طراحی کنترل کننده هوشمند مبتنی بر تبدیل موجک به منظور میرا سازی پدیده تشدید زیر سنکرون

جبرانسازی سری با خازن روشی است که در سیستم های قدرت برای کاهش مشکلات ناشی از راکتانس خطوط انتقال استفاده می شود. با کاهش راکتانس موثر خطوط، این خازن ها می توانند پایداری گذرا را افزایش و قابلیت بارپذیری این خطوط را بهبود دهند و همچنین با کنترل مقدار این راکتانس می توان بار به اشتراک گذاشته بین خطوط موازی را بهتر کنترل نمود. این فواید باعث شده است که این خازن ها بطور گسترده ای در سیستم های قدرت استفاده شوند. با این وجود، با افزایش نیروگاه های ذغالی و هسته ای در سال های اخیر، استفاده از این خارن ها مشکلاتی را نظیر افزایش خطر تعامل بین سیستم های الکتریکی و سیستم پیچشی روتور توربین-ژنراتور ها که به عنوان پدیده تشدید زیرسنکرون شناخته می شود، به همراه دارد.در همین راستا، در این پایان نامه چند کنترولر برای حذف نوسانات پیچشی در سیستم های قدرت که با خازن سری جبرانسازی شده اند، پیشنهاد می شود. سیستم قدرت مدرن به شدت غیرخطی هستند و پارامترهای آن ها دائماً با زمان در حال تغییر هستند. از این رو، استفاده از تکنیک های هوشمند برای کنترل کردن این سیستم ها امری اجتناب ناپذیر است. در این پایان نامه، یک کنترولر pi شبکه عصبی موجک برای میراسازی نوسانات پیچشی پیشنهاد می شود. سیستم کنترل حلقه بسته این کنترولر شامل دو شبکه عصبی موجک می باشد. شبکه عصبی اول، یک شبکه پیشخور می باشد که به عنوان مدل پیش بینی سیستم کنترل شده استفاده می شود. شبکه عصبی دوم یک کنترولر pi- مانند شبکه عصبی موجک می باشد که توانایی های یک شبکه عصبی موجک و یک pi کنترولر را ترکیب می کند. روش gradient descent برای آموزش شبکه های عصبی موجک استفاده می شود. در کل فرآیند طراحی، به یک مدل دقیق از سیستم قدرت نیازی نمی باشد. دومین کنترولر پیشنهادی، یک pid خود تنظیم می باشد که در حالت on-line پیاده سازی می شود.گین های pid بطور هوشمندانه براساس اهداف طراحی و نیازهای سیستم تنظیم می شود. یک شبکه عصبی موجک برای شناسایی دینامیک سیستم قدرت استفاده می شود. برای تضمین همگرایی این شبکه عصبی، از نرخ های آموزشی تطبیقی که از روش پایداری لیاپانوف استخراج شده اند، استفاده می شود. کنترولر بعدی، یک کنترولر تکمیلی مالتی مُدال سیستم تحریک می باشد. در این کنترولر، هر مُد پیچشی از طریق یک مسیر فیدبک مجزا برای دستیابی به میرایی مالتی مُدال، کنترل می شود. برای داشتن یک کنترولر مقاوم، پارامترهای کنترولر پیشنهادی در چندین شرایط بهره برداری سیستم قدرت بهینه می شوند. عمل بهینه سازی همزمان برای پارامترهای کنترلی پایدار با در نظر گرفتن مُدهای چندگانه و تحت شرایط بهره برداری متفاوت به یک مسئله بهینه سازی غیرخطی مقید فرموله می شود. در این پایان نامه، از روش بهینه سازی آشوب برای حل این مسئله بهینه سازی با کارآیی بالا استفاده می شود. به منظور تنظیم ولتاژ و کنترل توان راکتیو در سیستم های قدرت، کندانسورهای سنکرون در شین های پرمصرف نصب می شوند. در این پایان نامه، تاثیر کندانسور سنکرون بر روی تشدید زیرسنکرون و نوسانات فرکانس پایین در یک سیستم قدرت بررسی می شود. کندانسور سنکرون به منظور میراسازی نوسانات پیچشی و کنترل توان راکتیو در یک شین میانی در خط انتقال نصب می شود. قابل ذکر است که ژنراتور به هیچ کنترلی تجهیز نمی شود. وقتیکه کندانسور سنکرون در خطوط انتقال نصب می شود، نوسانات ژنراتور بطور موثری مهار می شود زیر کندانسور سنکرون می تواند عدم تعادل انرژی ناشی از اغتشاشات را در سیستم قدرت جبران کند. پیشرفت های اخیر در الکترونیک قدرت یک مکانیزم انعطاف پذیر برای کنترل سیستم های قدرت فراهم آورده است. ادوات facts که نتیجه همین پیشرفت ها می باشند، را می توان برای هر هدف کنترلی در سیستم های قدرت بکار برد. در این پایان نامه، یک جبرانساز توان راکتیو (svc) برای حذف نوسانات زیرسنکرون پیشنهاد می شود. این جبرانسازها معمولاً برای کنترل توان و تنظیم ولتاژ در سیستم های قدرت مورد استفاده قرار می گیرند بطوریکه قادر به میراسازی نوسانات در این سیستم ها نمی باشند. از این رو، یک کنترولر کمکی بنام کنترولر زیرسنکرون تکمیلی (ssdc) برای افزایش میرایی svc طراحی می شود. مجدداً از الگوریتم بهینه سازی آشوب برای بهینه سازی پارامترهای ssdc استفاده می شود. با استفاده از یک سیگنال پایدارساز ساده، ssdc ولتاژ خروجی svc را در مُدهای پیچشی مدوله می کند. بنابراین، نوسانات سریعاً میرا می شوند. نتایج بدست آمده برای تمامی کنترولرهای پیشنهادی حاکی از میراسازی نوسانات پیچشی می باشد به گونه ای نوسانات و ارتعاشات ایجاد شده بر روی قسمت های مختلف شفت به حداقل می رسد.