معرفی یک الگوریتم تخمین میرایی نوسانات الکترومکانیکی شبکه قدرت

نیاز به انرژی الکتریکی با کمترین توقف، باعث تمرکز حجم وسیعی از مطالعات بر روی مکانیزم های کنترلی برای بهبود پایداری در شبکه های قدرت شده است. توسعه و گسترش شبکه های الکتریکی، تنوع روش های تولید انرژی الکتریکی و همچنین تاثیر متقابل نیروگاه ها بر یکدیگر از دیگر دلایل بررسی پایداری شبکه های الکتریکی از دیدگاه های مختلف در دو دهه ی اخیر بوده است. اما پایداری شبکه های الکتریکی همواره با چالش های جدی روبه رو است. شبکه های الکتریکی همواره با اغتشاش های گوناگون از جمله خطاهای اتصال کوتاه، نوسان های الکترومکانیکی، فرکانس زیر سنکرون و اغتشاشاتی از این دست روبه رو هستند. این عوامل می تواند باعث تولید سیگنال های سینوسی، سینوسی میرا و جریان مستقیم میرا شود که تاثیر منفی بر روی پایداری شبکه قدرت و نیروگاه ها دارند. این سیگنال ها معمولا نامطلوب بوده و حتی می تواند ناپایداری شبکه قدرت و نیروگاه را به همراه داشته باشد. بنابراین لازم است با مکانیزمی این سیگنال ها شناسایی شود و اثر آن بر سیستم کاهش داده شود. از بین مدل هایی که برای سیگنال های اغتشاش شبکه قدرت در نظر گرفته می شود، سیگنال های سینوسی میرا اهمیت ویژه ای دارند، زیرا در زمینه های گوناگون از جمله نوسان های الکترومکانیکی، فرکانس رزونانس زیر سنکرون و حالت های دینامیکی بعد از حذف خطا ظاهر می شوند. بنابراین ارائه الگوریتمی کارا که توانایی شناسایی پارامترهای یک سیگنال سینوسی میرا را دارد، ضروری به نظر می رسد. با توجه به اهمیت شناسایی نوسان های الکترومکانیکی در بین اغتشاش های با مدل سینوسی میرا، این پایان نامه بر روی نوسان های الکترومکانیکی متمرکز شده است. در این پایان نامه، یک الگوریتم تطبیقی، جهت تخمین فرکانس و ضریب میرایی سیگنال های سینوسی میرا ارائه شده است. الگوریتم ارائه شده تعمیم یافته ساختار انتگرالگیر تعمیم یافته مرتبه دوم است. ساختارانتگرالگیر تعمیم یافته مرتبه دوم به همراه یک قانون تخمین برای شناسایی پارامترهای یک سیگنال سینوسی استفاده می شود. الگوریتم پیشنهادی از یک فیلتر مرتبه دو به همراه دو قانون تنظیم تشکیل شده است که به طور مستقیم تخمین فرکانس و ضریب میرایی را بدست می دهند. پایداری الگوریتم پیشنهادی با استفاده از قضیه میانگین گیری و مفاهیم خمینه انتگرال اثبات شده است. جنبه های گوناگون الگوریتم ارائه شده از طریق شبیه سازی کامپیوتری مورد بررسی قرار گرفته است. شبیه سازی های انجام شده نشان می دهند الگوریتم پیشنهادی توانایی تعقیب تغییرات پله ای پارامترها و استخراج سیگنال های مجموع چند سیگنال سینوسی میرا را نیز دارا است. همچنین الگوریتم پیشنهادی بر روی سیستم دو ناحیه ای کاندور شبیه سازی شده است که عمکرد مناسب الگوریتم را نشان می دهد. در ادامه با استفاده از الگوریتم پیشنهادی برای تخمین فرکانس و ضریب میرایی سیگنال های سینوسی میرا، یک الگوریتم کنترلی بر مبنای اصل مدل داخلی برای کنترل نوسان های میرا در شبکه قدرت ارائه شده است. بازسازی دینامیک اغتشاش در حلقه کنترلی ایده ی اصلی این روش است. عدم نیاز به پارامترهای سیستم قدرت، کم بودن پارامترهای طراحی، سادگی و حساسیت کم به انتخاب شرایط اولیه از مزایای روش پیشنهادی است. پایدارساز سیستم قدرت و روش های کنترل بهینه از روش های به کار گرفته شده در زمینه بهبود پایداری است ولی عملکرد در یک نقطه خاص، نیاز به پارامترهای سیستم قدرت برای طراحی و هزینه بالا از معایب این روش ها است. همچنین نیاز به کلیه حالت ها، روش های کنترل بهینه را هزینه بر ساخته است. این معایب در روش پیشنهادی وجود ندارد. روش کنترلی پیشنهادی بر روی دو شبکه قدرت در در شبیه ساز سیستم قدرت شبیه سازی شده است و از جنبه های گوناگون مورد بررسی قرار گرفته است.