سفارش تبلیغ
صبا ویژن
دل دفتر اندیشه است . [امام علی علیه السلام]
 
جمعه 97 فروردین 3 , ساعت 12:34 صبح

مدل ژنراتور

شکل 1 یک سیستم قدرت ( ) تک ماشین باس بی نهایت را نشان می دهد.  سیستم شامل یک ژنراتور سنکرون متصل به شبکه از طریق خطوط انتقال است.

 

شکل 1. تک ماشین باس بی نهایت سیستم قدرت

 

سومین مدل ژنراتور پویا، ساده سازی ژنراتور واقعی را ارائه می دهد. اگر چه، به طور گسترده ای در حال توسعه کنترل کننده های تحریک با استفاده از توانایی برای حفظ ویژگی های مختلف پویایی سیستم قدرت آن است. مدل ژنراتور پویا سوم می تواند به صورت زیر نوشته شود (معادل 1): 0

 

جایی که

:   زاویه قدرت ژنراتور.
  : سرعت ماشین سنکرون.

 : سرعت روتور نسبی ژنراتور ( )  سرعت زاویه ای ژنراتور بود.
 : ثابت جابجایی.
 : ثابت میرایی.
 : توان الکتریکی راکتیو.
 : ورودی توان مکانیکی.
 : محور مستقیم ثابت زمانی مدار باز گذرا
 : معادل  در سیم پیچ تحریک کننده ژنراتور.
 :     در محور چهار بعدی.
معادله توان الکتریکی اکتیو توسط (معادله 2) داده می شود.

 

EMF  در محور چهار بعدی توسط (معادله 3) داده می شود.

 

جایی که

  : مجموع مقاومت القایی است که مقاومت القایی مستقیم ژنراتور را در نظر می گیرد.

 :  مجموع مقاومت القایی است که  مقاومت القایی مستقیم مولد را در نظر می گیرد.

 مقاومت القایی خط انتقال.

  مقاومت القایی ترانسفورماتور است.

معادله در سیم پیچی القایی ژنراتور می تواند توسط (معادل 4) بیان شود.

 

 : افزایش تقویت کننده القایی

 : ورودی به تقویت کننده SCR ژنراتور.

ولتاژ نهایی ژنراتور به صورت معادله 5 بیان می شود.

 

B. ساختار پایدار کننده سیستم قدرت ( )

  دستگاهی است که برای بهبود پایداری سیستم های قدرت با اضافه کردن یک سیگنال کنترل کمکی، ، به ورودی تنظیم کننده ولتاژ اتوماتیک  استفاده می شود. نقش اصلی  این است که محدودیت های پایداری یک سیستم قدرت را با کاهش نوسانات سرعت روتور ژنراتور افزایش دهد.  باید اجزای نیروی گشتاور الکتریکی را در فاز با تغییر سرعت چرخش تولید کند که می تواند به طور مستقیم به عنوان یک سیگنال ورودی مورد استفاده قرار گیرد.

شکل 2 ساختار PSS مورد استفاده در مطالعه حاضر را نشان می دهد.

 

شکل 2 ساختار پایدار کننده سیستم قدرت.

به طور عمده تشکیل شده از:

 بهره   که مقدار میرایی مورد نیاز فراهم شده توسط   را به منظور تضعیف نوسانات سیستم قدرت، بدون خطر دگرگونی پایداری را تعیین می کند.

 یک بلوک washout (فیلتر بالا گذر) که نوسانات فرکانس بسیار پایین را از بین می برد و تنها در طی تغییرات سرعت عمل می کند. ثابت زمانی   این قطعه به طور کلی در محدوده 1 تا 20 ثانیه است.

یک بلوک جبران کننده فاز که برای حرکت حالت نوسان ناپایدار به سمت چپ صفحه طراحی شده است تا پایداری سیستم را تضمین کند. ثابت زمانی این بلوک عموما در محدوده 01/0 تا 6 ثانیه است.
باید با یک محدود کننده برای کاهش نفوذ نامطلوب آن در فازهای گذرا تنظیم شود.  حداقل و حداکثر مقدار محدود کننده از 02/0 به 1/0 به ازای هر واحد است.

