شناسایی ترکیبی سیستم های قدرت ابعاد بزرگ و جایابی بهینه کنترل کننده های نامتمرکز غیر خطی مقاوم در سیستم های ابعاد بزرگ (کاربرد در سیستم های قدرت)

در این رساله، سه بحث شناسایی، کنترل و جایابی بهینه کنترل کننده های نامتمرکز در سیستم های ابعاد بزرگ بررسی می گردند. در بحث شناسایی، روشی برمبنای تکنیک h? جهت شناسایی سیستم های ابعاد بزرگ غیرخطی افاین پیشنهاد شده است. شرط اعمال شده جهت معتبر بودن روش اینست که یا تمام حالت های سیستم قابل اندازه گیری باشند یا بتوان با استفاده از تخمین بعضی سیگنال ها، تخمینی از سایر سیگنال ها را به صورت لحظه ای به دست آورد. این روش برای شناسایی پارامترهای مدل فضای حالت غیرخطی سیستم قدرت ابعاد بزرگ استفاده شده و منجر به ارایه دو روش مبتنی بر مدلسازی جعبه خاکستری شده است. در مدل سیستم قدرت، ولتاژ تحریک به عنوان ورودی و توان راکتیو خروجی و زاویه روتور به عنوان خروجی هر زیرسیستم درنظر گرفته شده اند. در هر دو روش، از روابط ریاضی پارامترهای ماشین سنکرون و سایر عناصر شبکه مانند خط انتقال، برای شناسایی پارامترها و مدل فضای حالت سیستم ابعاد بزرگ استفاده گردیده است. در روش اول، سیگنال اثرات تداخلی به عنوان یک ورودی قابل اندازه گیری درنظر گرفته شده است. روش پیشنهادی نیاز به اندازه گیری زاویه روتور ژنراتور، توان اکتیو و راکتیو ژنراتور، جریان آرمیچر، ولتاژ و جریان میدان تحریک هر ژنراتور به صورت محلی دارد. با استفاده از این اندازه گیری ها، پارامترهای ژنراتورهای سیستم ابعاد بزرگ به دست می آیند. روش دوم مبتنی بر ساختار درختی است. در این روش، تخمین پارامترهای هر زیرسیستم به صورت محلی انجام می شود. سپس، با ارسال اطلاعات محلی تمامی زیرسیستم ها به هماهنگ کننده مرکزی، پارامترهای مربوط به اثرات تداخلی به دست می آیند. بحث های کنترل مقاوم و جایابی کنترل کننده مقاوم سیستم های ابعاد بزرگ به دو بخش خطی و غیرخطی تقسیم شده است. در بحث خطی، ضمن اشاره به روش متداول طراحی کنترل کننده خطی h? با استفاده از تکنیک lmi، روشی جهت تنظیم پارامترهای یک کنترل کننده با ساختار معلوم و پارامترهای مجهول، مطرح گردیده است. سپس، روشی جهت بهینه سازی تعداد کنترل کننده ها مطرح شده است. هدف روش پیشنهادی، کاهش تعداد کنترل کننده ها به گونه ای است که سیستم ابعاد بزرگ پایدار مجانبی بوده و مقاوم بودن سیستم تا یک سطح عملکرد از پیش تعیین شده، تضمین گردد. در بحث غیرخطی، به بسط تیوری های خطی به مدل سیستم های ابعاد بزرگ غیرخطی افاین پرداخته شده است. دو روش تابع انرژی و خطی سازی فیدبک جهت طراحی کنترل کننده غیرخطی h? در سیستم های ابعاد بزرگ توسعه داده شده اند. توسعه روش تابع انرژی، سبب دستیابی به یک نامساوی ماتریسی همیلتون- ژاکوبی می گردد. نامساوی مذکور به مدل سیستم ابعاد بزرگ و به مدل اثرات تداخلی وابسته است و حل آن تاحدودی مشکل می باشد. درصورت حل آن نامساوی، می توان کنترل کننده نامتمرکز فیدبک حالت برای هر زیرسیستم طراحی نمود که بتواند پایداری و مقاوم بودن سیستم ابعاد بزرگ را تضمین نماید. در توسعه روش خطی سازی فیدبک، رابطه ای برای کنترل کننده به دست می آید که تضمینی بر نامتمرکز بودن آن نیست؛ ولیکن حل این مسیله بسیار ساده تر از روش تابع انرژی می باشد. کنترل کننده حاصل از این روش، حاوی دو بلوک خواهد بود. یک بلوک تابعی غیرخطی از حالت ها، ورودی و سایر سیگنال های سیستم می باشد. بلوک دیگر حاوی کنترل کننده خطی است. در انتها، روشی جهت بهینه سازی تعداد کنترل کننده های نامتمرکز غیرخطی h? به شرطی که پایداری مجانبی و مقاوم بودن سیستم تا یک سطح عملکرد خاص تضمین شود، ارایه شده است. کلیه روش های پیشنهادی، بر روی یک شبکه قدرت نمونه حاوی پنج زیرسیستم آزمایش شده و نتایج آن به تفصیل آورده شده است.