پديد آورنده :
غفاري بالاني، كامران
عنوان :
طراحي كنترل‌كننده ميرايي ناحيه گسترده براي بهبود ميرايي نوسانات بين ناحيه‌اي سيستم قدرت
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
سيستم قدرت
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
بيست، 210ص.: مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها :
پايداري زاويه رتور , مود بين ناحيه‌اي , كنترل‌كننده ميرايي ناحيه گسترده , پايدارساز سيستم قدرت , جبران‌كننده توان راكتيو استاتيك , روش باقي‌مانده , تخمين حالت ديناميكي , فيلتر كالمن , كاهش مرتبه سيستم
تاريخ ورود اطلاعات :
1401/12/06
دانشكده :
مهندسي برق و كامپيوتر
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1401/12/06
چكيده فارسي :
موضوع پايداري زاويه‌اي رتور، مطالعه نوسانات الكترومكانيكي فركانس پايين به‌خصوص نوسانات بين ناحيه‌اي است. با افزايش تقاضاي انرژي الكتريكي و توسعه و اتصال سيستم‌هاي قدرت به يكديگر به‌وسيله خطوط انتقال بلند، مودهاي بين ناحيه‌اي با ميرايي ضعيف اهميّت بيشتري يافته‌اند. مودهاي بين ناحيه‌اي با ميرايي ضعيف موجب نوسانات توان الكتريكي ادامه‌دار روي خطوط انتقال بين ناحيه‌اي مي‌شوند كه موجب محدود شدن حداكثر ظرفيت انتقال خطوط انتقال مي‌شود. براي بهبود ميرايي مودهاي بين ناحيه‌اي از پايدارسازهاي سيستم قدرت (PSS) و ادوات فكتس (FACTS) استفاده مي‌شود. انتخاب حلقه كنترلي (محل كنترل‌كننده و سيگنال ورودي)، ساختار كنترل‌كننده و روش طراحي كنترل‌كننده از عوامل تعيين‌كننده اثربخشي كنترل‌كننده‌ها در بهبود ميرايي مودهاي نوساني قلمداد مي‌شوند. روش باقي‌مانده، يك روش منظّم در طراحي كنترل‌كننده‌هاي ميرايي مبتني‌بر روش‌هاي شناسايي سيستم است. از آن‌جايي كه در سيستم‌هاي قدرت واقعي امكان شناسايي كل سيستم كار پر زحمتي است، با توسعه و تركيب روش باقي‌مانده و پاسخ فركانسي، مي‌توان كنترل‌كننده‌هاي ميرايي را بدون نياز به شناسايي كل سيستم و با روش باقي‌مانده توسعه يافته طراحي كرد. هدف اصلي اين پايان‌نامه طراحي كنترل‌كننده ميرايي ناحيه گسترده است. به اين منظور از روش باقي‌مانده توسعه يافته استفاده مي‌شود. روش باقي‌مانده توسعه يافته مبتني‌بر اندازه‌گيري متغيرهاي حالت ژنراتورهاي شبكه است كه در مواقعي ممكن است اندازه‌گيري متغيرهاي حالت امكان پذير نباشد يا اندازه‌گيري شامل نويز قابل‌توجه باشد. بنابراين در اين پايان‌نامه با استفاده از تخمين‌گر فيلتر كالمن غيرخطي كه مبتني‌بر معادلات جبري-ديفرانسيلي سيستم است، براي تخمين حالت‌هاي مورد نياز در طراحي كنترل‌كننده استفاده مي‌شود. از طرف ديگر، سيستم قدرت داراي مودهاي متعددي است كه باعث پيچيدگي طراحي و همچنين تأثير نامطلوب روي كنترل‌كننده مي‌شوند. از آن‌جايي كه در فركانس مود بين ناحيه‌اي، عناصر نواحي كوهرنت به‌صورت هماهنگ نوسان مي‌كنند در اين پايان‌نامه با كاهش مرتبه سيستم به‌نحوي كه فقط ديناميك مودهاي بين ناحيه‌اي آشكار شوند، از پيچيدگي‌هاي بي‌مورد در طراحي و به‌كارگيري كنترل‌كننده‌هاي ميرايي جلوگيري مي‌شود. با انجام مطالعات و شبيه‌سازي‌هاي متعدد تحت شرايط و سناريوهاي مختلف برروي شبكه‌هاي آزمون كندور و 39 باس IEEE، كارايي و صحت روش‌هاي مختلف طراحي كنترل‌كننده‌هاي ميرايي ناحيه گسترده در اين پايان‌نامه نشان داده شده است.
چكيده انگليسي :
The subject of rotor angle stability is the study of low-frequency electromechanical oscillations, especially inter-area oscillations. With the increase in electrical energy demand and the development and interconnection of power systems through long transmission lines, inter-area modes with weak damping have become more important. Inter-area modes with weak damping cause continuous electric power oscillations on transmission tie-lines, which limits the maximum transmission capacity of transmission lines. Power system stabilizers (PSS) and FACTS devices are used to improve the damping of inter-area modes. The choice of the control loop (controller location and input signals), controller structure and the method used to design controller are considered to be the factors that determine the effectiveness of controllers in improving the damping of oscillatory modes. The residue method is a systematic method to design damping controllers based on system identification. Since in actual power systems, identification of the entire system is difficult, with developing and combining the residual method and frequency response, damping controllers can be designed with the developed residue method without need to identify the entire system. The main purpose of this thesis is designing a wide-area damping controller for improve inter-area damping and for this purpose, the developed residue method is used. The residue developed method is based on the measurement of the state variables of the network generators. Sometimes it may not be possible to measure the state variables or the measurement includes significant noise. Therefore, in this thesis, using the nonlinear Kalman filter estimator, which is based on the algebraic-differential equations of the system, the states required in the controller design are estimated. On the other hand, the power system has multiple modes that complicate the design and also adversely affect the controller. Since at the frequency of the inter-area mode, the elements of the coherent area oscillate together, so in this thesis, by reducing the order of the system in such a way that only the dynamics of the inter-area modes are revealed, unnecessary complications in the design and application of damping controllers are avoided. By performing numerous studies and simulations under different conditions and scenarios on Kundur and IEEE-39 bus test systems, the efficiency and correctness of different methods of designing wide area damping controllers have been shown in this thesis.
استاد راهنما :
جعفر قيصري
استاد داور :
جعفر قيصري , محمد امين لطيفي