در بخش بعد ما الگوریتم ژنتیک را برای بهینه سازی پارامترهای مختلف  به منظور بهبود عملکرد آن پیشنهاد می کنیم این روش غیر خطی نامیده می شود زیرا طبیعت غیر خطی سیستم قدرت را قبلا با روش های دیگر نادیده گرفته است.  تأثیر سازگاری پارامترهای  در پاراگراف زیر شرح داده شده است.

3.طراحی

الگوریتم ژنتیک ( ) جمعیت ژن ها را با استفاده از دستگاه های انتخاب طبیعی و ژنتیک تکامل می دهد.  این یک تابع هزینه بر اساس یک معیار عملکرد برای محاسبه "سازگاری" استفاده می کند [ ]. الگوریتم ژنتیک یکی از شناخته شده ترین روشهای بهینه سازی است این الگوریتم نام خود را از تکامل بیولوژیک موجودات زنده در دنیای واقعی می گیرد. این الگوریتم به دنبال شبیه سازی فرایند انتخاب طبیعی در یک محیط است. برعکس ، طرح الهام بخشیدن به تئوری تکامل توسط  پیشنهاد شده به طوری که مناسب ترین "افراد" تمایل دارند تا به اندازه کافی برای تکثیر زندگی کنند در حالی که افراد ضعیف تمایل به ناپدید شدن دارند. علاوه بر این، این روش غیر خطی نامیده می شود، زیرا در نظر گرفتن ماهیت غیر خطی سیستم قدرت که قبلا توسط روش های دیگر نادیده گرفته شده است.  تاثیر سازگاری پارامترهای  در این پاراگراف شرح داده شده که می توانیم مراحل اصلی  را به صورت زیر خلاصه کنیم:

. 1مقدار دهی جمعیت اولیه
. 2انتخاب پارامتر: اجازه می دهد تا انتخاب پدر و مادر برای نسل جدید در الگوریتم ژنتیکی مشخص شود.

. 3تولید مثل: قویترین افراد قادر به تکثیر و نسل بیشتری از دیگران خواهند بود.   هر کروموزوم شامل مجموعه ای از عناصر به نام ویژگی ها یا ژن ها است. هدف به دست آوردن حداکثر تناسب اندام از این  ترکیب بهینه عناصراست. در هر تکرار (نسل جمعیت) جمعیت جدیدی از جمعیت قبلی ایجاد می شود. عبور پارامتر: ترکیبی از دو فرد پدر و مادر را نشان می دهد که افراد کوچک را برای نسل جدید در الگوریتم ژنتیک تشکیل می دهد. جهش پارامتر: تغییر تصادفی یک کروموزوم فرد در یک جمعیت را مشخص می کند تا فرد متولد شده نسل جدید را تشکیل دهد.

4. تابع هدف (سازگاری) را محاسبه کنید و معیار توقف را بررسی کنید.

 .5 با یک جمعیت جدید تکمیل کنید و به مرحله دوم بازگردید.

مراحل لازم الگوریتم ژنتیک را می توان در فلوچارت نشان داده شده در شکل 3 خلاصه کرد.

 

شکل 3 فلوچارت الگوریتم ژنتیک.

در این کار و با استفاده از الگوریتم ژنتیک، هدف ما یافتن پارامترهای مطلوب ، از پایدار کننده پیشنهادی   GAPSSاست.
برای این منظور، ما تغییرات سرعت زاویه ای را انتخاب کردیم تا به حداقل برسانیم. با توجه به تابع هدف ( )  سازگاری توسط معیار زیر تعریف می شود:

 

به عنوان یک قاعده کلی، سیستم به طوری که معیار "انتگرال خطای مطلق ضرب در زمان" انتخاب شده به حداقل برسد بهتر تنظیم خواهد شد. پارامترهای الگوریتم ژنتیکی مانند اندازه جمعیت، احتمال عبور، احتمال جهش و تعداد تولید در جدول 1 آمده است. علاوه بر این، زمینه تحقیق پارامترهای سیستم در این جدول شرح داده شده است. جدول 2 پارامترهای مختلف سیستم را نشان می دهد که بین مقادیر بهینه شده و غیر بهینه شده تفاوت وجود دارد.


جمعه 97 فروردین 3 , ساعت 12:34 صبح

مدل ژنراتور

شکل 1 یک سیستم قدرت ( ) تک ماشین باس بی نهایت را نشان می دهد.  سیستم شامل یک ژنراتور سنکرون متصل به شبکه از طریق خطوط انتقال است.

