بررسی اثر تغییر پارامترها بر پایداری دینامیکی و تداخل PSS ها و اثبات برتری آن بر روش کلاسیک
چكيده :
توسعه شبكه هاي قدرت نوسانات خود به خودي با فركانس كم را، در سيستم به همراه داشته است. بروز اغتشاش هايي نسبتاً كوچك و ناگهاني در شبكه باعث بوجود آمدن چنين نوساناتي در سيستم مي شود. در حالت عادي اين نوسانات بسرعت ميرا شده و دامنه نوسانات از مقدار معيني فراتر نمي رود. اما بسته به شرايط نقطه كار و مقادير پارامترهاي سيستم ممكن است اين نوسانات براي مدت طولاني ادامه يافته و در بدترين حالت دامنه آنها نيز افزايش يابد. امروزه جهت بهبود ميرايي نوسانات با فركانس كم سيستم، در اغلب شبكه هاي قدرت پايدار كننده هاي سيستم قدرت (PSS) به كار گرفته مي شود.
اين پايدار كننده ها بر اساس مدل تك ماشين – شين بينهايتِ سيستم در يك نقطه كار مشخص طراحي مي شوند. بنابراين ممكن است با تغيير پارامترها و يا تغير نقطه كار شبكه، پايداري سيستم در نقطه كار جديد تهديد شود.
موضوع اين پايان نامه طراحي پايدار كننده هاي مقاوم براي سيستم هاي قدرت است، به قسمي كه پايداري سيستم در محدوده وسيعي از تغيير پارامترها و تغيير شرايط نقطه كار تضمين شود. در اين راستا ابتدا به مطالعه اثر تغيير پارامترهاي بر پايداري
سيستم هاي قدرت تك ماشينه و چند ماشينه پرداخته مي شود. سپس دو روش طراحي كنترل كننده هاي مقاوم تشريح شده، و در مسئله مورد مطالعه به كار گرفته مي شوند. سرانجام ضمن نقد و بررسي اين روش ها، يك روش جديد براي طراحي PSS ارائه مي شود. در اين روش مسئله طراحي پايدار كننده مقاوم به مسئله پايدار كردن
مجموعه اي از مدلهاي سيستم در نقاط كار مختلف تبديل مي شود. اين مسئله نيز به يك مسئله استاندارد بهينه سازي تبديل شده و با استفاده از روش هاي برنامه ريزي غير خطي حل مي گردد. سرانجام كارايي روش فوق در طراحي پايدار كننده هاي مقاوم براي يك سيستم قدرت چند ماشينه در دو مسئله مختلف (اثر تغيير پارامترها بر پايداري ديناميكي و تداخل PSS ها) تحقيق شده و برتري آن بر روش كلاسيك به اثبات مي رسد.
فهرست:
چکیده
فصل اول – مقدمه
۱-۱- پیشگفتار
۱-۲- رئوس مطالب
۱-۳- تاریخچه
فصل دوم : پایداری دینامیکی سیستم های قدرت
۲-۱- پایداری دینامیکی سیستم های قدرت
۲-۲- نوسانات با فرکانس کم در سیستم های قدرت
۲-۳- مدلسازی سیستمهای قدرت تک ماشینه
۲-۴- طراحی پایدار کننده های سیستم قدرت (PSS)
۲-۵- مدلسازی سیستم قدرت چند ماشینه
فصل سوم: کنترل مقاوم
۳-۱-کنترل مقاوم
۳-۲- مسئله کنترل مقاوم
۳-۲-۱- مدل سیستم
۳-۲-۲- عدم قطعیت در مدلسازی
۳-۳- تاریخچه کنترل مقاوم
۳-۳-۱- سیر پیشرفت تئوری
۳-۳-۲- معرفی شاخه های کنترل مقاوم
۳-۴- طراحی کنترل کننده های مقاوم برای خانواده ای از توابع انتقال
۳-۴-۱- بیان مسئله
۳-۴-۲- تعاریف و مقدمات
۳-۴-۴-تبدیل مسئله پایدارپذیری مقاوم به‌یک مسئله Nevanlinna–Pick
۳-۴-۵- طراحی کنترل کننده
۳-۵- پایدار سازی مقاوم سیستم های بازه ای
۳-۵-۱- مقدمه و تعاریف لازم
۲-۵-۳- پایداری مقاوم سیستم های بازه ای
۳-۵-۳- طراحی پایدار کننده های مقاوم مرتبه بالا
فصل چهارم : طراحی پایدار کننده های مقاوم برای سیستم های قدرت
۴-۱- طراحی پایدار کننده های مقاوم برای سیستم های قدرت
۴-۲- طراحی پایدار کننده های مقاوم به روش Nevanlinna – Pick
