طراحی بهینه کنترل کننده میرایی ناحیه گسترده با هدف بهبود نوسانات فرکانس پایین سیستم قدرت در حضور نیروگاه بادی

نوع: Type: رساله

مقطع: Segment: دکتری

عنوان: Title: طراحی بهینه کنترل کننده میرایی ناحیه گسترده با هدف بهبود نوسانات فرکانس پایین سیستم قدرت در حضور نیروگاه بادی

ارائه دهنده: Provider: بابک کشاورززاهد - مهندسی برق

اساتید راهنما: Supervisors: دکتر محمد حسن مرادی

اساتید مشاور: Advisory Professors:

اساتید ممتحن یا داور: Examining professors or referees: دکتر علیرضا حاتمی، دکتر محسن پارسا مقدم، دکتر محمد عظیمی

زمان و تاریخ ارائه: Time and date of presentation: ساعت 11 - 1404/3/6

مکان ارائه: Place of presentation: کلاس 34 گروه برق دانشکده مهندسی

چکیده: Abstract: با توجه به روند فزاینده کاهش منابع سوخت‌های فسیلی و پیامدهای زیست‌ محیطی ناشی از مصرف آن‌ها، از جمله تولید گسترده گازهای گلخانه‌ای، توجه به منابع انرژی تجدیدپذیر به عنوان جایگزینی پایدار، بیش از پیش مورد تأکید قرار گرفته است. منابع انرژی تجدیدپذیر، فناوری‌های نوینی همچون نیروگاه‌های بادی را به شبکه‌های قدرت وارد نموده‌اند. فناوری‌هایی که علی‌رغم مزایای زیست ‌محیطی و پایداری، چالش‌های جدیدی را نیز در طراحی و بهره‌برداری از سیستم‌های قدرت به‌وجود آورده‌اند. یکی از چالش‌های اساسی در بهره‌برداری از مزارع بادی، حفظ پایداری سیستم قدرت در شرایط کاری مختلف است. پایداری سیستم باید به گونه‌ای تضمین گردد که در مواجهه با عدم قطعیت‌هایی نظیر ماهیت متغیر و نوسانی باد، وقوع خطاهای گذرا یا دائم در شبکه، تغییرات ناگهانی در بار مصرفی، نوسانات توان مکانیکی ورودی به ژنراتورهای سنکرون و همچنین تأخیرهای زمانی در سیستم‌های قدرت با مقیاس وسیع، عملکرد پایدار و قابل اطمینانی از خود نشان دهد. در این رساله به منظور بهبود پایدرای سیگنال کوچک و همچنین افزایش میرایی در نوسانات الکترومکانیکی، از ادوات FACTS استفاده شده است. از ادوات FACTS موازی به منظور جبران توان راکتیو و حفظ دامنه ولتاژ و از ادوات FACTS سری جهت افزایش توان انتقالی خط و کاهش نوسانات فرکانس پایین با حضور مزارع بادی استفاده شده است. با توجه به اینکه استفاده از روش‌های سنتی در ساختار کنترلی واحد‌های بادی و ادوات FACTS در صورت وجود عدم قطعیت‌های مذکور، به طور مطلوب توانایی حفظ پایداری سیستم قدرت را ندارند، به همین دلیل استفاده از کنترل¬کننده مقاوم پیشنهادی در این رساله جهت حفظ پایداری شبکه مورد توجه بوده است. از طرف دیگر در این رساله به منظور بهبود کنترل مودهای نوسانی بین ناحیه‌ای از کنترل کننده میرایی ناحیه گسترده (WADC) با درنظر گرفتن تاخیرهای زمانی متغیر در ارسال سیگنال‌های اندازه گیری شده، استفاده شده است. با توجه به محدودیت‌ها و محافظه کاری بالای روش‌های کنترلی سنتی در سیستم‌های دارای تاخیر زمانی، در این رساله در روش کنترلی پیشنهادی مقاوم از رویکرد مبتنی بر ماتریس وزن آزاد (FWM) به منظور حل مسئله پایداری و طراحی کنترل کننده WADC در سیستم‌های قدرت دارای تاخیر زمانی استفاده شده است که بتواند هم در برابر اغتشاشات و عدم قطعیت‌ها مقاوم بوده و هم بطور موثری اثر تاخیرهای زمانی بر عملکرد کنترل کنترلی را بهبود دهد. به منظور بررسی کارایی روش کنترلی پیشنهادی، شبیه‌سازی‌ با استفاده از نرم‌افزار MATLAB و در محیط SIMULINK بر روی سیستم‌ قدرت 10 ماشینه و سیستم قدرت 16 ماشینه اجرا شده است. برای نشان دادن عملکرد روش پیشنهادی، سناریو‌های متفاوتی در نظر گرفته شده و روش‌ کنترلی پیشنهادی با روش‌های کلاسیک مقایسه شده است که نشان دهنده عملکرد بهتر و موثرتر روش کنترلی پیشنهادی در حفظ پایداری شبکه در مقابل عدم قطعیت‌ها، اغتشاشات و تاخیرهای زمانی بوده است.

فایل: ّFile: دانلود فایل