ترجمه مقاله کنترل هماهنگ¬شده¬ی ادوات سیستم انتقال AC انعطاف¬پذیر با استفاده از کنترلرپیش¬فازپس¬فاز فازی تکاملی با بهینه¬سازی کولونی مورچه پیوسته¬ی پیشرفته

ترجمه مقاله کنترل هماهنگ¬شده¬ی ادوات سیستم انتقال AC انعطاف¬پذیر با استفاده از کنترلرپیش¬فاز-پس¬فاز فازی تکاملی با بهینه¬سازی کولونی مورچه پیوسته¬ی پیشرفته

کنترل هماهنگ­شده­ی ادوات سیستم انتقال AC انعطاف­پذیر با استفاده از کنترلرپیش­فاز-پس­فاز فازی تکاملی با بهینه­سازی کولونی مورچه پیوسته­ی پیشرفته

چکیده

در این مقاله، یک روش کنترل پیش­فاز-پس­فاز فازی تکاملی برای کنترل هماهنگ­شده­ی ادوات سیستم انتقال AC انعطاف­پذیر (FACTS) در سیستم قدرت چندماشینه ارائه می­شود. ادوات FACTS استفاده شده عبارتند از خازن سری کنترل شده با تریستور (TCSC) و جبرانساز وار استاتیک (SVC) که هر دو دارای یک کنترلر پیش­فاز-پس­فاز فازی به منظور بهبود پایداری دینامیکی سیستم قدرت هستند. کنترلر پیش­فاز-پس­فاز فازی از کنترلر فازی (FC) به منظور تشخیص تطبیقی پارامترهای دو کنترلر پیش­فاز-پس­فاز در هر مرحله­ی کنترلی با توجه به انحراف­های سرعت­های روتور ژنراتور استفاده می­کند. این مقاله الگوریتم بهینه­سازی کولونی مورچه پیوسته­ی پیشرفته (ACACO) را به منظور بهینه­سازی تمام پارامترهای آزاد در FC ارائه می­کند که از کار زمان­بر انتخاب پارامتر توسط کارشناسان انسانی جلوگیری می­کند. اثر بخشی و بازده کنترلر پیش­فاز-پس­فاز فازی برای کنترل میرائی نوسانات از طریق کنترل سیستم قدرت چند ماشینه و مقایسه­ها با دیگر کنترلر­های پیش­فاز-پس­فاز و الگوریتم­های مختلف بهینه­سازی مبتنی بر ازدحام تایید می­شود.

واژگان کلیدی

بهینه­سازی کولونی مورچه، سیستم انتقال AC انعطاف­پذیر (FACTS)، کنترل فازی، جبرانساز وار استاتیک (SVC)، هوش جمعی، خازن سری کنترل شده­ با تریستور (TCSC).

  1. ۱٫ مقدمه

کنترل پایداری سیستم قدرت (PS) وظیفه­ی مهمی در عملیات PS است [۱]. عوامل مختلف (از جمله اختلالات خارجی یا گشتاور مکانیکی داخلی) به راحتی ممکن است پایداری سیستم را تحت تاثیر قرار دهند. با پیشرفت الکترونیک قدرت، بتازگی توجه بیشتری بر کنترل ساختاریِ شبکه­های قدرت الکتریکی پرداخته شده است. در این راستا، دستگاه­های سیستم انتقال AC انعطاف­پذیر (FACTS) بسیار رایج شده­اند. با توجه به پاسخ سریع آن­ها، این دستگاه­ها بطور دینامیکی برای تنظیم ساختار شبکه به منظور افزایش عملکرد حالت ماندگار و هم­چنین پایداری دینامیکی استفاده می­شوند [۲]-[۵]. در دسترس بودن دستگاه­های FACTS (مانند جبران­سازهای سری کنترل شده با تریستور (TCSCها)، جبران­سازهای وار استاتیک (SVCها)، و جبران­سازهای سری سنکرون استاتیک (SSSCها)) می­تواند جبرانسازی دور و یا سری را ارائه کند [۳]. با این­حال، این دستگاه­ها ممکن است با یکدیگر تداخل داشته باشند. زمانی­که پارامترهای کنترلر یک دستگاه دینامیکی برای به­دست آوردن بهترین عملکرد تنظیم می­شود، تضادهای کنترلی که بین کنترلر­های FACTS مختلف به وجود می­آید، احتمالا موجب بروز نوسانات شود [۳، بخش ۹]. بنابراین، کنترل هماهنگ شده­ی این دستگاه­ها بسیار مهم است [۴]. TCSCها و SVCها بطور جامعی در منابع فنی مورد مطالعه قرار گرفته­اند و نشان داده شده است که بطور چشمگیری پایداری سیستم را افزایش می­دهند [۶] – [۸]. بنابراین، در این مقاله از این دو دستگاه استفاده می­شود و طرح کنترلی هماهنگ شده­ی جدیدی به منظور افزایش پاسخ دینامیکی یک PS چند ماشینه ارائه می­شود.