 

شکل 1. تک ماشین باس بی نهایت سیستم قدرت

 

سومین مدل ژنراتور پویا، ساده سازی ژنراتور واقعی را ارائه می دهد. اگر چه، به طور گسترده ای در حال توسعه کنترل کننده های تحریک با استفاده از توانایی برای حفظ ویژگی های مختلف پویایی سیستم قدرت آن است. مدل ژنراتور پویا سوم می تواند به صورت زیر نوشته شود (معادل 1): 0

 

جایی که

:   زاویه قدرت ژنراتور.
  : سرعت ماشین سنکرون.

 : سرعت روتور نسبی ژنراتور ( )  سرعت زاویه ای ژنراتور بود.
 : ثابت جابجایی.
 : ثابت میرایی.
 : توان الکتریکی راکتیو.
 : ورودی توان مکانیکی.
 : محور مستقیم ثابت زمانی مدار باز گذرا
 : معادل  در سیم پیچ تحریک کننده ژنراتور.
 :     در محور چهار بعدی.
معادله توان الکتریکی اکتیو توسط (معادله 2) داده می شود.

 

EMF  در محور چهار بعدی توسط (معادله 3) داده می شود.

 

جایی که

  : مجموع مقاومت القایی است که مقاومت القایی مستقیم ژنراتور را در نظر می گیرد.

 :  مجموع مقاومت القایی است که  مقاومت القایی مستقیم مولد را در نظر می گیرد.

 مقاومت القایی خط انتقال.

  مقاومت القایی ترانسفورماتور است.

معادله در سیم پیچی القایی ژنراتور می تواند توسط (معادل 4) بیان شود.

 

 : افزایش تقویت کننده القایی

 : ورودی به تقویت کننده SCR ژنراتور.

ولتاژ نهایی ژنراتور به صورت معادله 5 بیان می شود.

 

B. ساختار پایدار کننده سیستم قدرت ( )

  دستگاهی است که برای بهبود پایداری سیستم های قدرت با اضافه کردن یک سیگنال کنترل کمکی، ، به ورودی تنظیم کننده ولتاژ اتوماتیک  استفاده می شود. نقش اصلی  این است که محدودیت های پایداری یک سیستم قدرت را با کاهش نوسانات سرعت روتور ژنراتور افزایش دهد.  باید اجزای نیروی گشتاور الکتریکی را در فاز با تغییر سرعت چرخش تولید کند که می تواند به طور مستقیم به عنوان یک سیگنال ورودی مورد استفاده قرار گیرد.

شکل 2 ساختار PSS مورد استفاده در مطالعه حاضر را نشان می دهد.

 

شکل 2 ساختار پایدار کننده سیستم قدرت.

به طور عمده تشکیل شده از:

 بهره   که مقدار میرایی مورد نیاز فراهم شده توسط   را به منظور تضعیف نوسانات سیستم قدرت، بدون خطر دگرگونی پایداری را تعیین می کند.

 یک بلوک washout (فیلتر بالا گذر) که نوسانات فرکانس بسیار پایین را از بین می برد و تنها در طی تغییرات سرعت عمل می کند. ثابت زمانی   این قطعه به طور کلی در محدوده 1 تا 20 ثانیه است.

یک بلوک جبران کننده فاز که برای حرکت حالت نوسان ناپایدار به سمت چپ صفحه طراحی شده است تا پایداری سیستم را تضمین کند. ثابت زمانی این بلوک عموما در محدوده 01/0 تا 6 ثانیه است.
باید با یک محدود کننده برای کاهش نفوذ نامطلوب آن در فازهای گذرا تنظیم شود.  حداقل و حداکثر مقدار محدود کننده از 02/0 به 1/0 به ازای هر واحد است.

در بخش بعد ما الگوریتم ژنتیک را برای بهینه سازی پارامترهای مختلف  به منظور بهبود عملکرد آن پیشنهاد می کنیم این روش غیر خطی نامیده می شود زیرا طبیعت غیر خطی سیستم قدرت را قبلا با روش های دیگر نادیده گرفته است.  تأثیر سازگاری پارامترهای  در پاراگراف زیر شرح داده شده است.

