Skip to main content
SUPERVISOR
Gholamreza Yousefi
غلامرضا یوسفی (استاد راهنما)
 
STUDENT
SEYEDABBAS RAHIMI
سیدعباس رحیمی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389

TITLE

Coordinated Design of PSS and TCSC Controller for Improving the Damping of Electro-mechanical Oscillations in Power Systems
Power systems are increasingly being more stressed due to the need for more power transfer over tie lines. The competitive environment of power markets has made utilities to deploy the maximum capacity of the transfer system to trade power with the neighbouring power pools. This has pushed power systems toward their stability margins. When huge amount of power is transferred over weak tie lines inter-area oscillations are likely to happen. Many incidents of power system instability due to low damped oscillations have been reported. The most common method to damp power systems’ low frequency oscillations has been the use of Power System Stabilizers () for a long time. Conventional have proved to be quite effective in damping local oscillatory modes but when it comes to damping of inter-area modes they seem to lack the desirable efficiency. This is mainly due to the low observability of inter-area oscillatory modes in local signals such as rotor speed deviations or generator’s power deviations. Flexible AC Transmission System (FACTS) devices were initially devised for mitigating power system’s steady state performance such as voltage regulation and power flow capacity increase. Later they proved to be efficient in damping power systems’ oscillatory modes. Considering all , FACTS and HVDC controllers there are lots of controllers in a typical power system. Coordination of these controllers is essential for their efficient performance. The conventional method for tuning different controllers in a power system is the linear sequential method (LSM) in which controllers are tuned and installed one after another considering a specific oscillatory mode to be damped by each single controller.The main shortcoming of the LSM is that controllers are tuned disregarding the effect of the next controllers. Installation of a new controller inevitably affects the performance of previously installed controllers and may decline the damping performance of a specific controller. Optimization based coordination of controllers has been proposed for amelioration of this drawback. In this method the optimum performance of all controllers of a system is sought through optimization of an objective function. The coordinated design of and TCSC controllers based on the optimization of a proper objective function using the Genetic Algorithms is presented in this thesis. Furthermore, since the controllers designed by the conventional linear methods suffer a lack of robustness by change in the system working point or in the presence of different disturbances, a wide-area controller based on the robust controller design method is presented in this thesis. The performance of the controller is then compared with the residue-based controller for verification of the robustness of the controller design. The results show that the controller designed by Keywords: Coordinated design of power system controllers, Genetic Algorithms based optimization, design, TCSC damping controller, Wide-area controller design for power systems.
حفظ پایداری شبکه ی قدرت پس از وقوع اغتشاشات و خطاها برای بهره بردار شبکه، مصرف کنندگان و حتی دولت ها امری ضروری به شمار می رود. شبکه های قدرت بزرگ به منظور کاهش نیاز به ذخیره ی چرخان، افزایش قابلیت اعتماد شبکه و نیز توسعه ی بازار برق به یکدیگر متصل می شوند. اتصال شبکه های بزرگ از طریق خطوط انتقال ضعیف باعث ظهور مودهای نوسانی با میرایی پایین شده است. این نوسانات کم میرا باعث محدود شدن حد توان انتقالی خطوط و در بعضی موارد منجر به از دست رفتن سنکرونیزم شبکه و بروز خاموشی های گسترده شده است. راه سنتی برای افزایش میرایی مودهای الکترومکانیکی افزایش گشتاور میراکننده با افزودن سیگنال مناسب به سیستم تحریک ژنراتورهای سنکرون از طریق پایدارسازهای سیستم قدرت می باشد. با وجود اینکه پایدارسازهای معمولی عملکرد مطلوبی برای بهبود میرایی مودهای محلی از خود نشان می دهند، معمولاً عملکرد مطلوبی در میرایی مودهای بین ناحیه ای ندارند. در سال های اخیر افزودن حلقه های کنترلی اضافی به ادوات FACTS به منظور بهبود پایداری شبکه ی قدرت بسیار مورد توجه قرار گرفته است. این تجهیزات با تنظیم توان راکتیو تزریقی به خط یا تنظیم راکتانس مؤثر خط قابلیت بالایی در بهبود میرایی مودهای بین ناحیه ای دارند. گسترش سیستم های اندازه گیری ناحیه گسترده (WAMS) امکان ارسال سیگنال های فیدبک دوردست به کنترل کننده های شبکه را فراهم کرده است. این سیگنال ها در اغلب موارد تأثیر بیشتری در بهبود میرایی نوسانات شبکه دارند. هماهنگی کنترل کننده های شبکه برای کسب بهترین عملکرد دینامیکی شبکه امری ضروری است. تنظیم هماهنگ پایدارکننده های شبکه ی قدرت و کنترل کننده های TCSC بر مبنای بهینه سازی با کمک الگوریتم ژنتیک مسأله ای است که در این پایان نامه مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج شبیه سازی ها نشان می دهد تنظیم هماهنگ کنترل کننده های شبکه ی قدرت تأثیر قابل توجهی در بهبود میرایی نوسانات الکترومکانیکی شبکه دارد.کنترل کننده های رایج سیستم قدرت بر مبنای یک مدل خطی شده از سیستم حول یک نقطه ی کار مشخص طراحی می شوند. این کنترل کننده ها تضمینی برای عملکرد مقاوم در شرایط مختلف بهره برداری ندارند. در سال های اخیر توجه زیادی به روش های کنترل مقاوم برای طراحی کنترل کننده هایی که نسبت به نامعینی ها و اغتشاشات موجود در سیستم مقاوم باشند، شده است. طراحی یک کنترل کننده ی ناحیه گسترده به روش به منظور بهبود میرایی نوسانات بین ناحیه ای در این پایان نامه ارائه شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که کنترل کننده ی علیرغم پیچیده تر بودن طراحی و پیاده سازی آن، در میرایی نوسانات توان پس از رخداد اغتشاش عملکرد بهتری نسبت به کنترل کننده های رایج دارد. کلمات کلیدی: 1- پایدارساز شبکه ی قدرت 2- کنترل کننده ی پایداری برای TCSC 3- تنظیم هماهنگ پایدارساز های شبکه 4- بهینه سازی با الگوریتم ژنتیک 5- طراحی کنترل کننده hy;ی برای سیستم قدرت

ارتقاء امنیت وب با وف بومی