ترجمه مقاله کنترل هماهنگ¬شده¬ی ادوات سیستم انتقال AC انعطاف¬پذیر با استفاده از کنترلرپیش¬فاز-,....

ترجمه مقاله کنترل هماهنگ¬شده¬ی ادوات سیستم انتقال AC انعطاف¬پذیر با استفاده از کنترلرپیش¬فاز-پس¬فاز فازی تکاملی با بهینه¬سازی کولونی مورچه پیوسته¬ی پ ترجمه مقاله کنترل هماهنگ¬شده¬ی ادوات سیستم انتقال AC انعطاف¬پذیر با استفاده از کنترلرپیش¬فازپس¬فاز فازی تکاملی با بهینه¬سازی کولونی مورچه پیوسته¬ی پیشرفته

دسته بندی	پژوهش
فرمت فایل	doc
حجم فایل	1727 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	12

ترجمه مقاله کنترل هماهنگ¬شده¬ی ادوات سیستم انتقال AC انعطاف¬پذیر با استفاده از کنترلرپیش¬فاز-پس¬فاز فازی تکاملی با بهینه¬سازی کولونی مورچه پیوسته¬ی پیشرفته

کنترل هماهنگ­شده­ی ادوات سیستم انتقال AC انعطاف­پذیر با استفاده از کنترلرپیش­فاز-پس­فاز فازی تکاملی با بهینه­سازی کولونی مورچه پیوسته­ی پیشرفته

چکیده

در این مقاله، یک روش کنترل پیش­فاز-پس­فاز فازی تکاملی برای کنترل هماهنگ­شده­ی ادوات سیستم انتقال AC انعطاف­پذیر (FACTS) در سیستم قدرت چندماشینه ارائه می­شود. ادوات FACTS استفاده شده عبارتند از خازن سری کنترل شده با تریستور (TCSC) و جبرانساز وار استاتیک (SVC) که هر دو دارای یک کنترلر پیش­فاز-پس­فاز فازی به منظور بهبود پایداری دینامیکی سیستم قدرت هستند. کنترلر پیش­فاز-پس­فاز فازی از  کنترلر فازی (FC) به منظور تشخیص تطبیقی پارامترهای دو کنترلر پیش­فاز-پس­فاز در هر مرحله­ی کنترلی با توجه به انحراف­های سرعت­های روتور ژنراتور استفاده می­کند. این مقاله الگوریتم  بهینه­سازی کولونی مورچه پیوسته­ی پیشرفته (ACACO) را به منظور بهینه­سازی تمام پارامترهای آزاد در FC ارائه می­کند که از کار زمان­بر انتخاب پارامتر توسط کارشناسان انسانی جلوگیری می­کند. اثر بخشی و بازده کنترلر پیش­فاز-پس­فاز فازی برای کنترل میرائی نوسانات از طریق کنترل سیستم قدرت چند ماشینه و مقایسه­ها با دیگر کنترلر­های پیش­فاز-پس­فاز و الگوریتم­های مختلف بهینه­سازی مبتنی بر ازدحام تایید می­شود.

واژگان کلیدی

بهینه­سازی کولونی مورچه، سیستم انتقال AC انعطاف­پذیر (FACTS)، کنترل فازی،  جبرانساز وار استاتیک (SVC)، هوش جمعی، خازن سری کنترل شده­ با تریستور (TCSC).

1. 1.      مقدمه

کنترل پایداری سیستم قدرت (PS) وظیفه­ی مهمی در عملیات PS است [1]. عوامل مختلف (از جمله اختلالات خارجی یا گشتاور مکانیکی داخلی) به راحتی ممکن است پایداری سیستم را تحت تاثیر قرار دهند. با پیشرفت الکترونیک قدرت، بتازگی توجه بیشتری بر کنترل ساختاریِ شبکه­های قدرت الکتریکی پرداخته شده است. در این راستا، دستگاه­های سیستم انتقال AC انعطاف­پذیر (FACTS) بسیار رایج شده­اند. با توجه به پاسخ سریع آن­ها، این دستگاه­ها بطور دینامیکی برای تنظیم ساختار شبکه به منظور افزایش عملکرد حالت ماندگار و هم­چنین پایداری دینامیکی استفاده می­شوند [2]-[5]. در دسترس بودن دستگاه­های FACTS (مانند جبران­سازهای سری کنترل شده با تریستور (TCSCها)، جبران­سازهای وار استاتیک (SVCها)، و جبران­سازهای سری سنکرون استاتیک (SSSCها)) می­تواند جبرانسازی دور و یا سری را ارائه کند [3]. با این­حال، این دستگاه­ها ممکن است با یکدیگر تداخل داشته باشند. زمانی­که پارامترهای کنترلر یک دستگاه دینامیکی برای به­دست آوردن بهترین عملکرد تنظیم می­شود، تضادهای کنترلی که بین کنترلر­های FACTS مختلف به وجود می­آید، احتمالا موجب بروز نوسانات شود [3، بخش 9]. بنابراین، کنترل هماهنگ شده­ی این دستگاه­ها بسیار مهم است [4]. TCSCها و SVCها بطور جامعی در منابع فنی مورد مطالعه قرار گرفته­اند و نشان داده شده است که بطور چشمگیری پایداری سیستم را افزایش می­دهند [6] – [8]. بنابراین، در این مقاله از این دو دستگاه استفاده می­شود و طرح کنترلی هماهنگ شده­ی جدیدی به منظور افزایش پاسخ دینامیکی یک PS چند ماشینه ارائه می­شود.

