دانلود پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی برق
طراحی پایدارساز مقاوم مرتبه ثابت سیستم قدرت با استفاده از نامساوی‌های ماتریس خطی
چکیده :
توسعه
شبکه های قدرت نوسانات خود به خودی با فرکانس کم را، در سیستم به همراه
داشته است. بروز اغتشاش هایی نسبتاً کوچک و ناگهانی در شبکه 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
کار و مقادیر پارامترهای سیستم ممکن است این نوسانات برای مدت طولانی
ادامه یافته و در بدترین حالت دامنه آنها نیز افزایش یابد. امروزه جهت
بهبود میرایی نوسانات با فرکانس کم سیستم، در اغلب شبکه های قدرت پایدار
کننده های سیستم قدرت (PSS) به کار گرفته می شود.
این
پایدار کننده ها بر اساس مدل تک ماشین – شین بینهایتِ سیستم در یک نقطه
کار مشخص طراحی می شوند. بنابراین ممکن است با تغییر پارامترها و یا تغیر
نقطه کار شبکه، پایداری سیستم در نقطه کار جدید تهدید شود.موضوع این پایان
نامه طراحی پایدار کننده های مقاوم برای سیستم های قدرت است، به قسمی که
پایداری سیستم در محدوده وسیعی از تغییر پارامترها و تغییر شرایط نقطه کار
تضمین شود. در این راستا ابتدا به مطالعه اثر تغییر پارامترهای بر پایداری
سیستم های قدرت تک ماشینه و چند ماشینه پرداخته می شود.
سپس
دو روش طراحی کنترل کننده های مقاوم تشریح شده، و در مسئله مورد مطالعه به
کار گرفته می شوند. سرانجام ضمن نقد و بررسی این روش ها، یک روش جدید برای
طراحی PSS ارائه می شود. در این روش مسئله طراحی پایدار کننده مقاوم به
مسئله پایدار کردن مجموعه ای از مدلهای سیستم در نقاط کار مختلف تبدیل می
شود. این مسئله نیز به یک مسئله استاندارد بهینه سازی تبدیل شده و با
استفاده از روش های برنامه ریزی غیر خطی حل می گردد. سرانجام کارایی روش
فوق در طراحی پایدار کننده های مقاوم برای یک سیستم قدرت چند ماشینه در دو
مسئله مختلف (اثر تغییر پارامترها بر پایداری دینامیکی و تداخل PSS ها)
تحقیق شده و برتری آن بر روش کلاسیک به اثبات می رسد.
کلمات کلیدی:
سیستم های قدرت
نابرابری ماتریس خطی
پایداری سیستم قدرت
نوسانگر با بسامد وردش‌پذیر
طراحی پایدار کننده های مقاوم
طراحی سیستم قدرت به کمک رایانه
فهرست مطالب
چکیده : 4
فصل اول کلیات
1-1- پیشگفتار: 6
1-2- رئوس مطالب : 10
1-3- تاریخچه 12
فصل دوم:پایداری دینامیکی 21
2-2- نوسانات با فرکانس کم در سیستم های قدرت 21
2-3- مدلسازی سیستمهای قدرت تک ماشینه 22
شکل (2-1) سیستم تک ماشین شین بینهایت 22
مدل ماشین سنکرون: 23
معادله مکانیکی (نوسان): 24
شکل (2-2) بلوک دیاگرام تابع انتقال برای مطالعه پدیدة نوسانات با فرکانس کم 26
2-4- طراحی پایدار کننده های سیستم قدرت (PSS) 27
مراحل طراحی PSS: 28
محاسبه فرکانس مود الکترومکانیکی: 28
طراحی جبران کننده فاز: 29
3- طراحی گین: 30
4- طراحی بلوک reset : 30
شکل (2-3) - بلوک دیاگرام PSS 31
2-5- مدلسازی سیستم قدرت چند ماشینه: 31
(شکل 2-4) بلوک دیاگرام ماشین سنکرون در یک سیستم قدرت چند ماشینه 32
فصل سوم :کنترل مقاوم : 33
3-2- مسئله کنترل مقاوم: 34
3-2-1- مدل سیستم: 34
3-2-2- عدم قطعیت در مدلسازی: 36
کنترل مقاوم در واقع تلاشی در جهت ایجاد مصالحه بین این دو وضعیت می باشد. 38
3-3- تاریخچه کنترل مقاوم: 41
3-3-1- سیر پیشرفت تئوری: 41
3-3-2- معرفی شاخه های کنترل مقاوم: 43
الف) شاخه مقادیر تکین: 43
ب) شاخه : 45
پ) شاخه Kharitonov : 46
3-4- طراحی کنترل کننده های مقاوم برای خانواده ای از توابع انتقال [54] 49
3-4-1- بیان صورت مسئله: 49
3-4-2- تعاریف و مقدمات: 50
شکل (3-1) بلوک دیاگرام سیستم به همراه کنترل کننده 50
3-5- پایدار سازی مقاوم سیستم های بازه ای 60
قضیه (3-5): 65
فصل چهارم : طراحی پایدار کننده های مقاوم برای سیستم های قدرت : 73
4-2- طراحی پایدار کننده های مقاوم به روش Nevanlinna – Pick 75
4-2-1- مدل سیستم: 75
4-2-2- طرح یک مثال: 77
4-2-3 – طراحی پایدار کننده مقاوم به روش Nevanlinna – Pick 79
4-2-2- بررسی نتایج: 84
4-2-5- نقدی بر مقاله: 85
4-3-4- پاسخ سیستم به ورودی پله: 99
4-4- طراحی پایدار کننده های مقاوم برای سیستم های قدرت چند ماشینه 101
4-4-1- اثر تغییر پارامترهای بر پایداری دینامیکی: 101
4-4-2- مدلسازی تغییر پارامترها به کمک سیستم های بازه ای: 104
یک مسئله بهینه سازی در حالت کلی عبارت است از : 110
4-5-4- نتیجه گیری: 123
فصل پنجم: استفاده از ورش طراحی جدید در حل چند مسئله : 128
5-2-1- تداخل PSSها : 130
5-2-4-مقایسه‌عملکرد دو نوع پایدار کننده به کمک شبیه سازی کامپیوتری: 139
فصل ششم: بیان نتایج : 152
