موضوع این پایان نامه طراحی پایدار كننده های مقاوم برای سیستم های قدرت است، به قسمی كه پایداری سیستم در محدوده وسیعی از تغییر پارامترها و تغییر شرایط نقطه كار تضمین شود
| دسته بندی | برق، الکترونیک، مخابرات |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 3348 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 155 |
دانلود پایان نامه مهندسی برق
طراحی پایدارساز مقاوم برای سیستم قدرت
چكیده :
توسعه شبكه های قدرت نوسانات خود به خودی با فركانس كم را، در سیستم به همراه داشته است. بروز اغتشاش هایی نسبتاً كوچك و ناگهانی در شبكه باعث بوجود آمدن چنین نوساناتی در سیستم می شود. در حالت عادی این نوسانات بسرعت میرا شده و دامنه نوسانات از مقدار معینی فراتر نمی رود. اما بسته به شرایط نقطه كار و مقادیر پارامترهای سیستم ممكن است این نوسانات برای مدت طولانی ادامه یافته و در بدترین حالت دامنه آنها نیز افزایش یابد. امروزه جهت بهبود میرایی نوسانات با فركانس كم سیستم، در اغلب شبكه های قدرت پایدار كننده های سیستم قدرت (PSS) به كار گرفته می شود.
این پایدار كننده ها بر اساس مدل تك ماشین – شین بینهایتِ سیستم در یك نقطه كار مشخص طراحی می شوند. بنابراین ممكن است با تغییر پارامترها و یا تغیر نقطه كار شبكه، پایداری سیستم در نقطه كار جدید تهدید شود.موضوع این پایان نامه طراحی پایدارساز مقاوم برای سیستم قدرت است، به قسمی كه پایداری سیستم در محدوده وسیعی از تغییر پارامترها و تغییر شرایط نقطه كار تضمین شود. در این راستا ابتدا به مطالعه اثر تغییر پارامترهای بر پایداری سیستم های قدرت تك ماشینه و چند ماشینه پرداخته می شود. سپس دو روش طراحی كنترل كننده های مقاوم تشریح شده، و در مسئله مورد مطالعه به كار گرفته می شوند.
سرانجام ضمن نقد و بررسی این روش ها، یك روش جدید برای طراحی PSS ارائه می شود. در این روش مسئله طراحی پایدار كننده مقاوم به مسئله پایدار كردن مجموعه ای از مدلهای سیستم در نقاط كار مختلف تبدیل می شود. این مسئله نیز به یك مسئله استاندارد بهینه سازی تبدیل شده و با استفاده از روش های برنامه ریزی غیر خطی حل می گردد. سرانجام كارایی روش فوق در طراحی پایدار كننده های مقاوم برای یك سیستم قدرت چند ماشینه در دو مسئله مختلف (اثر تغییر پارامترها بر پایداری دینامیكی و تداخل PSS ها) تحقیق شده و برتری آن بر روش كلاسیك به اثبات می رسد.
کلمات کلیدی:
طراحی پایدارساز مقاوم
پایدار كننده های سیستم قدرت
طراحی پایدار كننده های مقاوم برای سیستم های قدرت
مقدمه:
افزایش روز افزون مصرف انرژی الكتریكی، توسعه سیستم های قدرت را بدنبال داشته است بطوریكه امروزه برخی از سیستم های قدرت در جغرافیایی به وسعت یك قاره گسترده شده اند. به موازات این توسعه كه با مزایای متعددی همراه است، در شاخه دینامیك سیستم های قدرت نیز مانند سایر شاخه ها مسائل جدیدی مطرح شده است. از جمله این مسائل می توان به پدیده نوسانات با فركانس كم، تشدید زیر سنكرون (SSR)، و سقوط ولتاژ اشاره كرد.
پدیده نوسانات با فركانس كم در این میان از اهمیت ویژه ای برخوردار است و در بحث پایداری دینامیكی سیستم های قدرت مورد توجه قرار می گیرد. بروز اغتشاش های مختلف در شبكه، انحراف سیستم از نقطه تعادل پایدار را به دنبال دارد، در چنین وضعیتی به شرط اینكه سنكرونیزم شبكه از دست نرود، سیستم با نوسانات فركانس كم به نقطه تعادل جدید نزدیك می شود. هنگامی كه یك ژنراتور به تنهایی كار می كند، نوسانات با فركانس كم به دلیل میرایی ذاتی به شكل نسبتاً قابل قبولی میرا می شوند.
اما كاربرد برخی از المان ها مانند تحریك كننده های سریع، با اثر دینامیك قسمت های مختلف شبكه ممكن است باعث تزریق میرایی منفی به شبكه شود، به طوریكه نوسانات فركانس كم شبكه به شكل مطلوبی میرا نشده و یا حتی از میرایی منفی برخوردار شوند. بدیهی است افزایش میرایی مودهای الكترومكانیكی سیستم در چنین وضعیتی می تواند به عنوان یك راه حل مورد استفاده قرار گیرد. بر این اساس پایدار كننده های سیستم قدرت (PSS) بر اساس مدل تك ماشین – شین بینهایت طراحی شده و در محدوده وسیعی به كار گرفته می شوند. از دید تئوری كنترل، پایدار كننده های فوق در واقع یك كنترل كننده كلاسیك با تقدیم فاز می باشد كه بر اساس مدل خطی سیستم در یك نقطه كار مشخص طراحی می شوند.