برای سیستم های قدرت تک ماشینه
۴-۲-۱- مدل سیستم
۴-۲-۲- طرح یک مثال
۴-۲-۳ – طراحی پایدار کننده مقاوم به روش Nevanlinna – Pick
۴-۲-۲- بررسی نتایج
۴-۲-۵- نقدی بر مقاله
۴-۳- بررسی پایداری دینامیکی یک سیستم قدرت چند ماشینه
۴-۳-۱- مدل فضای حالت سیستم های قدرت چند ماشینه
۴-۳-۲- مشخصات یک سیستم چند ماشینه
۴-۳-۳-طراحی پایدار کننده های سیستم قدرت
۴-۳-۴- پاسخ سیستم به ورودی پله
۴-۴- طراحی پایدار کننده های مقاوم برای سیستم های قدرت چند ماشینه
۴-۴-۱- اثر تغییر پارامترهای بر پایداری دینامیکی
۴-۴-۲- مدلسازی تغییر پارامترها به کمک سیستم های بازه ای
۴-۴-۳-پایدارسازی مجموعه‌ای ازتوابع انتقال به کمک تکنیک‌های‌بهینه سازی
۴-۴-۴- استفاده از روش Kharitonov در پایدار سازی مقاوم
۴-۴-۵- استفاده از یک شرط کافی در پایدار سازی مقاوم
۴-۵- طراحی پایدار کننده های مقاوم برای سیستم قدرت چندماشینه (۲)
۴-۵-۱- جمع بندی مطالب
۴-۵-۲-طراحی پایدار کننده های‌مقاوم بر اساس مجموعه‌ای از نقاط کار
۴-۵-۳- مقایسه عملکرد PSS کلاسیک با کنترل کننده های جدید
۴-۵-۴- نتیجه گیری
فصل پنجم : استفاده از ورش طراحی جدید در حل چند مسئله
۵-۱- استفاده از ورش طراحی جدید در حل چند مسئله
۵-۲- طراحی PSSهای مقاوم به منظور هماهنگ سازی PSS ها
۵-۲-۱- تداخل PSSها
۵-۲-۲- بررسی مسئله تداخل PSSها در یک سیستم قدرت سه ماشینه
۵-۲-۳- استفاده از روش طراحی بر اساس چند نقطه کار در هماهنگ
انتخاب مجموعه مدلهای طراحی
۵-۲-۴-مقایسه‌عملکرد دو نوع پایدار کننده به کمک شبیه سازی کامپیوتری
۵-۳- طراحی کنترل کننده های بهینه ( فیدبک حالت ) قابل اطمینان برای سیستم قدرت
۵-۳-۱) طراحی کننده فیدبک حالت بهینه
تنظیم کننده های خطی
۵-۳-۲-کاربرد کنترل بهینه در پایدار سازی سیستم های قدرت چند ماشینه
۵-۳-۳-طراحی کنترل بهینه بر اساس مجموعه‌ای از مدلهای سیستم
۵-۳-۴- پاسخ سیستم به ورودی پله
فصل ششم : بیان نتایج
۶-۱- بیان نتایج
اين پايدار كننده ها بر اساس مدل تك ماشين – شين بينهايتِ سيستم در يك نقطه كار مشخص طراحي مي شوند. بنابراين ممكن است با تغيير پارامترها و يا تغير نقطه كار شبكه، پايداري سيستم در نقطه كار جديد تهديد شود.
موضوع اين پايان نامه طراحي پايدار كننده هاي مقاوم براي سيستم هاي قدرت است، به قسمي كه پايداري سيستم در محدوده وسيعي از تغيير پارامترها و تغيير شرايط نقطه كار تضمين شود. در اين راستا ابتدا به مطالعه اثر تغيير پارامترهاي بر پايداري
سيستم هاي قدرت تك ماشينه و چند ماشينه پرداخته مي شود. سپس دو روش طراحي كنترل كننده هاي مقاوم تشريح شده، و در مسئله مورد مطالعه به كار گرفته مي شوند. سرانجام ضمن نقد و بررسي اين روش ها، يك روش جديد براي طراحي PSS ارائه مي شود. در اين روش مسئله طراحي پايدار كننده مقاوم به مسئله پايدار كردن
مجموعه اي از مدلهاي سيستم در نقاط كار مختلف تبديل مي شود. اين مسئله نيز به يك مسئله استاندارد بهينه سازي تبديل شده و با استفاده از روش هاي برنامه ريزي غير خطي حل مي گردد. سرانجام كارايي روش فوق در طراحي پايدار كننده هاي مقاوم براي يك سيستم قدرت چند ماشينه در دو مسئله مختلف (اثر تغيير پارامترها بر پايداري ديناميكي و تداخل PSS ها) تحقيق شده و برتري آن بر روش كلاسيك به اثبات مي رسد.
