20شهریور ماه1396

 

 

 

Bu-Ali Sina University

Faculty of Engineering

   Department of  electrical …

 

 

Thesis submitted for Master of Science in Electrical Engineering

 

(Times New Roman Bold pt 12(

Title:

Participitaion of Distributed Generation Resources in

 Automatic Generation Control

 

 

Supervisor:

Dr. Alireza Hatami

 

 

By:

Farhad Amiri

 

 

september 11, 2017

 

 

 

چكيده: در سیستم قدرت به هم پیوسته فرکانس سیستم بستگی به تعادل میان بار و تولید دارد. با بروز یک اغتشاش در بار سیستم، فرکانس سیستم تغییر می‌کند، که علت آن پاسخ‌گویی ژنراتور سیستم به تغییرات بار است که باعث تغییر سرعت چرخش ژنراتور و تغییر فرکانس می‌شود. به همین منظور برای عملکرد مطلوب یک سیستم باید فرکانس سیستم ثابت بماند. بنابراین باید مکانیزم کنترلی طوری طراحی شود که با بروز اغتشاشات سیستم به آنها پاسخ سریع و مطلوب دهد، که این سیستم کنترلی به سیستم کنترل اتوماتیک در سیستم قدرت شناخته می‌شود. اهداف سیستم کنترل اتوماتیک تولید شامل تنظیم فرکانس سیستم و حفظ تبادل توان بین نواحی کنترلی در مقدار برنامه‌ریزی شده است به علت نیاز روز‌افزون به انرژی الکتریکی منابع انرژی نو وارد سیستم قدرت شده‌اند. مفهوم ریزشبکه در سال 1998 معرفی شد که ترکیبی از منابع انرژی نو، ذخیره سازها، سیستم ارتباطی، بارها و کنترل کننده است، که معمولا در سمت توزیع سیستم قدرت جای می‌گیرد و می‌تواند به سیستم قدرت متصل شود یا از آن جدا باشد، که در حالت متصل به شبکه ریزشبکه یک تزریق کننده توان حقیقی و راکتیو است، ولی در حالت ایزوله مسئول تامین بارهای محلی و مشخصه فرکانس و ولتاژ در مقدار نامی است. بنابراین در ریزشبکه وظیفه سیستم کنترل اتوماتیک به دلیل اغتشاش در منابع تولید توان ریزشبکه و اغتشاشات بار اساسی‌تر است.

تحقیقات متعددی در زمینه کنترل فرکانس-بار در ریزشبکه ارائه شده است. تحقیقات مذکور در زمینه طراحی کنترل‌کننده‌ها به دو دسته کلی تقسیم شده است. دسته اول شامل کنترل‌کننده‌هایی مبتنی بر روش‌های مرسوم طراحی شده‌اند و دسته دوم شامل کنترل‌کننده‌هایی که بر اساس روش‌های فراابتکاری طراحی شده است.

در این پایان‌نامه مسئله کنترل فرکانس-بار در ریزشبکه ایزوله و نیز اتصال چند ریزشبکه به هم بررسی شده است. هدف از انجام پایان‌نامه کاهش نوسانات فرکانس و توان خط ارتباطی با در نظر گرفتن اغتشاشات بار و منابع تولید پراکنده و عدم قطعیت پارامترها است. ابتدا برای طراحی کنترل‌کننده ریزشبکه ایزوله از کنترل پیش بین مدل استفاده شده است و نیز در ادامه برای اتصال دو ریزشبکه متصل به هم از کنترل پیش بین مدل که ضرایب وزن آن با استفاده از الگوریتم ترکیبی پیشنهادی جدید گرگ خاکستری-جستجوی الگو بهینه شده استفاده شده است و نتایج آن با روشهای قبلی مقایسه شده است.

 

 

واژه­های کلیدی:ریزشبکه، عدم قطعیت، کنترل فرکانس-بار، کنترل‌کننده پیش‌بین مدل، الگوریتم ترکیبی گرگ خاکستری-جستجوی الگو

 

Abstract: In the interconnected power system, the system frequency depends on the balance between load and output. With a disturbance in the load of the system, the frequency of the system changes, which is due to the response of the system generator to load variations, which changes the speed of the generator's rotation and changes the frequency. For this purpose, the system frequency must be constant for the optimal performance of the system. Therefore, the control mechanism must be designed in such a way that it will respond quickly and desirable with the disturbances of the system, which will be known as an automatic generation control system in the power system.

