سامانه ‏های غیرخطی در مهندسی برق

سامانه ‏های غیرخطی در مهندسی برق

کنترل فرکانس-بار تطبیقی با استفاده از کنترل پیش‌بین مدل بر مبنای شبکه لاگر و تخمین حداقل مربعات بازگشتی برای سیستم قدرت سه-ناحیه‌ای.

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
شرکت برق منطقه ای خراسان
چکیده
در این مقاله یک روش کنترل­ پیش‌بین مدل تطبیقی جدید بر مبنای توابع لاگر برای مساله کنترل فرکانس-بار یک سیستم قدرت چند-ناحیه‌ای ارایه شده است که در آن، تخمین مدل داخلی سیستم قدرت با استفاده از روش حداقل مربعات بازگشتی بطور آنلاین بروزرسانی می‌شود. استفاده از مدل داخلی تطبیقی دارای کاهش مرتبه در ساختار کنترل پیش‌بین مدل، نوآوری این پژوهش است. در سیستم مورد مطالعه، کنترل هر ناحیه بطور مستقل طراحی شده است بطوریکه پایداری سیستم حلقه بسته کل تضمین شود. به منظور تایید کارایی طرح پیشنهادی، شبیه‌سازی‌های عددی برای یک سیستم قدرت سه-ناحیه‌ای انجام شد و نتایج آن با نتایج حاصل از کنترل پیش‌بین مدل (MPC) مرسوم و کنترل تناسبی-انتگرالی-مشتقی (PID) مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج شبیه‌سازی نشان داد که طرح پیشنهادی نسبت به کنترل‌های PID و MPC در دفع اغتشاش بار پله‌ای (با توجه به پارامترهای نامی و پارامترهای دارای عدم‌قطعیت) بهتر عمل می‌کند و با این وجود، به لطف استفاده از مدل دارای کاهش مرتبه و توابع لاگر، بار محاسباتی را نسبت به MPC مرسوم بطور قابل ملاحظه‌ای کاهش می‌دهد.
کلیدواژه‌ها

[1]
AdelA.B. Rehiara, H. Chongkai, Y. Sasaki, N. Yorino & Y. Zoka, "An Adaptive Internal Model for Load Frequency Control Using Extreme Learning Machine," TELKOMNIKA, vol. 16, no. 6, pp. 1-6, 2018.
[2]
P. Kundur, et al, "Definition and classification of power system stability IEEE/CIGRE joint task force on stability terms and definitions," IEEE Transactions on Power Systems, vol. 19, no. 3, pp. 1387-1401, 2004.
[3]
H. Bevrani, Robust Power System Frequency Control, New York: Springer, 2009.
[4]
S. Saxena & Y.V. Hote, "Load Frequency Control in Power Systems via Internal Model Control Scheme and Model-Order Reduction," IEEE Transactions on Power Systems, vol. 28, no. 3, pp. 2749 - 2757, 2013.
[5]
S. Saxena & Y.V. Hote, "Decentralized PID load frequency control for perturbed multi-area power systems," International Journal of Electrical Power & Energy Systems, vol. 81, pp. 405-415, 2016.
[6]
A. Kumar, M.N. Anwar & S. Kumar, "Sliding mode controller design for frequency regulation in an interconnected power system," Protection and Control of Modern Power Systems, vol. 6, no. 6, 2021.
[7]
S. Jain & Y.V. Hote, "Generalized Active Disturbance Rejection Controller for Load Frequency Control in Power Systems," IEEE Control Systems Letters, vol. 4, no. 1, pp. 73-78, 2020.
[8]
T.H. Mohamed, J. Morel, H. Bevrani & T. Hiyama, "Model predictive based load frequency control_design concerning wind turbines," International Journal of Electrical Power & Energy Systems, vol. 43, no. 1, pp. 859-867, 2012.
[9]
M. Shiroei, M.R. Toulabi & A.M. Ranjbar, "Robust multivariable predictive based load frequency control considering generation rate constraint," International Journal of Electrical Power & Energy, vol. 46, no. 1, p. 405–413, 2013.
[10]
A.N. Venkat, I.A. Hiskens, J.B. Rawlings & S.J. Wright, "Distributed MPC Strategies With Application to Power System Automatic Generation Control," IEEE Transactions on Control Systems Technology, vol. 16, no. 6, pp. 1192-1206, 2008.
[11]
T.H. Mohamed, H. Bevrani, A.A. Hassan & T. Hiyama , "Model predictive based load frequency control design," in 16th international conference of electrical engineering, Busan, Korea, 2010.
[12]
D. Rerkpreedapong, N. Atic & A. Feliachi, "Economy oriented model predictive load frequency control," in Large engineering systems conference on power engineering, Montreal, QC, Canada, 2003.
[13]
T.H. Mohamed, J. Morel, H. Bevrani & T. Hiyama, "Model predictive based load frequency control_design concerning wind turbines," International Journal of Electrical Power & Energy Systems, vol. 43, no. 1, pp. 859-867, 2012.
[14]
A.M. Ersdal, L. Imsland & K. Uhlen, "Model predictive load-frequency control," IEEE Transactions on Power Systems, vol. 31, no. 1, pp. 777-785, 2016.
[15]
A. Milias-Argeitis & M. Khammash, "Adaptive Model Predictive Control of an optogenetic system," in 54th IEEE Conference on Decision and Control (CDC), Osaka, 2015.
[16]
M.A. Mohamed, A. Zaki Diab, H. Rezk & T. Jin, "A novel adaptive model predictive controller for load frequency control of power systems integrated with DFIG wind turbines," Neural Computing and Applications, vol. 32, p. pages7171–7181, 2020.
[17]
G. Vasu, M. Sivakumar & M. Ramalinga Raju, "Optimal model approximation of linear-time invariant systems using Enhanced DE and Improved MPPA algorithm," Circuits Systems and Signal Processing, vol. 34, p. 655–663, 2019.
[18]
G. Vasu, M. Sivakumar & M. Ramalingaraju , "Optimal IMC-PID controller design for large-scale power systems via EDE algorithm-based model approximation method," Transactions of the Institute of Measurement and Control, vol. 43, no. 1, p. 59–77, 2021.
[19]
S. Saxena & Y.V. Hote, "Load Frequency Control in Power Systems via Internal Model Control Scheme and Model-Order Reduction," IEEE Transactions on Power Systems, vol. 28, no. 3, pp. 2749-2757, 2013.
[20]
J. Singh, C. Kalyan & C.B. Vishwakarma , "Two degree of freedom internal model control-PID design for LFC of power systems via logarithmic approximations," ISA Transactions, vol. 72, p. 185–196, 2018.
[21]
B. Sonker, D. Kumar & P. Samuel, "Design of two degree of freedom-internal model control configuration for load frequency control using model approximation," InternatIonal Journal of ModellIng and SIMulatIon, vol. 39, no. 1, p. 27–37, 2019.
[22]
S. Saxena, "Load frequency control strategy via fractional-order controller and reduced-order modeling," Electrical Power and Energy Systems, vol. 104, pp. 603-614, 2019.
[23]
S. Jain, Y.V. Hote & S. Saxena, "Fractional Order PID Design Using Big Bang–Big Crunch Algorithm and Order Reduction: Application to Load Frequency Control," Electric Power Components and Systems, vol. 49, no. 6-7, pp. 624-636, 2021.

  • تاریخ دریافت 21 تیر 1404
  • تاریخ اولین انتشار 21 تیر 1404
  • تاریخ انتشار 01 مهر 1400