روش­های مختلف کنترل دستگاه FACTS برای میرایی نوسانات قدرت و بهبود پایداری گذرا ارائه شده است [۹]. یک روش رایج برای کنترل میرایی از یک فیلتر واش­اوت استفاده می­کند که به دنبال آن یک کنترل­کننده­ی پیش­فاز-پس­فاز از مرتبه­ی m قرار دارد [۱۰]-[۱۴]. در کل، پارامترهای کنترلر پیش­فاز-پس­فاز با استفاده از روش موقعیت صفر-قطب طراحی می­شود [۱۱]، [۱۲]، [۱۴]. PSهای جدید در مقیاس بزرگ و پیچیده هستند. بطور معمول اختلالات توپولوژی شبکه را تغییر می­دهند و منجر به یک پاسخ غیرخطی می­شوند. بنابراین، قابلیت­های قوانین کنترلی متعارف با توجه به مدل­های خطی شده محدود می­شوند. برای پرداختن به این مسئله، کنترل FACTS که از طرح کنترل فازی استفاده می­کند ارائه شده است [۷]، [۱۵]، [۱۶]. برخلاف ساختارهای کنترلی قبلی، این مقاله طرح کنترل پیش­فاز-پس­فاز فازی را برای کنترل و هماهنگی دستگاه­های TCSC و SVC در PS چند ماشینه ارائه می­کند. در این ساختار کنترلی جدید، یک FC بطور تطبیقی به منظور تنظیم پارامترهای کنترلر­های پیش­فاز-پس­فاز در هر گام زمان کنترلی طراحی می­شود. مزیت عملکرد دستگاه­های FACTS مجهز به کنترلر پیش­فاز-پس­فاز فازی از طریق مقایسه با کنترلر­های پیش­فاز-پس­فاز متعارف تائید می­شود.

سیستم­های فازی تکاملی که سیستم­های فازی را از طریق تکنیک­های محاسبات تکاملی مبتنی بر ازدحام طراحی می­کنند [۱۷]-[۲۰] در دو دهه­ی گذشته مورد توجه قرار گرفته­اند. برخلاف الگوریتم ژنتیک [۱۷] و بهینه­سازی ازدحام ذرات (PSO) [18]، ACO پیوسته (که راه­حل­ها را در فضای پیوسته پیدا می­کند) تا حدودی یک روش بهینه­سازی جدید است [۲۱]-[۲۳]. به جای استفاده از الگوریتم­های ACO پیوسته، این مقاله الگوریتم ACO جدید به نام (ACACO) بهینه­سازی کولونی مورچه پیوسته پیشرفته را ارائه می­کند. از ACACO به منظور بهینه­سازی تمام پارامترهای آزاد در FC برای ساده­سازی طراحی و بهبود عملکرد کنترل PC استفاده می­شود. عملکرد ACACO از طریق مقایسه­هایی با الگوریتم­های مختلف PSO و ACO تائید می­شود.

این مقاله به شرح زیر ارائه می­شود. بخش ۲ مدل FACTS را تشریح می­کند. ساختار کنترل پیش­فاز-پس­فاز فازی را بخش ۳ معرفی می­کند. بخش ۴ ACACO ارائه شده را توضیح می­دهد می­کند. بخش ۵ چهار مثال از مسائل کنترل FACTS را ارائه می­کند. عملکرد ساختار کنترل پیش­فاز-پس­فاز فازی تکاملی پیشنهادی با عملکرد روش­های کنترل تکاملی مختلف مقایسه می­شود. در نهایت، بخش ۶ نتیجه­گیری مقاله را ارائه می­کند.

خرید فایل