روش­های مختلف کنترل دستگاه FACTS برای میرایی نوسانات قدرت و بهبود پایداری گذرا ارائه شده است [9].  یک روش رایج برای کنترل میرایی از یک فیلتر واش­اوت استفاده می­کند که به دنبال آن یک کنترل­کننده­ی پیش­فاز-پس­فاز از مرتبه­ی m قرار دارد [10]-[14]. در کل، پارامترهای کنترلر پیش­فاز-پس­فاز با استفاده از روش موقعیت صفر-قطب طراحی می­شود [11]، [12]، [14]. PSهای جدید در مقیاس بزرگ و پیچیده هستند. بطور معمول اختلالات توپولوژی شبکه را تغییر می­دهند و منجر به یک پاسخ غیرخطی می­شوند. بنابراین، قابلیت­های قوانین کنترلی متعارف با توجه به مدل­های خطی شده محدود می­شوند. برای پرداختن به این مسئله، کنترل FACTS که از طرح کنترل فازی استفاده می­کند ارائه شده است [7]، [15]، [16]. برخلاف ساختارهای کنترلی قبلی، این مقاله طرح کنترل پیش­فاز-پس­فاز فازی را برای کنترل و هماهنگی دستگاه­های TCSC و SVC در PS چند ماشینه ارائه می­کند. در این ساختار کنترلی جدید، یک FC بطور تطبیقی به منظور تنظیم پارامترهای کنترلر­های پیش­فاز-پس­فاز در هر گام زمان کنترلی طراحی می­شود. مزیت عملکرد دستگاه­های FACTS مجهز به کنترلر پیش­فاز-پس­فاز فازی از طریق مقایسه با کنترلر­های پیش­فاز-پس­فاز متعارف تائید می­شود.

سیستم­های فازی تکاملی که سیستم­های فازی را از طریق تکنیک­های محاسبات تکاملی مبتنی بر ازدحام طراحی می­کنند [17]-[20] در دو دهه­ی گذشته مورد توجه قرار گرفته­اند. برخلاف الگوریتم ژنتیک [17] و  بهینه­سازی ازدحام ذرات (PSO) [18]، ACO پیوسته (که راه­حل­ها را در فضای پیوسته پیدا می­کند) تا حدودی یک روش بهینه­سازی جدید است [21]-[23]. به جای استفاده از الگوریتم­های ACO پیوسته، این مقاله الگوریتم ACO جدید به نام (ACACO) بهینه­سازی کولونی مورچه پیوسته پیشرفته را ارائه می­کند. از ACACO به منظور بهینه­سازی تمام پارامترهای آزاد در FC برای ساده­سازی طراحی و بهبود عملکرد کنترل PC استفاده می­شود. عملکرد ACACO از طریق مقایسه­هایی با الگوریتم­های مختلف PSO و ACO تائید می­شود.

این مقاله به شرح زیر ارائه می­شود. بخش 2 مدل FACTS را تشریح می­کند. ساختار کنترل پیش­فاز-پس­فاز فازی را بخش 3 معرفی می­کند. بخش 4 ACACO ارائه شده را توضیح می­دهد می­کند. بخش 5 چهار مثال از مسائل کنترل FACTS را ارائه می­کند. عملکرد ساختار کنترل پیش­فاز-پس­فاز فازی تکاملی پیشنهادی با عملکرد روش­های کنترل تکاملی مختلف مقایسه می­شود. در نهایت، بخش 6 نتیجه­گیری مقاله را ارائه می­کند.

ترجمه مقاله پلت¬فرم آموزش شبیه سازی برای شبکه¬های هوشمند

ترجمه مقاله پلت¬فرم آموزش شبیه سازی برای شبکه¬های هوشمند ترجمه مقاله پلت¬فرم آموزش شبیه سازی برای شبکه¬های هوشمند

دسته بندی	پژوهش
فرمت فایل	doc
حجم فایل	908 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	17