فهرست:
چکیده
فصل اول – مقدمه
۱-۱- پیشگفتار
۱-۲- رئوس مطالب
۱-۳- تاریخچه
فصل دوم : پایداری دینامیکی سیستم های قدرت
۲-۱- پایداری دینامیکی سیستم های قدرت
۲-۲- نوسانات با فرکانس کم در سیستم های قدرت
۲-۳- مدلسازی سیستمهای قدرت تک ماشینه
۲-۴- طراحی پایدار کننده های سیستم قدرت (PSS)
۲-۵- مدلسازی سیستم قدرت چند ماشینه
فصل سوم: کنترل مقاوم
۳-۱-کنترل مقاوم
۳-۲- مسئله کنترل مقاوم
۳-۲-۱- مدل سیستم
۳-۲-۲- عدم قطعیت در مدلسازی
۳-۳- تاریخچه کنترل مقاوم
۳-۳-۱- سیر پیشرفت تئوری
۳-۳-۲- معرفی شاخه های کنترل مقاوم
۳-۴- طراحی کنترل کننده های مقاوم برای خانواده ای از توابع انتقال
۳-۴-۱- بیان مسئله
۳-۴-۲- تعاریف و مقدمات
۳-۴-۴-تبدیل مسئله پایدارپذیری مقاوم به‌یک مسئله Nevanlinna–Pick
۳-۴-۵- طراحی کنترل کننده
۳-۵- پایدار سازی مقاوم سیستم های بازه ای
۳-۵-۱- مقدمه و تعاریف لازم
۲-۵-۳- پایداری مقاوم سیستم های بازه ای
۳-۵-۳- طراحی پایدار کننده های مقاوم مرتبه بالا
فصل چهارم : طراحی پایدار کننده های مقاوم برای سیستم های قدرت
۴-۱- طراحی پایدار کننده های مقاوم برای سیستم های قدرت
۴-۲- طراحی پایدار کننده های مقاوم به روش Nevanlinna – Pick
برای سیستم های قدرت تک ماشینه
۴-۲-۱- مدل سیستم
۴-۲-۲- طرح یک مثال
۴-۲-۳ – طراحی پایدار کننده مقاوم به روش Nevanlinna – Pick
۴-۲-۲- بررسی نتایج
۴-۲-۵- نقدی بر مقاله
۴-۳- بررسی پایداری دینامیکی یک سیستم قدرت چند ماشینه
۴-۳-۱- مدل فضای حالت سیستم های قدرت چند ماشینه
۴-۳-۲- مشخصات یک سیستم چند ماشینه
۴-۳-۳-طراحی پایدار کننده های سیستم قدرت
۴-۳-۴- پاسخ سیستم به ورودی پله
۴-۴- طراحی پایدار کننده های مقاوم برای سیستم های قدرت چند ماشینه
۴-۴-۱- اثر تغییر پارامترهای بر پایداری دینامیکی
۴-۴-۲- مدلسازی تغییر پارامترها به کمک سیستم های بازه ای
۴-۴-۳-پایدارسازی مجموعه‌ای ازتوابع انتقال به کمک تکنیک‌های‌بهینه سازی
۴-۴-۴- استفاده از روش Kharitonov در پایدار سازی مقاوم
۴-۴-۵- استفاده از یک شرط کافی در پایدار سازی مقاوم
۴-۵- طراحی پایدار کننده های مقاوم برای سیستم قدرت چندماشینه (۲)
۴-۵-۱- جمع بندی مطالب
۴-۵-۲-طراحی پایدار کننده های‌مقاوم بر اساس مجموعه‌ای از نقاط کار
۴-۵-۳- مقایسه عملکرد PSS کلاسیک با کنترل کننده های جدید
۴-۵-۴- نتیجه گیری
فصل پنجم : استفاده از ورش طراحی جدید در حل چند مسئله
۵-۱- استفاده از ورش طراحی جدید در حل چند مسئله
۵-۲- طراحی PSSهای مقاوم به منظور هماهنگ سازی PSS ها
۵-۲-۱- تداخل PSSها
۵-۲-۲- بررسی مسئله تداخل PSSها در یک سیستم قدرت سه ماشینه
۵-۲-۳- استفاده از روش طراحی بر اساس چند نقطه کار در هماهنگ
انتخاب مجموعه مدلهای طراحی
۵-۲-۴-مقایسه‌عملکرد دو نوع پایدار کننده به کمک شبیه سازی کامپیوتری
۵-۳- طراحی کنترل کننده های بهینه ( فیدبک حالت ) قابل اطمینان برای سیستم قدرت
۵-۳-۱) طراحی کننده فیدبک حالت بهینه
تنظیم کننده های خطی
۵-۳-۲-کاربرد کنترل بهینه در پایدار سازی سیستم های قدرت چند ماشینه
۵-۳-۳-طراحی کنترل بهینه بر اساس مجموعه‌ای از مدلهای سیستم
۵-۳-۴- پاسخ سیستم به ورودی پله
فصل ششم : بیان نتایج
۶-۱- بیان نتایج
