طراحی و شبیه سازی کنترل کننده مد لغزشی فازی برای پایدارسازی سیستم قدرت

هرگونه استفاده برای نمره و یا ارائه مستقیم به استاد مورد تایید ما نمی باشد و شرعا و اخلاقا کار درستی نمی باشد لطفا از این پروژه برای آموزش و نمونه تحقیق استفاده شود.

چکیده

از آن­جایی که چهار دهه گذشته، بسیاری از واحدها­ی تولید به سیستم الکتریکی در سیستم قدرت اضافه شده است، سیستم به طور پیوسته به تنظیم­کننده­های ولتاژ مجهز شده است. از آن­جایی که این واحدها برای تشکیل درصد زیادی از ظرفیت تولید می­آیند آشکار است که فعالیت تنظیم ولتاژ فشار مخربی روی پایداری سیستم قدرت دارد. نوسان­هایی با مقدار کوچک و فرکانس پایین اغلب برای مدت دوره طولانی از زمان ادامه می­یابد و در برخی موارد می­تواند مانع از قابلیت انتقال قدرت شود. بنابراین، پایدارساز سیستم قدرت به این عنوان که می­تواند میرایی به نوسان­های سیستم برای بهبود عملکرد اضافه کند معرفی شده است. بیشتر پایدارسازهای سیستم قدرت استفاده شده در سیستم قدرت به عنوان پایدارسازهای کلاسیک شناخته شده اند که از جبران پیش­فاز- پس­فاز استفاده می­کنند، ویژگی پایدارسازهای کلاسیک با تنظیمات بهره برای وضعیت خاصی و برای مدل خطی­سازی شده سیستم قدرت طراحی شده است. اما سیستم­های قدرت، سیستم­هایی غیرخطی هستند که به­طور مداوم تغییر در شرایط عملیاتی را به دلیل تغییر در تولید و الگوهای بار و همچنین تغییر در شبکه­های انتقال تجربه می­کنند. بنابراین یک کنترل­کننده مناسب باید برای سیستم­های غیرخطی طراحی شود و میرایی کافی برای طیف گسترده­ای از شرایط عملیاتی مختلف را فراهم کند. در این پایان­نامه، از کنترل­کننده مد لغزشی فازی که شامل ترکیب منطق فازی و کنترل­کننده مد لغزشی است برای کنترل مقاوم سیستم قدرت 10 ماشینه 39 شینه تحت شرایط مختلف بارگذاری استفاده خواهد شد. با استفاده از کنترل مد لغزشی، یک رنج برای تغییر در پارامترهای سیستم به­دست می آید و پایدارساز برای عملکرد در رنج وسیعی طراحی شده است. همچنین در این پایان­نامه، یک روش کنترل مد لغزشی براساس منطق فازی برای کاهش پدیده وزوز استفاده شده است. و در نهایت، عملکرد کنترل­کننده مد لغزشی فازی تحت شرایط مختلف بارگذاری با استفاده از شبیه­سازی غیر خطی مورد بررسی قرار گرفته است.

کلمات کلیدی: پایدارساز سیستم قدرت، کنترل­کننده مد لغزشی، کنترل­کننده فازی

ساختار پایان­نامه

این پایان­نامه در پنج فصل تنظیم شده است. فصل دوم این پایان­نامه به مفهوم پایداری و روش­های پایدارسازی سیستم قدرت پرداخته است. فصل سوم شامل طراحی کنترل­کننده برای سیستم مورد مطالعه است. به طوری­که در ابتدا سیستم قدرت مورد مطالعه شرح داده می­شود سپس یک کنترل­کننده مد لغزشی و یک کنترل­کننده فازی طراحی و ترکیب این دو کنترل­کننده به عنوان پایدارساز سیستم قدرت در نظر گرفته می­شود، همچنین یک کنترل­کننده مدلغزشی فازی که منطق فازی برای کاهش پدیده وزوز در کنترل مد­لغزشی استفاده شده برای پایدارسازی سیستم قدرت طراحی شده است. در فصل چهارم نتایج حاصل از شبیه­سازی بر روی سیستم قدرت 10 ماشینه 39 شینه ارائه شده است.در نهایت نتیجه­گیری و پیشنهادات برای فعالیت­های بعدی نیز در فصل پنجم آورده شده است.

