دانلود شبیه سازی مقاله تحلیل پایداری سیستم قدرت با در نظر گرفتن محدود کننده AVR و PSS

تحلیل پایداری سیستم قدرت با AVR و PSS

گزارش شده که مسائل پایداری سیگنال کوچک در سیستم های قدرت از اواسط قرن اخیر، وجود داشته اند. معمولاً، این مسائل به شکل نوسانات الکترومکانیکی بطور ضعیف میرا شده رخ می دهند و حلقه های کنترلی بیشتری برای جلوگیری از ضرر رساندن این نوسانات به عملکرد سیستم، لازم می باشند. پر استفاده ترین نوع کنترلر برای بهبود میرایی این نوسانات، به تثبیت کننده سیستم قدرت (PSS)، معروف است که اساساً یک جبرانساز فاز کلاسیک می باشد. با اینکه سیستم های قدرت، یک رفتار بسیار غیرخطی دارند، اما PSS ها، بوسیله روش های کنترل کلاسیک در حوزه فرکانس طراحی می شوند، شامل خطی سازی حول یک نقطه عملکردی اسمی، طرحی کنترلر بر روی مدل اسمی خطی سازی شده و تایید استقرایی عملکرد کنترلر در مدل غیرخطی حلقه بسته سیستم، تحت شرایط عملکردی مختلف. حتی اگر، این رویکرد هنوز شیوه رایج در صنعت باشد، اما دو مسئله اصلی برای آن وجود دارد که انگیزه چندین پژوهش مختلف برای رویه های طراحی کنترلر جدید شده است. اولی، استفاده از یک مدل اسمی برای طراحی کنترلر است که ممکن است تنها نشان دهنده رفتار در طی کسر اندکی از عملکرد روزانه آن باشد، زیرا نقطه عملکردی سیستم های قدرت معمولاً تغییرات زیادی را تجربه می کنند. دومی (که هدف اصلی این پروژه است)، این حقیقت است که دینامیک های سیستم قدرت، بسیار غیرخطی می باشند و بنابراین، اعتبار کنترلرهای خطی طراحی شده به یک مجاورت یا همسایگی اندکی از نقطه تعادلی استفاده شده برای خطی سازی، محدود می باشد. با اینکه، این موضوع یک حقیقت مشهور است، اما شکل و اندازه واقعی این همسایگی هرگز در مرحله طراحی مورد بررسی قرار نگرفته است. معمولاً، تایید اعتبار قانون کنترل طراحی شده، هم از نظر پایداری و هم عملکرد، بعد از طراحی (از طریق شبیه سازی عددی مدل غیرخطی حلقه بسته)، انجام می شود. اگر نتایج این شبیه سازی با پیامد پیش بینی شده مدل خطی شده اسمی نزدیک نقطه تعادلی مربوطه اش، همخوانی و مطابقت داشته باشد و برای دیگر نقاط کاری انتخاب شده نیز قابل قبول باشند، آنگاه آن طراحی، موفق قلمداد می شود.

در این پروژه، امکان استفاده از یک مدل سیستم قدرت خطی سازی شده (با شامل کردن محدود کننده های خروجی AVR و PSS) برای ارزیابی پایداری و تخمین ناحیه جذب سیستم در شرایط عملکردی خاص را مورد بررسی قرار دادیم. چندین مقایسه بین پاسخ مدل خطی شده با لیمیترها و پاسخ مدل کاملاً غیرخطی، انجام شدند و نشان دادند که برای شرایط عملکردی تحلیل شده، نشان دادن دقیق دینامیک های مدل غیرخطی بوسیله مدل خطی شده با شامل کردن لیمیترها، امکان پذیر است. الگوریتم تخمین ناحیه جذب سیستم خطی شده بوسیله لیمیترها، پیشنهاد شد. چنین تخمینی را می توان برای تعریف منطقه عملکرد ایمن برای مولدها، مفید قلمداد نمود، وقتی الزامات کمتر سختگیرانه یا محافظه کارانه نسبت به الزامات بوجود آمده از ملاحظه اینکه تنها مدل های خطی در منطقه ای که لیمترها فعال نیستند، معتبر هستند. این تخمین ناحیه جذب، یک ضابطه عالی و کمتر سختگیرانه برای متمایز سازی بین آشفتگی های بزرگ و کوچک در سیستم قدرت، فراهم می کند، برخلاف مواردی که بیان می کند که لیمیترهای خروجی AVR و PSS، در طی مدت گذرا برای احتمالاتی که به عنوان آشفتگی اندک در نظر گرفته می شوند، قابل حصول نیستند. علاوه بر آن، امکان بیان دینامیک غیرخطی سیستم با دقت، بوسیله یک مدل خطی شده دارای لیمیتر، نیز بالقوه مفید است، زیرا شبیه سازی های سریعتر هنگام استفاده از مدل خطی شده همراه با لیمیتر، قابل انجام است. اما، این موضوع نیاز به بررسی دقیق تری دارد، که از جمله جهت های آتی این پروژه است. دیگر توسعه پیش بینی شده این پژوهش، شامل ارزیابی دیگر خطی هایی می باشد که ممکن است بر دقت توصیف بیان شده توسط مدل خطی شده (برای مثال، اشباع ماشین) تاثیر بگذارد و ارزیابی استواری (مقاوم بودن) ناحیه جذب، با توجه به این رویکرد، برای تغییرات نقطه کاری سیستم قدرت، بیان شده است.

این شبیه سازی با استفاده از نرم افزار متلب (MATLAB) انجام شده و در ادامه نیز تعدادی از نتایج خروجی آن قرار داده شده است: