استفاده از کنترل مطلوب مودال الگوریتم ژنتیک (مقاله ترجمه شده)

چکیده

در این مقاله هماهنگی PSS و POD در یک سیستم قدرت SMIB مجهز به کنترل موثر TCS C. S OME با استفاده از طرح های PSS و POD برای بهبود قدرت پایداری سیستم ارائه شده است. این کنترل کننده سیگنال های مکملی را تولید می کنند، سیگنال خروجی PSS برای دستگاه و دو مرحله طرح پیشفاز و پسفاز برای جبران در POD برای TCS C در ساختار PS S در نظر گرفته شد. طراحی کنترل جدید، کنترل بهینه خطی مرتبط با طرح های کنترل معین، در هر دو طرح PSS و طراحی POD ارائه شده است. با انتخاب اوزان ماتریس Q در رابطه نزدیک با تغییر قطب حلقه، کنترل بهینه معین پیشنهاد شده فرموله شده است. روش GA برای تعیین پارامتر کنترل برای هر دو PS S و POD استفاده شد. پویایی و پایداری سیستم قدرت با کنترل کننده پیشنهادی با استفاده از اغتشاش کوچک به سیستم قدرت، 20٪ تنوع بار مورد بررسی قرار گرفت. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که حضور TCSC در شبکه قدرت ارائه شده توسط PSS و کنترلر POD برای بهبود پایداری سیستم بسیار بالقوه است. 45٪ کاهش اورشوت حاصل شد، آن به طور قابل توجهی از زمان کوتاه به دست آمده  است، اگر چه MO POD کوتاه تنها 16٪ از PS S کوتاه تر است. مقادیر ویژه غالب به سمت منطقه با ثبات تر تغییر جهت می دهند، بخشی واقعی از مقادیر ویژه به مقادیر جدید جدید -0.1 در آستانه دست خواهند یافت. این نتیجه نشان می دهد که کنترل بهینه معین پیشنهاد شده دارای یک عملکردی خوبی است. نتایج شبیه سازی نشان داد که نقش کنترل کننده POD غالب تر از PS S است، با این حال هر دو PSS و کنترلر TCSC POD به طور همزمان در حال حاضر یک تعامل مثبت با یکدیگر دارند.

مقدمه

پیشرفت های اخیر در الکترونیک قدرت منجر به استفاده از سیستم جریان متناوب انتقال جریان انعطاف پذیر (FACTS) در دستگاه های در سیستم قدرت شده است. ادوات FACTS توانایی افزایش انعطاف پذیری و بهره برداری سیستم قدرت و کنترل، ثبات سیستم و بهره برداری از سیستم های قدرت موجود را دارا می باشند[1]. یکی از ادوات FACTS، تریستور کنترل خازن های سری (TCSC) است. TCSC متشکل از یک خازن و یک راکتور کنترل تریستور (TCR) می باشد.

TCSC به طور کلی در خط انتقال طولانی مدت از یک سیستم قدرت نصب شده است. برخی از نقش های TCSC شامل برنامه ریزی جریان برق، کاهش قطعات نامتقارن، کاهش از دست دادن خالص، پشتیبانی ولتاژ، محدود کردن جریان اتصال کوتاه، میرایی نوسانات قدرت؛ و افزایش پایداری گذرا می باشد[2]، [3]. اساس توابع TCSC توانایی آن ها برای دادن راکتانس القایی یا خازنی خط انتقال است.

مدل سیستم قدرت و طراحی کنترلر

پیکربندی سیستم

یک سیستم قدرت SMIB با TCSCدر شکل 1 نشان داده شده است. در این مطالعه ژنراتور با PSSمجهز شده است. XT و XL نشان دهنده ترانسفورماتور و انتقال خط راکتانس هستند. ترمینال ژنراتور و ولتاژ باس بی نهایت است و به وسیله ی VT و VB به ترتیب ارائه شده است.

اجزای TCSC یک خازن و یک TCR. XC هستند و XLنشان دهنده راکتانس خازن و سلف است. T1 و T2یک تریستور دو طرفه می باشند. مدل دینامیکی سیستم قدرت با توجه به پیکربندی سیستم [4] توسعه یافته است.

