پروژه طراحی پایدار کننده های مقاوم برای سیستم های قدرت. doc

نوع فایل: word

قابل ویرایش 165 صفحه

مقدمه:

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.

فهرست مطالب:

چکیده

فصل اول

مقدمـه

پیشگفتار

رئوس مطالب

تاریخچه

فصل دوم

پایداری دینامیکی سیستم های قدرت

2-1- پایداری دینامیکی سیستم های قدرت

نوسانات با فرکانس کم در سیستم های قدرت

مدلسازی سیستمهای قدرت تک ماشینه

معادله مکانیکی (نوسان)

طراحی پایدار کننده های سیستم قدرت (PSS)

مراحل طراحی PSS

طراحی گین

طراحی بلوک reset

شکل (2-3) - بلوک دیاگرام PSS

مدلسازی سیستم قدرت چند ماشینه

فصل سوم

کنترل مقاوم

3-1-کنترل مقاوم

مسئله کنترل مقاوم

3-2-1- مدل سیستم

3-2-2- عدم قطعیت در مدلسازی

تاریخچه کنترل مقاوم

3-3-1- سیر پیشرفت تئوری

3-3-2- معرفی شاخه های کنترل مقاوم

الف) شاخه مقادیر تکین

ب) شاخه

پ) شاخه Kharitonov

طراحی کنترل کننده های مقاوم برای خانواده ای از توابع انتقال [54]

3-4-1- بیان صورت مسئله:

3-4-2- تعاریف و مقدمات:

مسئله Nevanlinna – Pick:

3-4-4-‌‌‌تبدیل مسئله پایدارپذیری مقاوم به‌یک مسئله Nevanlinna–Pick:

3-4-5- طراحی کنترل کننده:

پایدار سازی مقاوم سیستم های بازه ای

3-5-1- مقدمه و تعاریف لازم

2-5-2- پایداری مقاوم سیستم های بازه ای:

3-5-3- طراحی پایدار کننده های مقاوم مرتبه بالا

فصل چهارم

طراحی پایدار کننده های مقاوم برای سیستم های قدرت

طراحی پایدار کننده های مقاوم برای سیستم های قدرت

طراحی پایدار کننده های مقاوم به روش Nevanlinna – Pick

برای سیستم های قدرت تک ماشینه

4-2-1- مدل سیستم

4-2-2- طرح یک مثال

4-2-3 – طراحی پایدار کننده مقاوم به روش Nevanlinna – Pick

4-2-2- بررسی نتایج

4-2-5- نقدی بر مقاله.

بررسی پایداری دینامیکی یک سیستم قدرت چند ماشینه

4-3-1- مدل فضای حالت سیستم های قدرت چند ماشینه

4-3-2- مشخصات یک سیستم چند ماشینه:

4-3-3-طراحی پایدار کننده های سیستم قدرت:

4-3-4- پاسخ سیستم به ورودی پله:

ناپایدار. بدون کنترل ( ___ ) ، با PSS های کلاسیک ( _ _ _ )

طراحی پایدار کننده های مقاوم برای سیستم های قدرت چند ماشینه

4-4-1- اثر تغییر پارامترهای بر پایداری دینامیکی:

4-4-2- مدلسازی تغییر پارامترها به کمک سیستم های بازه ای:

4-4-3-پایدارسازی مجموعه‌ای ازتوابع انتقال به کمک تکنیک‌های‌بهینه سازی

4-4-4- استفاده از روش Kharitonov در پایدار سازی مقاوم

4-4-5- استفاده از یک شرط کافی در پایدار سازی مقاوم:

طراحی پایدار کننده های مقاوم برای سیستم قدرت چندماشینه (2)

4-5-1- جمع بندی مطالب

4-5-2-طراحی پایدار کننده های‌مقاوم بر اساس مجموعه‌ای از نقاط کار

4-5-3- مقایسه عملکرد PSS کلاسیک با کنترل کننده های جدید

4-5-4- نتیجه گیری

فصل پنجم

استفاده از روش طراحی جدید در حل چند مسئله

5-1- استفاده از ورش طراحی جدید در حل چند مسئله

5-2- طراحی PSSهای مقاوم به منظور هماهنگ سازی PSS ها

5-2-1- تداخل PSSها

5-2-2- بررسی مسئله تداخل PSSها در یک سیستم قدرت سه ماشینه

5-2-3- استفاده از روش طراحی بر اساس چند نقطه کار در هماهنگ سازی PSS ‌ها

انتخاب مجموعه مدلهای طراحی

5-2-4-‌مقایسه‌عملکرد دو نوع پایدار کننده به کمک شبیه سازی کامپیوتری

5-3- طراحی کنترل کننده های بهینه ( فیدبک حالت ) قابل اطمینان برای سیستم قدرت

5-3-1) طراحی کننده فیدبک حالت بهینه

تنظیم کنندههای خطی

5-3-2-کاربرد کنترل بهینه در پایدار سازی سیستم های قدرت چند ماشینه

5-3-3-طراحی کنترل بهینه بر اساس مجموعه‌ای از مدلهای سیستم

5-3-4- پاسخ سیستم به ورودی پله

فصل ششم

نتیجه گیری

6-1- بیان نتایج

فهرست اشکال:

