طراحی کنترل‌کننده میرایی ناحیه گسترده برای مبدل ذخیره‌ساز انرژی متصل شده به واحد‌بادی و فتوولتاییک با در نظر گرفتن تاخیر‌های زمانی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی (نظری)

نویسندگان

1 استادیار فنی گروه برق دانشگاه فنی و حرفه ای استان زنجان

2 دانشگاه فنی و حرفه ای

10.48301/kssa.2023.375788.2372

چکیده

علاوه‌بر تمامی مزایای انرژی‌های تجدیدپذیر، استفاده از آنها به صورت توربین‌های بادی و سلول‌های خورشیدی در شبکه‌های برق به منظور تامین توان مورد نیاز می‌تواند یک عامل منفی از دید پایداری در سیستم‌های قدرت محسوب شود. هدف اصلی این مقاله طراحی کنترل‌کننده میرایی ناحیه گسترده(WADC) ، در مبدل مربوط به سیستم ذخیره‌ساز انرژی باتری (BESS) متصل به منابع انرژی تجدیدپذیر شامل فتوولتاییک و ژنراتور سنکرون مغناطیس دائم در شبکه قدرت بزرگ مقیاس می‌باشد. روش موجود مبتنی بر ماتریس‌های وزن آزاد (FWM) است. به طوریکه ابتدا بر اساس تئوری کنترل بهینه مبتنی بر فیدبک وابسته به تاخیر، مجموعه‌ای از قیود مرتبط با نابرابری ماتریس خطی (LMI) فرموله‌بندی می‌شوند. سپس به منظور فراهم آوردن پارامترهای کنترل بهینه که می‌تواند بیشترین تاخیر زمانی را تحمل کند، از رویکرد ماتریس‌های وزن آزاد برای حل مسئله زمان وابسته به تاخیر زمانی استفاده می‌شود. در این راستا، یک الگوریتم تکراری مبتنی بر خطی‌سازی مکمل مخروطی برای جستجوی پارامترهای کنترل بهینه نیز ارائه شده است. و در نهایت، نتایج شبیهسازی غیرخطی بر روی سیستم قدرت 5 ناحیهای 16 ماشینه با استفاده از نرم‌افزار MATLAB انجام شده است. بطوریکه بر اساس نتایج شبیه‌سازی، مطلوب بودن کنترل‌کننده پیشنهادی تحت عدم‌قطعیت‌های موجود در این مقاله به وضوح نشان داده شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Design of Wide-Area Damping Controller for Converter of Energy Storage System Connected to Wind and Photovoltaic Units Considering Time Delays

نویسندگان [English]

  • MOHSEN DARABIAN 1
  • saeed behzadpour 2
  • sajad yousefi 2
2 Technical and vocational university
چکیده [English]

In addition to all the advantages of renewable energies, their use in the form of wind turbines and solar cells in power grids to provide the required power can be considered a negative factor from the point of view of stability in power systems. The main aim of this paper is design of wide-area damping controller (WADC) in converter of battery energy storage system connected to renewable energy sources including photovoltaic and permanent magnet synchronous generator (PMSG) in large-scale power system. The proposed approach is based on Free-Weighting Matrices(FWM). At first, by using optimal control theory based on delay-dependent feedback, a set of constraints related to linear matrix inequality(LMI) are formulated. Then, for obtaining parameters of optimal control that can tolerate maximum time delay, the FWM approach is employed to solve time dependent on the time delay. In this regard, an iterative algorithm based on conical complement linearization has been also presented to search for parameters of optimal control. Finally, non-linear simulation is implemented on 5-area 16-machine power system in MATLAB. The simulation results clearly demonstrate the desirability of the proposed controller under existing uncertainties.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Power system stability
  • Battery energy storage system
  • Photovoltaic
  • linear matrix inequality