طراحی مشاهده گر و کنترل کننده غیرخطی برای سیستم تحریک ماشین سنکرون در سیستم قدرت

با رشد سیستم های قدرت لازم است نگاه ویژه ای به استفاده از ادوات انتقال ac قابل انعطاف (facts) و همچنین تحلیل های غیرخطی جهت حفظ پایداری دینامیکی سیستم انجام گیرد. ادوات facts، اثرات قابل ملاحظه ای در تعدیل اثرات وقوع خطا دارند که با فراهم نمودن منبعی کمکی برای تامین توان راکتیو، این مهم صورت می گیرد. هم چنین تحلیل های غیرخطی، مشکل اصلی در تکنیک های کنترل خطی با ناحیه عملکرد کوچک را، برطرف می سازند. در این بین استفاده از مشاهده گر، نیاز به اندازه گیری تمامی متغیرهای حالت سیستم را رفع می نماید. در این پروژه، ابتدا سیستم تحریک به دو صورت خطی و غیرخطی برای سیستم قدرت تک ماشینه طراحی شده است و عملکرد هر دو سیستم به هنگام وقوع خطا بررسی می شود. مشکل اصلی در استفاده از تحریک خطی، عدم عملکرد مناسب کنترل کننده به هنگام وقوع خطا بزرگ در سیستم می باشد. چراکه تکنیک های خطی تنها در یک نقطه کار معین مناسب می باشند و اغتشاش بزرگ باعث تنوع در نقاط کار سیستم می شود. همچنین برای سیستم تحریک غیرخطی، مشاهده گر غیرخطی طراحی شده است. این طراحی براساس مدل سیستم می باشد که با استفاده از روش خطی سازی فیدبک به طور کامل خطی شده است. مشاهده گر این امکان را فراهم می نماید که سرعت ژنراتور را، بدون نیاز به اندازه گیری تعیین نماییم. در ادامه جبران ساز استاتیکی (statcom) که یکی از مهم ترین ادوات facts می باشد به دو فرم خطی و غیرخطی طراحی شده و به همراه تحریک خطی در سیستم قدرت تک ماشینه و در شرایط وقوع خطا، مورد بررسی قرار گرفته اند. statcom غیرخطی در مقایسه با فرم خطی آن، در کاهش نوسانات سرعت عملکرد بهتری دارد. با این وجود هماهنگی تحریک غیرخطی به همراه statcom غیرخطی پایداری سیستم را بهبود می بخشد. از روش خطی سازی فیدبک برای طراحی کنترل کننده های غیرخطی سیستم تحریک و statcom استفاده شده است و پارامترهای کنترلی جهت هماهنگی عملکرد آنها، مشخص شده اند. هم چنین پروژه حاضر به هماهنگی بهینه کنترل کننده های غیرخطی هردو سیستم تحریک و statcom در سیستم تک ماشینه متصل به شین بی نهایت (smib) می پردازد. با استفاده از الگوریتم اجتماع ذرات، هماهنگی لازم بین اجزا سیستم قدرت صورت می گیرد. نتایج حاصل از بهینه سازی پارامترهای کنترلی بر روی مشاهده گر سیستم تحریک نیز اعمال شده است. نتایج شبیه سازی حاکی از بهبود رفتار سرعت ژنراتور به هنگام وقوع خطا با هماهنگ سازی بهینه کنترل کننده های غیرخطی می باشد. هم چنین استفاده از پارامترهای بهینه شده در بهبود رفتار مشاهده گر سیستم تحریک، موثر واقع شده است.