طراحی پایدارساز مقاوم مرتبه ثابت سیستم قدرت با استفاده از نامساوی‌های ماتریس خطی

برق، الکترونیک، مخابرات
دانلود پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی برق طراحی پایدارساز مقاوم مرتبه ثابت سیستم قدرت با استفاده از نامساوی‌های ماتریس خطی 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 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. 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: سیستم های قدرت نابرابری ماتریس خطی پایداری سیستم قدرت نوسانگر با بسامد وردش‌پذیر طراحی پایدار كننده های مقاوم طراحی سیستم قدرت به کمک رایانه فهرست مطالب چكیده : 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 فركانس كم در سیستم های قدرت 21 2-3- مدلسازی سیستمهای قدرت تك ماشینه 22 شكل (2-1) سیستم تك ماشین شین بینهایت 22 مدل ماشین سنكرون: 23 معادله مكانیكی (نوسان): 24 شكل (2-2) بلوك دیاگرام تابع انتقال برای مطالعه پدیدة نوسانات با فركانس كم 26 2-4- طراحی پایدار كننده های سیستم قدرت (PSS) 27 مراحل طراحی PSS: 28 محاسبه فركانس مود الكترومكانیكی: 28 طراحی جبران كننده فاز: 29 3- طراحی گین: 30 4- طراحی بلوك reset : 30 شكل (2-3) - بلوك دیاگرام PSS 31 2-5- مدلسازی سیستم قدرت چند ماشینه: 31 (شكل 2-4) بلوك دیاگرام ماشین سنكرون در یك سیستم قدرت چند ماشینه 32 فصل سوم :كنترل مقاوم : 33 3-2- مسئله كنترل مقاوم: 34 3-2-1- مدل سیستم: 34 3-2-2- عدم قطعیت در مدلسازی: 36 كنترل مقاوم در واقع تلاشی در جهت ایجاد مصالحه بین این دو وضعیت می باشد. 38 3-3- تاریخچه كنترل مقاوم: 41 3-3-1- سیر پیشرفت تئوری: 41 3-3-2- معرفی شاخه های كنترل مقاوم: 43 الف) شاخه مقادیر تكین: 43 ب) شاخه : 45 پ) شاخه Kharitonov : 46 3-4- طراحی كنترل كننده های مقاوم برای خانواده ای از توابع انتقال [54] 49 3-4-1- بیان صورت مسئله: 49 3-4-2- تعاریف و مقدمات: 50 شكل (3-1) بلوك دیاگرام سیستم به همراه كنترل كننده 50 3-5- پایدار سازی مقاوم سیستم های بازه ای 60 قضیه (3-5): 65 فصل چهارم : طراحی پایدار كننده 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-‌مقایسه‌عملكرد دو نوع پایدار كننده به كمك شبیه سازی كامپیوتری: 139 فصل ششم: بیان نتایج : 152