3.طراحی

الگوریتم ژنتیک ( ) جمعیت ژن ها را با استفاده از دستگاه های انتخاب طبیعی و ژنتیک تکامل می دهد.  این یک تابع هزینه بر اساس یک معیار عملکرد برای محاسبه "سازگاری" استفاده می کند [ ]. الگوریتم ژنتیک یکی از شناخته شده ترین روشهای بهینه سازی است این الگوریتم نام خود را از تکامل بیولوژیک موجودات زنده در دنیای واقعی می گیرد. این الگوریتم به دنبال شبیه سازی فرایند انتخاب طبیعی در یک محیط است. برعکس ، طرح الهام بخشیدن به تئوری تکامل توسط  پیشنهاد شده به طوری که مناسب ترین "افراد" تمایل دارند تا به اندازه کافی برای تکثیر زندگی کنند در حالی که افراد ضعیف تمایل به ناپدید شدن دارند. علاوه بر این، این روش غیر خطی نامیده می شود، زیرا در نظر گرفتن ماهیت غیر خطی سیستم قدرت که قبلا توسط روش های دیگر نادیده گرفته شده است.  تاثیر سازگاری پارامترهای  در این پاراگراف شرح داده شده که می توانیم مراحل اصلی  را به صورت زیر خلاصه کنیم:

. 1مقدار دهی جمعیت اولیه
. 2انتخاب پارامتر: اجازه می دهد تا انتخاب پدر و مادر برای نسل جدید در الگوریتم ژنتیکی مشخص شود.

. 3تولید مثل: قویترین افراد قادر به تکثیر و نسل بیشتری از دیگران خواهند بود.   هر کروموزوم شامل مجموعه ای از عناصر به نام ویژگی ها یا ژن ها است. هدف به دست آوردن حداکثر تناسب اندام از این  ترکیب بهینه عناصراست. در هر تکرار (نسل جمعیت) جمعیت جدیدی از جمعیت قبلی ایجاد می شود. عبور پارامتر: ترکیبی از دو فرد پدر و مادر را نشان می دهد که افراد کوچک را برای نسل جدید در الگوریتم ژنتیک تشکیل می دهد. جهش پارامتر: تغییر تصادفی یک کروموزوم فرد در یک جمعیت را مشخص می کند تا فرد متولد شده نسل جدید را تشکیل دهد.

4. تابع هدف (سازگاری) را محاسبه کنید و معیار توقف را بررسی کنید.

 .5 با یک جمعیت جدید تکمیل کنید و به مرحله دوم بازگردید.

مراحل لازم الگوریتم ژنتیک را می توان در فلوچارت نشان داده شده در شکل 3 خلاصه کرد.

 

شکل 3 فلوچارت الگوریتم ژنتیک.

در این کار و با استفاده از الگوریتم ژنتیک، هدف ما یافتن پارامترهای مطلوب ، از پایدار کننده پیشنهادی   GAPSSاست.
برای این منظور، ما تغییرات سرعت زاویه ای را انتخاب کردیم تا به حداقل برسانیم. با توجه به تابع هدف ( )  سازگاری توسط معیار زیر تعریف می شود:

 

به عنوان یک قاعده کلی، سیستم به طوری که معیار "انتگرال خطای مطلق ضرب در زمان" انتخاب شده به حداقل برسد بهتر تنظیم خواهد شد. پارامترهای الگوریتم ژنتیکی مانند اندازه جمعیت، احتمال عبور، احتمال جهش و تعداد تولید در جدول 1 آمده است. علاوه بر این، زمینه تحقیق پارامترهای سیستم در این جدول شرح داده شده است. جدول 2 پارامترهای مختلف سیستم را نشان می دهد که بین مقادیر بهینه شده و غیر بهینه شده تفاوت وجود دارد.


چهارشنبه 97 فروردین 1 , ساعت 12:12 صبح
-چه نسبتی باهاش داری؟
+آرزوی سال تحویلمه.