فهرست مطالب
استفاده از پایدار كننده های سیستم قدرت جهت بهبود میرایی نوسانات با فركانس كم سیستم
چكیده
فصل اول – مقدمه
1-1- پیشگفتار4
1-2- رئوس مطالب 7
1-3- تاریخچه 9
فصل دوم : پایداری دینامیكی سیستم های قدرت
2-1- پایداری دینامیكی سیستم های قدرت16
2-2- نوسانات با فركانس كم در سیستم های قدرت 17
2-3- مدلسازی سیستمهای قدرت تك ماشینه 18
2-4- طراحی پایدار كننده های سیستم قدرت (PSS) 23
2-5- مدلسازی سیستم قدرت چند ماشینه27
فصل سوم: كنترل مقاوم
3-1-كنترل مقاوم 30
3-2- مسئله كنترل مقاوم31
3-2-1- مدل سیستم31
3-2-2- عدم قطعیت در مدلسازی32
3-3- تاریخچه كنترل مقاوم37
3-3-1- سیر پیشرفت تئوری37
3-3-2- معرفی شاخه های كنترل مقاوم39
3-4- طراحی كنترل كننده های مقاوم برای خانواده ای از توابع انتقال 45
3-4-1- بیان مسئله45
3-4-2- تعاریف و مقدمات46
3-4-4-تبدیل مسئله پایدارپذیری مقاوم به‌یك مسئله Nevanlinna–Pick 50
3-4-5- طراحی كنترل كننده53
3-5- پایدار سازی مقاوم سیستم های بازه ای 55
3-5-1- مقدمه و تعاریف لازم55
2-5-3- پایداری مقاوم سیستم های بازه ای59
3-5-3- طراحی پایدار كننده های مقاوم مرتبه بالا64
فصل چهارم : طراحی پایدار كننده های مقاوم برای سیستم های قدرت
4-1- طراحی پایدار كننده های مقاوم برای سیستم های قدرت 67
4-2- طراحی پایدار کننده های مقاوم به روش Nevanlinna – Pick 69
برای سیستم های قدرت تک ماشینه 69
4-2-1- مدل سیستم69
4-2-2- طرح یک مثال71
4-2-3 – طراحی پایدار کننده مقاوم به روش Nevanlinna – Pick73
4-2-2- بررسی نتایج77
4-2-5- نقدی بر مقاله78
4-3- بررسی پایداری دینامیکی یک سیستم قدرت چند ماشینه 83
4-3-1- مدل فضای حالت سیستم های قدرت چند ماشینه83
4-3-2- مشخصات یک سیستم چند ماشینه86
4-3-3-طراحی پایدار کننده های سیستم قدرت90
4-3-4- پاسخ سیستم به ورودی پله93
4-4- طراحی پایدار کننده های مقاوم برای سیستم های قدرت چند ماشینه 95
4-4-1- اثر تغییر پارامترهای بر پایداری دینامیکی95
4-4-2- مدلسازی تغییر پارامترها به کمک سیستم های بازه ای101
4-4-3-پایدارسازی مجموعه‌ای ازتوابع انتقال به کمک تکنیک‌های‌بهینه سازی105
4-4-4- استفاده از روش Kharitonov در پایدار سازی مقاوم106
4-4-5- استفاده از یک شرط کافی در پایدار سازی مقاوم110
4-5- طراحی پایدار کننده های مقاوم برای سیستم قدرت چندماشینه (2)110
4-5-1- جمع بندی مطالب110
4-5-2-طراحی پایدار کننده های‌مقاوم بر اساس مجموعه‌ای از نقاط کار111
4-5-3- مقایسه عملکرد PSS کلاسیک با کنترل کننده های جدید113
4-5-4- نتیجه گیری115
فصل پنجم : استفاده از ورش طراحی جدید در حل چند مسئله
5-1- استفاده از ورش طراحی جدید در حل چند مسئله 121
5-2- طراحی PSSهای مقاوم به منظور هماهنگ سازی PSS ها 122
5-2-1- تداخل PSSها 122
5-2-2- بررسی مسئله تداخل PSSها در یك سیستم قدرت سه ماشینه 124
5-2-3- استفاده از روش طراحی بر اساس چند نقطه كار در هماهنگ 126
انتخاب مجموعه مدلهای طراحی 127
5-2-4-مقایسه‌عملكرد دو نوع پایدار كننده به كمك شبیه سازی كامپیوتری130
5-3- طراحی كنترل كننده های بهینه ( فیدبك حالت ) قابل اطمینان برای سیستم قدرت 132
5-3-1) طراحی كننده فیدبك حالت بهینه 132
تنظیم كننده های خطی 133
5-3-2-كاربرد كنترل بهینه در پایدار سازی سیستم های قدرت چند ماشینه134
5-3-3-طراحی كنترل بهینه بر اساس مجموعه‌ای از مدلهای سیستم 136
5-3-4- پاسخ سیستم به ورودی پله 140
فصل ششم : بیان نتایج
6-1- بیان نتایج 152
دانلود پایان نامه رشته نقاشی