شکل (2-1) سیستم تک ماشین شین بینهایت

شکل (2-2) بلوک دیاگرام تابع انتقال برای مطالعه پدیدة نوسانات با فرکانس کم

(شکل 2-4) بلوک دیاگرام ماشین سنکرون در یک سیستم قدرت چند ماشینه

شکل (3-1) بلوک دیاگرام سیستم به همراه کنترل کننده

شکل (4-1) ماشین سنکرون متصل به شین بی نهایت همراه با بار محلی

شکل (4-2) تابع حداکثر عدم قاطعیت متناظر با x=1/5

شکل (4-3) تابع حداکثر عدم قاطعیت متناظر با x=1/2

شکل (4-4) منحنی تغییرات سرعت بر حسب زمان در x=0.5

شکل (4-5) منحنی تغییرات سرعت بر حسب زمان در x=0.85

شکل (4-6) منحنی تغییرات سرعت بر حسب زمان در شرایط نقطه کار Q=0.3p.u. , P=1.25 p.u

شکل (4-7) بلوگ دیاگرام مدل تعمیم یافته هفرون فیلیپ

شکل (4-8) بلوگ دیاگرام سیستم تحریک

شکل (4-9) شبکه قدرت مورد مطالعه

شکل (4-10 ) دیاگرام شماتیک سیستم قدرت به همراه پایدار کننده ها

شکل (4-11 )منحنی های تغییرات سرعت ماشینهای سنکرون و زاویه ماشین 1 در نقطه کار پایدار.

شکل (4-12 ) منحنی های تغییرات سرعت ماشینهای سنکرون و زاویه ماشین 1 در نقطه کار

شکل (4-13) بلوک دیاگرام یک سیستم SISO با کنترل کننده مرتبه اول

شکل (4-14 ) منحنی تغییرات و زاویه ماشین 1.

شکل (4-15 ) منحنی های تغییرات سرعت ماشینهای سنکرون و زاویه ماشین 1 در نقطه کار

شکل (4-16 ) منحنی های تغییرات سرعت ماشینهای سنکرون و زاویه ماشین 1 در نقطه کار

شکل (4-17 ) منحنی های تغییرات سرعت ماشینهای سنکرون و زاویه ماشین 1 در نقطه کار

شکل (5-1) منحنی‌های تغییرات سرعت ماشینهای سنکرون و زوایه ماشین 3

( بدون کنترل 000، با PSS ‌های کلاسیک ---- و با کنترل مقاوم ــــــ)

شکل (5-2)

شکل ( 5-3) منحنی

فهرست جداول:

جدول (4-1) مقادیر ضرائبتابرای این سیستم شکل (4-1) بر حسب مقادیر مختلف راکتانس خط انتقال

جدول (4-2) مقادیر قطب های تابع انتقال معادله (4-2) بر حسب مقادیر مختلف راکتانس خط انتقال

جدول (4-4) شرایط نقطه کار و مشخصات سیستم های تحریک

جدول (4-5) اندازه راکتانس سیستم انتقال شکل (4-9) بر حسب p.u.

جدول (4-6) ماتریسهایالی

جدول (4-7) مقادیر ویژه ماتریس A در شرایط کار مختلف

جدول (4-8) مقادیر توان های اکتیو و راکتیو نقطه کار جدید

جدول (4-11) اثر کاهشبر ناپایداری سیستم ( جدید)

جدول (4-12) مود الکترومکانیکی ماشین 3 بر حسب تغییراتدر

جدول (4-13) مشخصات نقاط کار

جدول (4-15) مقادیر حدی ضرایب صورت

جدول ( 4-13 ) با کنترل کننده های CPSS و RPSS

جدول ( 4-13 ) با کنترل کننده های CPSS و RPSS

جدول ( 4-13 ) با کنترل کننده های CPSS و RPSS

جدول (5-3) مودهای الکترومکانیکی سیستم در دو وضعیت بدون کنترل و با کنترل بهینه

جدول (5-4) مقادیر مودهای الکترومکانیکی سیستم در صورت بروز خطا