طراحي کنترل‌کننده يک‌پارچه توان به‌صورت دوخطي جهت بهبود پايداري شبکه
محورهای موضوعی : مهندسی برق و کامپیوترمجید نیری‌پور 1 * , علی یزدیان ورجانی 2 , مصطفی محمدیان 3
1 - دانشگاه صنعتی شیراز
2 - دانشگاه تربیت مدرس
3 - دانشگاه تربیت مدرس
کلید واژه: کنترل‌کننده يک‌پارچه توانمبدل موازيمبدل سري,
چکیده مقاله :
در اين مقاله مدل کنترل‌کننده يک‌پارچه توان (UPFC) با استفاده از فرم اصلاح‌شده معادلات دوخطي بيان شده است. سپس با استفاده از روش دوم لياپانوف و با در نظر گرفتن تابع انرژي ورودي‌ها طوری به‌دست آورده شده که تحت شرايط معيني مشتق تابع انرژي همواره نزولي باشد. در نهايت کنترل‌کننده به دو روش طراحي مي‌شود. در روش اول تغييرات متغيرهاي حالت به‌عنوان ورودي کنترل‌کننده جهت به‌دست آوردن سيگنال‌هاي مدوله‌کننده به مبدل‌هاي موازي و سري در نقطه کار اضافه مي‌شوند. در روش دوم، متغيرهاي حالت غير خطي به کنترل‌کننده مبدل سري اعمال و از کنترل‌کننده PI در مبدل موازي استفاده مي‌شود. مقايسه اين دو نوع کنترل‌کننده با کنترل‌کننده PI بيانگر کاهش دامنه نوسان اول پس از رفع اغتشاشات بزرگ مي‌باشد. سادگي کنترل‌کننده و طراحي کنترل‌کننده‌های خطي مبدل موازي و سري به‌طور هم‌زمان از مزيت‌هاي استفاده از اين روش کنترلي نسبت به کنترل‌کننده‌های PI مي‌باشد.
In this paper the model of UPFC is represented by a bilinear equation. Then with the second method of Lyapunov, the input of converter is derived such that the derivative of energy function is negative. The design of controller is carried out with two methods. In the first method, the controller is linearized at operating point. In the second method, the nonlinear method is used in the series converter and the PI controller is used in the shunt converter. Reduction of first swing peak after fault clearing is the main advantage of designed controller with respect of PI controller.
[1] E. V. Larsen, J. J. Sanchez-Gasca, and J. H. Chow, "Concepts for design of FACTs controllers to damp power swings," IEEE Trans. Power Systems, vol. 10, no. 2, pp. 948-956, May 1995.
[2] H. Wang, "A unified model for the analysis of facts devicse in damping power system oscillations – part III: unified power flow controller," IEEE Trans. on Power Delivery, vol. 15, no. 3, pp. 978-983, Jul. 2000.
[3] P. K. Dash and S. Mishra, "Damping of multimodal power system oscillations by FACTS devices using non - linear Takagi-Sugeno fuzzy controller," Electrical Power and Energy Systems, vol. 25, no. 6, pp. 481-490, 2003.
[4] R. Mihalic, P. Zunko, and D. Povh, "Improvement of transient stability using unified power flow controller," IEEE Trans. on Power System, vol. 10, no. 2, pp. 948-956, Jan. 1996.
[5] H. Chen, Y. Wang, and R. Zhou, "Analysis of voltage stability enhancement via unified power flow controller," in Proc. of IEEE Int. Conf. on Power System Technology, vol. 1, pp. 403-408, 2000.
[6] H. F. Wang, M. Jazaeri, and Y. J. Cao, "Analysis of control conflict between UPFC multiple control functions and their interaction indicator," International J. of Control, Automation, and System, vol. 3, no. 2, pp. 315-321, Jun. 2005.
[7] H. F. Wang, "Interaction and multivariable design of multiple control function of a unified power flow controller," Electrical Power and Energy Systems, vol. 24, no. 7, pp 591-600, 2002.
[8] E. Golipour and S. Saadate, "Improving of transient stability of power systems using UPFC," IEEE Trans. on Power Delivery, vol. 20, no. 2, pp. 1677-1681, Apr. 2005.
[9] K. R. Padiyar and H. V. Saikumar, "Coordinated design and performance evaluation of UPFC supplementary modulation controllers," Int. J. of Electrical Power & Energy Systems, vol. 27, no. 2, pp. 101-111, 2005.
[10] B. Lu and B. T. Ooi, "Unified power flow controller (UPFC) under nonlinear control," in Proc. Power Conversion Conference, vol. 3, pp. 1118-1123, Osaka, Japan, 2002.
[11] T. T. Ma and K. L. Lo, "Nonlinear power system damping control strategies for the unified power flow controller (UPFC)," in Proc. Int. Cong. on Power System Technology, vol. 2, pp. 673-678, Perth, Australia, Dec. 2000.
[12] H. Fujita, Y. Watanabe, and H. Akagi, "Control and analysis of a unified power flow controller," in IEEE Trans. Power Electronics, vol. 14, no. 6, pp. 1021 - 1027, Nov. 1998.
[13] A. Nabavi - Niaki and M. R. Iravani, "Steady - state and dynamic model of unified power flow controller (UPFC) for power system studies," IEEE Trans. on Power System, vol. 11, no. 4, pp. 1937-1943, Nov. 1996.
[14] I. Papic, P. Zunko, D. Povh, and M. Weinhold, "Basic control of unifield power flow controller," IEEE Trans. on Power System, vol. 12, no. 4, pp. 1734-1739, Nov. 1997.