شنبه 96 اسفند 26 , ساعت 11:38 عصر
گاهگاهی به خودم می نگرم

در فراسوی رویا و خیال

جایی ماورای احساس گناه

خسته از تزویر و ریا

من به خود می نگرم

در مرور خاطرات به عقب می نگرم

ناگزیر روح خود را به تمسخر می گیرم

گاهگاهی به خودم می نگرم


پنج شنبه 96 اسفند 24 , ساعت 7:56 عصر

قدرت سیستم های مدرن، سیستم های متصل به بسیاری از نیروگاه های بزرگ با سیستم انتقال و توزیع پیچیده هستند و روز به روز از طریق توسعه ی عظیم با توجه به نیاز روزافزون به برق، پیچیده تر می شوند. پایداری سیستم قدرت برای ایجاد اعتماد قدرت به مصرف کننده بسیار مهم است. اصطلاح "ثبات" برای یک سیستم قدرت توسط توانایی سیستم برای بازگرداندن عملکرد آن به حالت پایدار در حداقل زمان ممکن پس از اینکه به نوعی تداخل یا اختلال در سیستم رخ داد، تعریف می شود. سیگنال ثبات کوچک یکی از مشکلات پایداری اولیه مواجهه با دستگاه های همزمان از شبکه برق است که LFO ها را ناشی از اختلالات ایجاد می کند. دو نوع سیستم نوسان در سیستم های قدرت یافت می شوند که نوسانات حالت های متفاوتی هستند نوسانات حالت محلی و نوسانات حالت درون محدوده، که در آن در یک منطقه خاص ژنراتورهای یک ناحیه تحت تاثیر نوسان ژنراتور از مناطق دیگر قرار می گیرد، در حالی که حالت محلی با توجه به نوسان یکدیگر به ژنراتورها است. استفاده از رگولاتور ولتاژ اتوماتیک (AVR) با ژنراتورهای همزمان برای حفظ ولتاژ ثابت، گشتاور مهار کننده روتور را کاهش می دهد و LFO ها را تولید می کند اگر این نوسانات برای یک دوره طولانی ادامه یابد در صورتی که ماندگاری کافی در دسترس نباشد حتی ممکن است توان قدرت انتقال سیستم منجر به قطع شدن شبکه شود. بنابراین سیستم قدرت برای خنثی کردن این نوسانات برای حفظ هماهنگی ژنراتورها در طول اختلالات بسیار مهم است تثبیت کننده های سیستم قدرت (PSS) می توانند این LFO ها را با تولید سیگنال کنترل اضافی برای سیستم تحریک ژنراتور خنثی کنند PSS بر اساس اصل روش جبران فاز کار می کند و عملکرد آن برای خنثی کردن LFO ها بستگی به تنظیم مناسب پارامترهای حیاتی آن است.تعداد زیادی از تکنیک های هوشمند که به طور کلی بر اساس رویکردهای هوشمندانه و تکاملی هستند، در ادبیات اخیر برای طراحی PSS برای خنک شدن نوسانات سیگنال کوچک یافت شده است. در میان این تکنیک ها، الگوریتم ژنتیک ، الگوریتم جستجوی بت ، الگوریتم نگهداری باکتری ، الگوریتم جستجوی عقب نشینی ، کلونی های زنبور عسل مصنوعی ، شبکه عصبی و رگرسیون برداری  به طور گسترده ای برای تنظیم پارامترها در صنعت برق استفاده می شود.

برای این اهداف، صنایع نیز از تکنیک های متداول مانند PSS استفاده می کنند اما با توجه به عملکرد بهتر و کارایی روش های بهینه سازی اکتشافی، توجه بیشتری نسبت به تکنیک های متداول دارند، اما بیشتر تکنیک های اکتشافی دقیق هستند و راه حل دقیقا بهینه سازی را تضمین نمی کنند که راه حلی بهتر نسبت به بقیه است، بنابراین احتمال دارد که در حداقل مکان به دام افتاده یا در یک مرحله زودرس همگرا شود. با این حال، ابرهارت و کندی یک الگوریتم جستجوی تحولی الهام گرفته PSO از رفتار اجتماعی دسته پرندگان و دسته ماهی هاست.  PSO  در مکان حالت مطلوب گرفتار نشده و می تواند به طور موفقیت آمیز از راه حل مطلوب جهانی استفاده کند. در نتیجه، برای حل بسیاری از مشکلات مهندسی از جمله مسئله بهینه سازی چند هدف قرار دادن بهینه از واحدهای اندازه گیری فازور، تخصیص منابع توزیع انرژی ، اعزام نیروی واکنش پذیر بهینه ، در سیستم قدرت شبکه های کاربرد دارد. در این مقاله، یک تکنیک متفاوتی بر به نام PSO مبتنی بر هوشمند داری برای تنظیم پارامترهای PSS استفاده می شود. عملکرد PSS تنظیم شده در PSO در خاموش کردن LFO ها در یک شبکه بی کران یکپارچه باس (SMIB)  با نتایج بدست آمده از مزایای ثابت PSS مقایسه شده است. علاوه بر این، نسبت کمترین مقدار خنک کننده و مقادیر ویژه شبکه PSO  با کار ارجاعی که با استفاده از رویکرد بهینه سازی اکتشافی مانند الگوریتم جستجوی عقب نشینی (BSA) مورد استفاده قرار می گیرد مقایسه می شود.

