بکارگیری کنترل کننده های چند متغیره و غیر خطی برای بهبود میرایی نوسانات توان بر اساس مدل input-affine سیستم های قدرت smib مجهز به sssc
Abstract
وابستگی مستقیم زندگی بشتر امروز به انرژی الکتریکی واقعیتی انکار ناپذیر وغیر قابل تردید بوده و قطع جریان انرژی الکتریکی حتی برای چند ثاتیه منجر به خسارات و زبان های غیرقابل برگشت می گردد. بنابراین قابلیت اطمینان سیستم های قدرت بمعنای تضمین تولید انتقال و توزیع بدون وقفه انرژی الکتریکی با کیفیت مطلوب مهمترین هدف در طراحی نصب و بکارگیری سیستم های قدرت الکتریکی می باشد. جهت تضمین این قابلیت انعطاف حاشیه های امنیت مناسب در نظر گرفته می شوند. بزرگ بودن این حاشیه های امنیت بنوبه خود باعث افزایش هزینه های نصب و بهره برداری از سیستم های قدرت می شود. یکی از چالشهای جدی که با توجه به میرایی ناچیز سیستم های قدرت می تواند بطور مخاطره آمیزی حاشیه امنیتی سیستم های قدرت را کاهش داده و نجر به کاهش ظرفیت قابل استفاده خطوط انتقال افزایش ریسک ناپایداری و خرابی تجهیزات مکانیکی شود امکان بروز و تداوم نوسانات توان با فرکانش کم در این سیستم ها می باشد. جهت بهره برداری ایمن از یک سیستم قدرت و حفظ حاشیه امنیت پایداری آن بایستی این گونه نوسانات در سریعترین زمان ممکن مستهلک شده و بعبارت دیگر میرای سیستم قدرت توسط ابزارهای جانبی و کنترل کننده های مناسب افزایش داده شود. یکی از ادوات facts که کارایی آن در بهبود میرایی نوسانات توان به ثبوت رسیده است جبران کننده استاتیکی سری سنکرون sssc می باشد. در بیشتر تحقیقات انجام شده در زمینه کنترل sssc جهت افزایش میرایی سیستم از روشهای کنترل کلاسیک خطی استفاده شده است. با توجه به این واقعیت که تغییرات دائمی شرایط کار از ویژگیهای ذاتی سیستم های قدرت است این کنترل کننده های چند متغیره و غیرخطی برای کنترل sssc با هدف بهبود میرایی نوسانات الکترومکانیکی پیشنهاد شده اند. ابتدا سیستم قدرت مجهز به sssc بصورت یک سیستم چند متغیره غیرخطی مدل شده است. در این مدلسازی اثر تداخل متغیرهای sssc و همچنین اثردینامیکی خازن dc متصل به sssc در نظر گرفته شده اند. سپس براساس مدل بدست آمده یک کنترل کننده چند متغیره مقاوم در حوزه فرکانس برای افزایش میرایی نوسانات توان توسط sssc پیشنهاد شده است. در مراحل طراحی این کنترل کننده اثر تداخل متغیرها با یکدیگر حداقل شده است. در ادامه این تحقیق مدل غیرخطی و چند متغیره بدست آمده به یک کلاس خاص از سیستم های غیرخطی معروف به input affine که در طراحی انواع کنترل کننده های مدرن کاربرد دارد تبدیل شده است. توصیف یک سیستم قدرت مجهز به یکی از ادوات facts مبتنی بر کانورتر به فرم input affine برای اولین بار در این رساله انجام شده است. آنگاه یک کنترل کننده چندمتغیره غیرخطی برای کنترل sssc پیشنهاد شده است. این کنترل کننده غیرخطی بااستفاده از روش فیدبک خطی ساز چندمتغیره مبتنی بر تئوری کنترل هندسه دیفرانسیلی طراحی شده و برای بهبود میرایی نوسانات توان و همچنین نثبیت ولتاژ خازن dc متصل به sssc بکارگرفته شده است. نتایج بدست آمده کارایی مطلوب کنترل کننده های پیشنهادی را برای بهبود میرایی سیستم و همچنین مقاوم بودن آنها را در مقابل تغییرات شرایط کار نشان داده اند. با توجه به اینکه بکارگیری sssc در کنار سایر کنترل کننده های میرایی در یک سیستم قدرت بدون توجه به هماهنگی بین آنها می توان موجب ناکارآمدی این تجهیرات در شرایط کار همزمان گردد در ادامه این رساله یک روش کنترل چند متغیره برای طراحی هماهنگ و بکارگیری همزمان کنترل کننده های میرایی مبتنی بر sssc و pss پیشنهاد و بکار گرفته شده است.