فهرست مطالب

عنوان                                                       صفحه

1                    فصل اول.. 12

1-1       مقدمه. 13

1-2       مروری بر کارهای انجام شده. 15

1-3       ساختار پایاننامه. 17

2                   فصل دوم. 17

2-1       مقدمه. 18

2-2       روشهای طراحی PSS. 19

2-2-1         پایدارسازهای کلاسیک... 19

2-2-2         پایدارسازهای مبتنی بر روش کنترل جدید. 20

2-2-3         پایدارسازهای مبتنی بر روش کنترل بهینه. 20

2-2-4         پایدارسازهای مبتنی بر روش کنترل تطبیقی.. 20

2-2-5         پایدارسازی با استفاده از واحد ذخیره انرژی مغناطیسی ابررسانا 21

2-2-6         پایدارسازهای مبتنی بر روش تخصیص قطب.. 22

2-3       روشهای کنترل هوشمند برای طراحی PSS. 22

2-3-1         روش  PSO.. 23

2-3-2         روش HGAPSO.. 24

2-3-3         روش BFA.. 25

2-3-3-1     حرکت به سمت ماده غذایی.. 25

2-3-3-2   26

2-3-3-3     حرکت دسته جمعی   26

2-3-3-4     تولید مثل   26

2-3-3-5     حذف و پراکندگی   27

2-3-4         روش NM 27

2-3-4-1     تعیین مثلث اولیه  27

2-3-4-2     تعیین نقطه میانی ناحیه مناسب... 27

2-3-4-3     عمل بازتاب با استفاده از نقطه R.. 27

2-3-4-4     عمل انبساط با استفاده از نقطه E.. 28

2-3-4-5     عمل انقباض با استفاده از نقطه C.. 28

2-3-4-6     حرکت به سمت کوچک شدن (انقباض). 28

2-3-5         الگوریتم BF همراه با  Nelder-Mead. 29

2-3-6         روشSFL. 29

2-3-6-1     روند الگوریتم SFL   30

2-3-7         روش DEA.. 32

2-3-7-1     ایجاد جمعیت اولیه  33

2-3-7-2     جهش و همبری   33

2-3-7-3     مرحله تخمین و انتخاب... 34

2-3-7-4     تکرار  34

2-3-8         شبکه عصبی مصنوعی.. 34

2-3-9         منطق فازی.. 35

2-3-10      کنترلکننده فازی.. 35

2-3-11      پایدارسازهای مبتنی بر روش منطق فازی.. 36

2-3-12      طراحی FLC.. 37

2-3-12-1  انتخاب متغیرهای کنترل.. 37

2-3-12-2  تعریف توابع عضویت    37

2-3-12-3  پایگاه دانش و واحد تصمیمگیری.. 38

2-3-12-4  روشهای فازیزدایی   39

2-3-13      ترکیب روشهای ANN و FLC.. 39

2-4       پایدارسازهای مبتنی بر روش فازی - عصبی تطبیقی.. 40

2-5       پایدارسازهای مبتنی بر روش کنترل مدلغزشی.. 41

2-5-1         موضوع کلیدی در نظریه SMC و برنامههای کاربردی.. 41

2-5-1-1     پدیده وزوز  42

2-5-1-2     عدم قطعیت    42

2-5-1-3     دینامیکهای مدل نشده. 42

2-5-1-4     تقابل بین وزوز، عدم قطعیتهای همسان، غیر همسان و دینامیکهای مدل نشده. 42

2-5-1-5     حرکات لغزشی، غیر لغزشی و زنو. 43

2-5-2         ادغام SMC و SC.. 43

3                  فصل سوم. 45

3-1       مقدمه. 45

3-2       بررسی سیستم قدرت مورد مطالعه. 46

3-3       سیستم قدرت SMIB.. 47

3-4       مدل ژنراتور مورد مطالعه. 48

3-5       مدل سیستم قدرت برای مطالعات نوسانات فرکانس پایین.. 49

3-6        معادلات حالت سیستم SMIB.. 50

3-7       طراحی کنترلکننده مد لغزشی (SMC) برای سیستم مورد مطالعه. 51

3-8       طراحی پایدارساز سیستم قدرت فازی(FPSS) برای سیستم مورد مطالعه. 53

3-9       ترکیب FPSS و SMC برای سیستم مورد مطالعه. 55

3-10    طراحی کنترل مد لغزشی فازی (FSMC) برای سیستم مورد مطالعه. 56

4                   فصل چهارم. 58

4-1       مقدمه. 58

4-2       عملکرد (SMC+FLC) به ازای تغییر در گشتاور مکانیکی.. 59

4-3       عملکرد (SMC+FLC) به ازای خطای سه فاز. 60

5                   فصل پنجم.. 61

5-1       نتیجهگیری.. 62

5-2       پیشنهادات.. 64