3.مدلسازی قدرت سیستم

همانطور که در شکل 1 نشان داده شده محل بار یک سیستم SMIB  در نظر گرفته شده که شامل ژن ترکیبی مجهز به PSS است .یک خط انتقال، ژنراتور را به یک باس بی نهایت متصل می کند که نشان می دهد بقیه سیستم قدرت و ولتاژ و فرکانس آن باس ثابت باقی می ماند.

 

شکل 1 سیستم بی کران باس دستگاه  با PSS

در سیستم  SMIB ژنراتور سنکرون در نظر گرفته شده از مدل مرتبه چهارم است که موسسه مهندسی برق و الکترونیک (IEEE) استاندارد نوع تحریک سیستم به صورت زیر داده شده است:

 

ولتاژ ترمینال و قدرت خروجی ژنراتور می تواند از لحاظ مقادیر محور مستقیم و چهار بعدی، یعنی جریان و ولتاژ مطابق معادلات زیر بیان شود:

 

جایی که ولتاژ محور مستقیم و چهار بعدی را می توان با معادلات زیر بیان کرد:

 

 

مدل خطی شبکه SMIB از مرجع [2] گرفته شده است، جایی که اثر متقابل بین متغیرها با شش ثابت (K1-K6) نشان داده شده است. ارئه خطی سیستم از شکل 1 به شرح زیر است:

 

 

4.پایداری سیستم قدرت

 

شکلل 2 تا 4 به ترتیب PSS مبتنی بر کنترل کننده انقباض پیوسته (PI)، نسبت کامل گرفته شده (PID) و انحراف معیار را نشان می دهند. در اینجا PSS ها تغییر فرکانس زاویه ای ژنراتور  را به عنوان ورودی و بازگشت سیگنال کنترل (uPSS) به عنوان خروجی هستند. قطعه های شکست یا استراحت کنترل کننده را در حین حالت پایدار سیستم قدرت غیر فعال می کند و قطعه های محدود کننده دامنه سیگنال های کنترل را محدود می کند.

پس از اتصال PSS، بردارهای حالت و  برای سیستم SMIB به دست می آیند.

 

شکل 4 ساختارپس فاز-پیش فاز PSS

مدل فضای حالت شبکه برق متصل به ماشین مجرد (SMIB) با PSS مبتنی بر کنترل کننده PID، PID و پایدار سرب ر می تواند درمرجع [15]  ببینید.  علاوه بر این، پارامترهای مربوطه از منابع [14]و [15] گرفته شده است.

5. مشکل بهینه سازی پیشنهاد شده

برای بهبود میرایی شبکه الکتریکی ،مشکل بهینه سازی  تابع هدف می تواند  با هدف حداکثر رساندن نرخ میرایی حداقل به صورت فرمول زیر ارائه شود:

 

که در آن  کمترین نرخ میرایی که از مقادیر خاص یک مجموعه جمعیت به دست می آید.  مقدار نسبت ماندگاری را می توان از قسمت واقعی و بخش خیالی از مقادیر ویژه به صورت زیر محاسبه کرد:

 

مقادیر ویژه  به دست آمده از ماتریس سیستم معادلات (12) - (9) و همچنین معادلات سیستم  اضافه شده از ساختار PSS استفاده می شود. با این حال، مشکل طراحی PSS مبتنی بر PI کنترل دارای محدودیت های زیر است:

 

مشکل طراحی PSS مبتنی بر کنترل کننده PID دارای محدودیت های زیر است:

 

مشکل طراحی PSS مبتنی بر کنترل کننده انقباض پس فاز- پیش فاز دارای محدودیت های زیر است:

 

پارامترهای محدودیت ارائه شده در بالا از طریق الگوریتم جستجوی بکترک بهینه سازی می شوند.