طراحی مودال بهینه POD با استفاده از الگوریتم ژنتیک

الگوریتم ژنتیک

GAروش بهینه سازی بر اساس انتخاب طبیعی و ژنتیک طبیعی است. GAمتشکل از چند نفر است که به نمایندگی از یکدیگر، یک راه حل برای این مشکل ارائه می دهند. در آغاز، GA یک مقدار تصادفی برای هر فرد را شروع می کند و ارائه می دهد. GA برخی از افراد را که ظرفیت نامزد شدن و ارائه راه حل را دارند را ارائه می دهد و آن ها را تغییر می دهد. در هر تکرار، GAخواهد افراد جدیدی را که می توانند بهتر یا بدتر باشند را به دست خواهد آورد. فردی با راه حل بهتر جایگزین مورد قدیمی خواهد شد. تکرار متوقف خواهد شد پس از وقوع معیارهای توقف مانند: حداکثر نسل، نسل استال، حداکثر زمان، و یا حداقل تحمل ضربه. از هر فرد در آخرین تکرار انتظار می رود که به عنوان بهترین راه حل باشد. تکرار در GA، نسل نامیده می شود، و دارای فرایند چرخهای به ُشرح زیر است:

بررسی هر فرد با استفاده از تابع تناسب.

شبیه سازی عددی

نتیجه شبیه سازی و بحث

روش ارائه شده در این مقاله بر اساس تجزیه و تحلیل مقادیر ویژه و سیستم پاسخ دینامیکی در مقابل اغتشاشات مورد بررسی قرار گرفت. افزایش 0.2 PUدر برق (PE) به سیستم به عنوان اختلال داده شده است. سه سناریو شبیه سازی شده برای دانستن بیشتر در مورد اثرات روش ارائه وجود دارد، آنها عبارتند از:

1. نه PSSو نه POD

2. تنها با PSS

3. با هر دو PSS و MO POD

سیستم بدون PSS و POD

برای ارزیابی سیستم در شرایط عادی، شبیه سازی در SMIB انجام شده است. با استفاده از پارامتر سیستم که به صورت زیر نشان داده می شود: "خطا! منبع مرجع نشان داده نشد" و اختلال در قالب افزایش 0.2 PU در PE، پاسخ دینامیکی ژنراتور شناخته خواهد شد. سیستم بدون POD و PSSشبیه سازی شده اند و نتایج آن در شکل 9 و شکل 10 نشان داده شده است. زمانی که اولین نوسان از زاویه روتور به 75 درجه می رسد، حالت پایدار همگرا به 64 درجه (11 درجه سانتی حد خارج) خواهد رسید. زاویه روتور انحراف و سرعت پاسخ انحراف است که به سمت حالت پایدار حرکت می کند، اما زمان حل و فصل آنها هنوز شناخته شده نیست هر چند شبیه سازی برای 10 ثانیه اجرا می شود. مدت زمان طولانی حل و فصل می توانید برای این سیستم منجر به از دست دادن هماهنگی سیستم شود.

نتیجه گیری و تحقیقات آینده

ثابت شده است که GAبه عنوان راه حل موثر برای مسائل بهینه سازی وجود دارد. این مقاله به بررسی یک طرح کنترل پیشنهادی می پردازد که در آن با استفاده از PSS به جبران تاخیر پس فاز و پیش فاز و POD با استفاده از LOCپرداخته شده است. GA می تواند مورد استفاده برای طراحی MO POD با انتخاب ماتریس وزن Q به منظور تغییر مقدار ویژه غالب به سمت چپ در نظر گرفته شود. این طراحی جدید با افزایش اختلال در قالب برق تست شده است.

شبیه سازی در مقایسه سه حالت گوناگون انجام شده است، بدون PSSو POD ، با PSS تنها، و با PSSو طرح MO POD. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که سیستم با PSSو MO POD بهترین میرایی نوسان را داری می باشند. اورشوت آن کمتر است و زمان نشست آن سریع تر از دیگران می باشد. استفاده از PSSو کنترل بهینه معین می تواند یک کاهش در زمان (16٪) برای زمان نشست و همچنین پاسخ اورشوت (45٪) از سیستم تنها با PSSرا دارا باشد.

مقادیر ویژه غالب تغییر می کنند و به بخش واقعی خود در آستانه -0.1 می رسند، پیشنهاد کنترل بهینه معین دارای یک عملکرد خوب است. هر دو PSSو کنترلر TCSC POD به طور همزمان یک تعامل مثبت را ارائه خواهند داد. تغییر مقادیر ویژه غالب در مقادیر بزرگ توصیه نمی شود، چرا که می تواند به شرایط غیر خطی بودن منجر شود.

این مقاله در سال 2013 در مجله بین المللی مهندسی و علوم کامپیوتر، توسط گروه مهندسی برق و فناوری اطلاعات منتشر شده و در سایت ای ترجمه جهت دانلود ارائه شده است. در صورت نیاز به دانلود رایگان اصل مقاله انگلیسی و ترجمه آن می توانید به پست دانلود ترجمه مقاله استفاده از کنترل مطلوب مودال الگوریتم ژنتیک در سایت ای ترجمه مراجعه نمایید.