شوند به تحلیل پایداری سیستم پرداختند. این مقاله بیشتر جنبه تحلیل داشته و توصیه های مفیدی را در طراحی کنترل کننده های مقاوم به دنبال ندارد.

Ohtsuka  و همکارانش در سال ۱۹۹۲ از تئوری کنترل  در طراحی کنترل فیدبک حالت برای یک توربوژنراتور استفاده کردند [۲۰]. آنها با استفاده از یک روند ماتریس گین فیدبک حالت را چنان طراحی کردند که نرم  تابع انتقال حلقه بسته سیستم
می نیمم شود. مهمترین مزیت این روش بهبود پایداری و قابلیت بالا در دفع اغتشاش است. اشکال اصلی آن نیز افزایش مقادیر گین های فیدبک حالت نسبت به گین های بدست آمده از روش کنترل بهینه می باشد.

در مرجع [۳]، Chow و همکارانش روش طراحی کنترل کننده های مقاوم  را به منظور طراحی PSS مقاوم برای یک سیستم تک ماشینه بکار بردند. در این مقاله مقدار راکتانس خط انتقال بین ژنراتور سنکرون و شین بینهایت قطعی نبوده و عامل ایجاد عدم قطعیت در مدل سیستم می باشد. مهمترین مزیت این روش مقاوم بودن پایداری در برابر تغییرات راکتانس خط انتقال است. عیب این روش، بالا بودن مرتبه PSS مقارم می باشد.

در مرجع [۲۱] تئوری Nevanlinna – Pick  به منظور طراحی پایدار کننده مقاوم برای سیستم قدرت تک ماشین شین بینهایت به کار گرفته شده است. در ادامه بحث ضمن توضیح مفصل این تئوری به نقد و بررسی این مقاله نیز در انتهای بخش (۴-۲) خواهیم پرداخت.

طراحی کنترل کننده های فیدبک حالت غیر حساس نسبت به تغییر پارامترهای سیستم، در مرجع [۲۲] مورد مطالعه قرار گرفته است. با استفاده از تئوری Lyapunov و معادله ریکاتی کنترل فیدبک حالت برای سیستم تک ماشین – شین بینهایت چنان طراحی
می شود که عملکرد سیستم در برابر تغییر پارامترهای ژنراتور سنکرون حساس نباشد. مزیت مهم این روش عدم نیاز به مقادیر واقعی پارامترهای ماشین است، تنها محدوده تغییر این پارامترها جهت طراحی مورد نیاز است.

در مرجع [۱۸] تئوری کنترل  به منظور طراحی یک کنترل کننده مقاوم برای سیستم توربو ژنراتور مورد استفاده قرار گرفته است. در این مقاله سیگنال کنترل به طور همزمان به اکتساتیروگاورنر اعمال می شود. استفاده از روش فوق ضمن بهبود پارداری دینامیکی و گذرا در محدوده وسیعی از شرایط نقطه کار خطر تحریک مودهای پیچشی شفت را نیز به دنبال ندارند.

موضوع مرجع [۲۳] که بر پایه نتایج فصل چهارم این پایان نامه استوار است، طراحی پایدار کننده های مقاوم برای سیستم های قدرت چند ماشینه می باشد. در این مقاله ابتدا اثر تغیر پارامترها بر پایداری دینامیکی یک سیستم قدرت سه ماشینه مطالعه شده سپس یک روش جدید جهت طراحی PSS ارائه می شود. در این روش طراحی پاردار کننده مقاوم بر اساس مجموعه ای از مدل های سیستم در نقاط کار مختلف صورت می گیرد. مزیت اصلی این پایدار کننده ها که دارای ساختاری مشابه با PSS معمولی می باشند، بهبود پایداری سیستم در محدوده وسیعی از تغییر پارامترهای سیستم است.


دانلود با لینک مستقیم


اثر تغییر پارامترها بر پایداری دینامیکی و تداخلPSSها و اثبات برتری آن بر روش کلاسیک