 

4.بهینه سازی ازدحام ذرات (PSO)

در ابتدا، PSO با جمعیتی از راه حل های تصادفی شروع می شود و سپس به دنبال راه حل بهینه جهانی می رود اگرچه به طور مداوم ارتقا جمعیت است.  بخش های زیراز این بخش خلاصه مراحل روش PSO را نشان می دهند:

گام یک: مقداردهی اولیه
تولید موقعیت های تصادفی PSO و سرعت برای ذرات از فضاهای جستجو با استفاده از معادلات زیربدست می آید.

 

جایی کهi  و j اندازه ذرات و ابعاد تشکیل دهنده هستند. U توزیع یکنواخت است و مرزهای پایین تر و بالاتر از پارامترهای  و  را نشان می دهد. حداقل و حداکثر مقادیر سرعت برای هر ذره با استفاده از معادلات زیر تعیین می شود:

 

جایی که NN = 10  برای این مقاله به وسیله  یک روش آزمایشی و خطا انتخاب شده است.

 

مرحله :b تست سازگاری و ذخیره بهترین راه حل

سازگاری تمام ذرات ارزیابی می شود و براین اساس بهترین موقعیت های فردی و جهانی به روز و ذخیره می شود و در نهایت بهترین موقعیت به عنوان راه حل بهینه انتخاب می شود.

 

نمودار5. نمودارگردشی بهینه سازی ازدحام ذرات (PSO)

 

مرحله :c به روز رسانی وزن، سرعت و موقعیت

برای به روز رسانی وزن، سرعت و موقعیت ذرات از فرمول زیر استفاده شده است. اگر موقعیت ها و سرعت ذرات نقاط حداقل یا حداکثر خود را محدود کنند، به ترتیب به حداقل یا حداکثر مقادیر تنظیم می شوند.

 

جایی که  برای این مقاله انتخاب شده اند و  و   اعداد تصادفی در [0، 1] از طریق  خطای سیستماتیک است. علاوه براین  = بهترین موقعیت مکانی و  = بهترین موقعیت کلی در تولید نیرو (t-1).

مرحله d: بررسی معیارهای پایانی

برای جلوگیری از همگرایی زود رس معیارهای پایانی پس از 230 تولید بررسی می شود و اگر تابع هدف دیگر برای 270 تولید دیگر باقی بماند یا برنامه به حداکثر تعداد تولید های پیش تعیین شده خود برسد، برنامه متوقف می شود موقعیت ها و سرعت های بیشتری برای ذرات ایجاد می کند و در نهایت الگوریتم پایان می یابد. شکل 5 نمودار جریان  گردشی کامل رویکرد بهینه سازی ازدحام ذرات را فراهم می کند.

5. نتایج شبیه سازی و بحث

. Aمقادی ویژه و تحلیل نسبت کم میرایی

شکل 6 تغییرات تابع هدف (نسبت کم ماندگاری) را برای هفت عملکرد مختلف با توجه به تعدادی از تکرارهای پیشین نشان می دهد، در حالی که بهینه سازی PSS مبتنی بر کنترل کننده پایداری منجر می شود. این گراف اعتماد روش پیشنهادی PSO را فراهم می کند، زیرا هر اجرا با مقدار معینی (~ ) تابع هدف متوقف می شود. در نتیجه، می توان نتیجه گرفت که با وجود جمعیت اولیه،  PSO  قادر به یافتن راه حل بهینه جهانی است که پایداری روش پیشنهادی را تضمین می کند. با این حال، تغییرات توابع هدف برای PSS  مبتنی بر کنترل کننده PI و PID به دلیل کوتاهی ارائه نشده است.

 

شکل 6 .تغییرات تابع هدف برای هفت عملکرد مختلف

 

مقادیر ویژه با حداقل نسبت میرایی مدل خطی شده بدون PSS و با انواع مختلف PSS مبتنی بر کنترل کننده تنظیم شده با PSO در جدول 1 و2  خلاصه شده است. علاوه بر این، نتایج به دست آمده از کار ارجاع شده با استفاده از BSA برای همان شبکه و پارامترها نیز در جدول 1 و 2 آمده است. پیشنهادات PSO پیشنهاد شده و مراجع BSA اشاره داشتند که با همان حداقل مقدار میرایی برای PI کنترل می شود، همانطور که در جدول 1 دیده می شود نسبت میزان به دست آمده در مقایسه با سیستم بدون PSS بسیار زیاد است. همانطور که در جدول 2 دیده می شود، حداقل نسبت میرایی برای PSS مبتنی بر کنترل کننده PID  با رویکرد پیشنهادی کمی کمتر از کار ارجاع شده است. با این حال، رویکرد پیشنهادی PSO، نسبت پایین تری  به میزان پایین آمدن برای PSS مبتنی بر کنترل کننده پس فاز- پیش فاز بر مبنای BSA ارجاع شده را به دست آورد.