The objectives of the automatic generation control system of production include setting the frequency of the system and maintaining the power exchange between the control areas is scheduled, due to the increasing need for electrical energy, new energy sources have entered the power system. The concept of the microgrid was introduced in 1998, which is a combination of new energy sources, storage devices, communication systems, loads and controllers, which usually fit into the power system distribution and can be connected or isolated from the power system, which the network connected to the microgrid is a active and reactive power injector, but in isolation mode, it is responsible for providing local loads and a characteristic of the frequency and voltage in the nominal value. Therefore, in the microgrid, the task of the automatic generation control system is more fundamental due to turbulence in the grid power generation and load disturbances. Several studies on load–frequency control in the microgrid are presented. The research in controller design is divided into two general categories. The first category consists of controllers based on conventional methods, and the second category consists of controllers that are based on meta-heuristic methods.

In this thesis, is investigated the problem of  load-frequency control in isolated Multi micrgrid connected to each other. The aim of the thesis is to reduce the frequency fluctuations and the power of the communication line by considering load disturbances and distributed generation sources and the uncertainty of the parameters. First of all, for controlling the design of the isolated grid, we used the model predictive control, and then, to connect two grid together, from the model's predictive control, which its weight coefficients have been optimized with using the proposed new Hybrid Grey Wolf Optimizer-Pattern Search algorithm

 (HGWO-PS). The results are compared with previous methods.

 

Key Words: microgrid, uncertainty, load-frequency control, model predictive control, Hybrid Grey Wolf Optimizer-Pattern Search algorithm

 

مشخصات فردی:

·         نام و نام خانوادگی: فرهاد امیری

·         تاریخ تولد: 20/05/1371

·         آدرس محل سکونت: ایلام-ایوانغرب-خیابان شهید بهشتی-کوچه بن بست به هلال احمر

·         شماره تماس: 09384982619

سوابق آموزشی:

·         مدرک کارشناسی مهندسی برق گرایش قدرت از دانشگاه ایلام با معدل 48/17(90-94)

·         دانشجو برگزیده آموزشی مقطع کارشناسی دفتر استعدادهای درخشان دانشگاه ایلام با رتبه برتردرسالهای (90تا94)

·         رتبه برتر دانشکده فنی  و مهندسی دانشگاه ایلام به ترتیب در نیمسال دوم سال تحصیلی 91-92 و در نیمسال دوم سال 93-94

·         دفاع از پایان‌نامه کارشناسی با موضوع مدلسازی بار و خازن‌گذاری در شبکه قدرت با نمره 20

·         قبولی در مقطع کارشناسی  ارشد مهندسی برق گرایش قدرت بدون آزمون با شرط معدل در چند دانشگاه از جمله دانشگاه رازی و ....

سوابق پژوهشی:

1)       فرهاد امیری، علیرضا حاتمی،«کنترل فرکانس-‌بار در ریزشبکه جزیره‌ای با استفاده از کنترل پیش‌بین مدل»، مجله هوش محاسباتی در مهندسی برق، دوره8، شماره1، صص9-24، اصفهان،1396.

2)      فرهاد امیری، علیرضا حاتمی،«کنترل فرکانس-‌بار در دو ریزشبکه متصل به هم با استفاده از کنترل کننده PIDفازی »، هفته پژوهش دانشگاه بوعلی سینا،1396

3)     فرهاد امیری ، علیرضا حاتمی،« مدل سازی پیل سوختی اکسید جامد (SOFC)  در حالت متصل به شبکه و در حالت جزیره‌ای »، دومین کنفرانس ملی فناوری، انرژی و داده با رویکرد مهندسی برق و کامپیوتر برق(TED 2016)، 12 و 13 خرداد، ایران، کرمانشاه، 1395،

4)      فرهاد امیری، محمد حسن مرادی،  «کنترل فرکانس ریزشبکه در حالت جزیره ای به وسیله مبدل grid supporting»، دومین کنفرانس ملی فناوری، انرژی و داده با رویکرد مهندسی برق و کامپیوتر برق(TED 2016)، 12 و 13 خرداد، ایران، کرمانشاه، 1395،

5)     فرهاد امیری، محمد حسن مرادی، « کنترل فرکانس بار در سیستم قدرت سه منطقه ای براساس کنترلر PID فازی »، دومین کنفرانس ملی فناوری، انرژی و داده با رویکرد مهندسی برق و کامپیوتر برق(TED 2016)، 12 و 13 خرداد، ایران، کرمانشاه، 1395،

6)      فرهاد امیری، علیرضا حاتمی،  « مدل‌سازی دینامیکی سلول خورشیدی »، کنفرانس رویکرد نو در مهندسی برق و کامپیوتر برق(NAECE 2016)،23و24 اردیبهشت، ایران، خرم آباد، 1395،

زبان خارجی:

·         مکالمه: متوسط

·         ترجمه:متوسط

·         قواعد و دستورالعمل‌ها: متوسط

نرم افزار:

·        تسلط به نرم افزار Matlab

·        تسلط به نرم افزار PowerWorld

·        تسلط به نرم افزار Pspice