طراحی کنترل‌کننده‌ی STATCOM با استفاده از الگوریتم پسگام مقاوم بهبودیافته مبتنی بر PSO جهت کاهش اغتشاشات سیگنال بزرگ در سیستم‌های قدرت

روش‌های هوشمند در صنعت برق

مقاله 1، دوره 10، شماره 37، اردیبهشت 1398، صفحه 3-12   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

فریبرز حقیقت دار فشارکی^{* 1}؛ علیرضا حق شناس²

¹استادیار، دانشکده مهندسی برق، واحد نجف آباد،دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران

²کارشناس ارشد، دانشکده مهندسی برق، واحد نجف آباد،دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران

چکیده

در این مقاله به منظور تضعیف اغتشاش در سیستم تک ماشینه متصل به شین بی‌نهایت یک جبران‌کننده سنکرون استاتیکی توسط الگوریتم پسگام مقاوم بهبود‌یافته مبتنی بر رویکرد بهینه‌سازی ازدحام ذرات پیشنهاد شده است. در رویکرد پیشنهادی از روش پسگام تطبیقی برای ایجاد تابع ذخیره‌سازی جهت تضعیف اغتشاش داخلی و خارجی استفاده می‌گردد. همچنین یک کنترل‌کننده غیرخطی با ویژگی حذف تداخل و بروزرسانی قانون جایگزینی پارامترهای غیرخطی بطور همزمان بکارگرفته می‌شود. در این تحقیق، به منظور حفظ ویژگی غیر خطی، تخمین بلادرنگ پارامترهای نامعین، حصول اطمینان از مقاوم بودن و عدم حساسیت کنترل‌کننده نسبت به اغتشاش سیگنال بزرگ در سیستم STATCOM، روش کنترل مد لغزشی پسگام تطبیقی در بخش طراحی جبرانساز خطا اعمال شده است. لازم به ذکر است که کنترل‌کننده پیشنهادی دارای تعداد زیادی پارامترهای طراحی است که بر روی کارآیی و عملکرد آن تاثیرگذارند. بنابراین، در اینجا رویکرد بهینه‌سازی ازدحام ذرات به منظور تعیین پارامترهای طراحی براساس تابع هزینه انتگرال قدرمطلق خطا استفاده شده است. در نهایت، نتایج شبیه‌سازی صورت گرفته توسط نرم‌افزار MATLAB، موید کارآیی بهتر روش کنترل مد لغزشی پسگام تطبیقی بهینه پیشنهادی از نظر سرعت انطباق‌پذیری و پاسخ سیستم STATCOM نسبت به رویکرد پسگام تطبیقی متداول و کنترل مد لغزشی پسگام تطبیقی معمولی است.

کلیدواژه‌ها

اغتشاش سیگنال بزرگ؛ جبران‌کننده سنکرون استاتیکی؛ الگوریتم پسگام تطبیقی مقاوم؛ کنترل مد لغزشی؛ الگوریتم بهینه‌سازی ازدحام ذرات

مراجع

[1] Q. Lu, S.W. Mei, "Vital basic research on modern power systems geared to 21st century", Progress in Nature Science, Vol.10, No.8, pp.585-593, Aug. 2000.

[2] N. Jiang, S. Li, T. Liu, X. Dong, "Nonlinear large disturbance attenuation controller design for the power systems with STATCOM", Applied Mathematics and Computation, Vol.219, No. 20, pp.10378–10386, June2013.

[3] J. Fu, R. Ma, T. Chai, "Global finite-time stabilization of a class of switched nonlinear systems with the powers of positive odd rational numbers", Automatica, Vol.54, pp.360–373, April2015.

[4] B. Niu, L. Liu, Y. Liu, "Adaptive backstepping-based fuzzy tracking control scheme for output-constrained nonlinear switched lower triangular systems with time-delays", Neurocomputing, Vol.175, pp.759–767, Jan. 2016.

[5] Y. Li, S. Tong, T. Li, "Hybrid fuzzy adaptive output feedback control design for uncertain MIMO nonlinear systems with time-varying delays and input saturation", IEEE Trans. on Fuzzy Systems, Vol.24, pp.841–853, Aug.2016.

[6] Y. Li, S. Tong, T. Li, "Composite adaptive fuzzy output feedback control design for uncertain nonlinear strict-feedback systems with input saturation", IEEE Trans. on Cybernetics, Vol.45, pp.2299–2308, Oct. 2015.

[7] L.Y. Sun, J. Zhao, "Adaptive coordinated passivation control for generator excitation and thyristor controlled series compensation system", Control Engineering Practice, Vol.17, No. 7, pp.766–772, July 2009.

[8] Y. Wan, J. Zhao, "Extended backstepping method for single-machine infinite-bus power systems with SMES",  IEEE Trans. on Control Systems Technology, Vol.21, No. 3, pp.915–923, May 2013.

[9] W.L. Li, S. Liu, G. Jiang, G.M Dimirovski, "Adaptive robust backstepping design for nonlinear steam valve controller", 6th World Congress on Intelligent Control and Automation,  pp.7439-7443, 21-23 June 2006.

[10] L.Y. Sun, S. Tong, Y. Liu, "Adaptive backstepping sliding mode H∞ control of static var compensator", EEE Trans. on Control Systems Technology, Vol.19, No. 5, pp. 1178–1185, Sep. 2011.

[11] J. Xie, J. Zhao, "Model reference adaptive control for switched LPV systems and its application", IET Control Theory and Applications, Vol.10, No. 17, pp.2204–2212, Nov. 2016.

[12] B. Niu, X. Zhao, X. Fan, Y. Cheng, "A new control method for state-constrained nonlinear switched systems with application to chemical process", International Journal of Control, Vol. 88, pp.1693–1701, Jan. 2015.

 [13] Y. Wan, J. Zhao, G.M. Dimirovski, "Nonlinear adaptive control for multi-machine power systems with boiler-turbine-generator unit", International Transactions on Electrical Energy Systems, Vol.25, No. 5, pp.859–875, May 2015.

[14] J. Faiz, G. Shahgholian, M. Eshan, "Modeling and simulation of the single phasor voltage source UPS Inverter with forth order output filter", Journal of Intellingence procedures in Electricql Technology, Vol. 1, No. 4, pp. 58-63, 2011.

[15] R. Ma, J. Zhao, "Backstepping design for global stabilization of switched nonlinear systems in lower triangular form under arbitrary switchings", Automatica, Vol. 46, No. 11, pp.1819–1823, Nov. 2010.

[16] Q.Y. Su, W.Z. Quan, G.W. Cai, J. Li "An improved adaptive backstepping sliding mode control for generator steam valves of nonlinear power systems",  IET Control Theory and Applications, Vol.11, No. 9, pp.1414–1419, May 2017.

[17] Y. Wan, J. Zhao, G.M. Dimirovski, "Robust adaptive control for a single-machine infinite-bus power system with an SVC", Control Engineering Practice, Vol.30, pp.132–139,  Sep.2014.

[18] Q. Chen, X.M. Ren, N.A. Jing, "Adaptive backstepping control of chaotic system with uncertain parameters", Transactions of Beijing Institude of Technology, Vol. 31, No. 31, pp.158–162, Feb 2011.

[19] R.C. Eberhart, Y. Shi. "Comparison between genetic algorithms and particle swarm optimization", International Conference on Evolutionary Programming,  Evolutionary Programming, pp.611-616, 1998.