 

همانطور که از دو جدول 1  و 2 دیده می شود، رویکرد پیشنهادی PSO بهترین نسبت میرایی را برای PSS مبتنی بر کنترل کننده پس فاز- پیش فاز بر روی کنترل کننده های دیگر و کارهای ارجاعی به دست می آورد. در نتیجه، عملکرد شبکه قدرت پس از اعمال هر گونه اختلال بیرونی تنها PSO بهینه سازی شده توسط پس فاز- پیش فاز مبتنی بر PSS بر اساس کنترل در بخش زیر به دلیل کوتاهی در نظر گرفته شده است.

B. عملکرد رویکرد پیشنهادی پس از اینکه در معرض یک اختلال قرار دارد

ظرفیت سقوط یک شبکه SIMBelectric پس از قرار گرفتن در معرض اختلال خارجی با استفاده از پایداری و PSO مبتنی بر PSO مبتنی بر کنترل پس فاز- پیش فاز بهینه شده با بهینه سازی PSS با توجه به بررسی برتر PSS تنظیم شده PSO تجزیه و تحلیل شده است. ورودی پالس 10? نیروی گشتاورمکانیکی از s به s اعمال شده است و پاسخ سیستم مربوطه پایدارو طراحی شده است. PSO  تنظیم شده PSS شاهد عملکرد بهتر در شبیه سازی دامنه زمانی نسبت به مقدار ثابت شده است. متغیرهای حالت برای مدل خطی شده بدون PSS  و با استفاده از پایداری PSS مبتنی بر کنترل کننده پایه پیشروی PSO در نمودارهای زیر نمایش داده می شود. شکل 7 رفتار زاویه روتور ماشین برای سیستم SMIB را نشان می دهد. از شکل 7 می توان  نشان داد که مدل خطی بدونPSS از حد فراتر می رود و باعث می شود که سیستم به دلیل اختلال در شبکه برق ناپایدار شود.

از سوی دیگر، هر دو ثابت پایدار PSO پس فاز پیش فاز PSO تنظیم شده پس از تجربه اختلال (قدرت شتاب) سیستم پایداری است، اما درصد بیش از حد، و همچنین زمان حل و فصل برای متعارف، بیشتر از PSS تنظیم PSO که نشان دهنده برتر بودن PSS تنظیم شده PSS بیش از یکی از معمول است.

همانطور که در شکل 8 مشاهده می شود، هر دو PSS تنظیم شده و PSO تنظیم شده، فرکانس زاویه ای دستگاه SMIB را پس از تجربه اختلال خارجی ثابت می کند و PSS تنظیم PSO نشان می دهد که پاسخ بهتر و سریع تر از پاسخ معمولی است.

 

شکل 7 زاویه روتور با توجه به زمان

 

 

شکل 8 فرکانس زاویهای درمیدان با توجه به زمان

 

 

شکل 9 ولتاژ داخلی تولید شده توسط EMF  میدان تولید شده در زمان مناسب

رفتار ولتاژ داخلی در شکل 9 ارائه شده است. در این شکل، درصد بیش از حد برای کنترل PSO تنظیم شده است در حالی که زمان حل و فصل برای PSS متعارف بالاتر است. اگر تصمیم گیرندگان سازنده علاقه مند به پایداری سیستم سریع شود (زمان استهلاک پایین تر) آنگاه عملکرد کنترل کننده PSO بهتر می شود. شکل 10 سیگنال های کنترل برای PSS مبتنی بر PSO و متعارف را نشان می دهد. اگر چه دامنه PSS تنظیم شده PSO بالاتر است، نوسانات سیستم را قبل از حفظ دامنه سیگنال کنترل یک حد پیش تعیین شده (pu 0.1 ~) کاهش می دهد.


<      1   2   3   4   5   >>   >

لیست کل یادداشت های این وبلاگ