ترجمه مقاله پلت¬فرم آموزش شبیه سازی برای شبکه¬های هوشمند

چکیده

آموزشسیستم­هایقدرت بدلیل پیچیدگیروز افزون سیستم­های انرژی با چالش­های جدی روبروست. در این مقاله، یکپلت­فرم آموزشیمبتنی برشبیه­سازیبرای آموزش دانشجویانو متخصصان سیستم­های قدرت در کاربردهای شبکه هوشمند پیچیده ارائه می­شود. این سیستمبه بخش­هاییمانندشبکه برقو یاتقسیمکنترلیتقسیم می­شود وسپس ابزار تخصصیدامنه خاصمربوطهکه قادر بهشبیه­سازی رفتارکلی است استفاده می­شود.تجارب مربوط به آموزش ایجاد شدهومواد آموزشیومحیط مدل­سازی وشبیه­سازیبحث شده است. استفادهاز روش­های مدل­سازی وشبیه­سازیپیشرفته، بویژه هنگامیکهقابلیت­های جدیدیاز طریقجفت کردن شبیه­سازی ارائه می­شود،روش قابل دسترسی برای تمرین دادنو آموزش دانشجویان بصورت موثردر زمینه­میان رشته­ای سیستم­های قدرت است.

واژگان کلیدی

اتوماسیون، آموزش مهندسیبرق،محاسباتتجزیه و تحلیل سیستم قدرت، کنترل سیستم قدرت، شبیه­سازی سیستم­های قدرت،سیستم هایSCADA، شبکه های هوشمند، آموزش.

1. 1.      مقدمه و انگیزه تحقیق

وضوحا محرک­های اصلی در رسیدن به سیستم انرژی الکتریکی هوشمند افزایش منابع انرژی تجدیدپذیر (RES) (از جمله باد و خورشید)، خودروهای برق (EV)، زیرساخت­های انعطاف­پذیرتر شبکه، مدل­های بازار جدید و همچنین دستیابی به سیستم انرژی پایدار بدون انتشار گاز است [1]-[3]. نیاز به درک اتصالات داخلی بین اجزای سیستم قدرت به دلیل پیچیدگیناشی ازبازیکنانو بازیگران بی­شمار آن بطور پیوسته در حال افزایش است [4]. این نه تنهاشامل سیستم­های فیزیکیمی­شود بلکه ارتباطاتو کنترلاجزایقدرتمتصل شده و تجهیزات دیگر را نیز در بر می­گیرد [5]. به این نیازهابراساستحولاتاخیروتحقیقدرسیستم­هایسایبرفیزیکی پراخته شده است. در نتیجهاین روند لازم است تا ازجنبهآموزشیبه این موضوع پرداخته شود که حرکت سیستم­های قدرتبه سویشبکههوشمند را پوشش می­دهد [4]، [6]، [7]. هدف ازچنینشبکه­ای– مطابق تعریفوزارتانرژی ایلات متحده(DOE) -بهبودراندمان، قابلیت اطمینان،اقتصاد وپایداریشبکهبرقتوسطعملیاتو کنترلهوشمندتامین کنندگانو مصرف کنندگان است [8].

می­توان از آموزش و یادگیری مبتنی بر مفاهیم مدل­سازی و شبیه­سازی اجزا برای درک نحوه کار یک سیستم استفاده کرد [9]، [10]. هنگام طراحی مفاهیم اتوماسیون و کنترل هوشمند همانند سیستم­های مدیریت انرژی، الگوریتم­های کنترل ولتاژ، حفاظت دینامیکی، بازآرایی ساختار و همچنین مکانیزم­های پاسخ به تقاضا؛ مهندسان بایستی اگوهای کنترلی مختلف همانند روش­های مرکزی، سلسله­مراتبی و توزیعی را درک کنند. همچنین آن­های بایستی یاد بگیرند تا در مورد ابزارهای مختلف و نقاط قوت و ضعف آن­ها آگاهی داشته و بتوانند آن­ها را بکار ببرند همچنین بایستی نحوه اتصال آن­ها به یکدیگر را نیز بدانند [11]. محیط­های شبیه­سازی کوپل شده که زمینه­های فوق­الذکر را پوشش می­دهند رویکردهای نویدبخشی برای آموزش و یادگیری دانشجویان و متخصصان سیستم­های قدرت هستند.  در شبیه­سازی کلاسیک، یک ابزارمربوط به حل کننده آن برای افزودن معادله مدل استفاده می­شد. ابزار شبیه­سازی چنددامنهمدل­ها را جدا کرده و از بیش از یک افزونه استفاده می­کند، اما هنوز هم یک رویکرد "مدل بسته" است. اگر دو ابزار شبیه­سازی و یامدل­ساز برای مدل­سازی جداگانه زیر سیستم استفاده شود که دوباره به یک سیستم معادلات تبدیل می­شوند، این هنوز "شبیه­سازی بسته" است اما با "مدل توزیع شده". هنگامیکه از بیش از یک ابزار شبیه­سازی برای مدل­سازی و حل استفاده شود، نتیجتا "شبیه­سازی توزیع شده" مربوط به "مدل توزیع شده" بایستی کوپل شود؛ که تحت عنوان شبیه­سازی کوپل شده و یا "شبیه­سازی مشترک[1]" نامیده می­شود. جزئیات بیشتر را می­توان در مدولاریتی مدل­سازی ایجاد کرد (قیدبه ازای کوپلینگنیروی اعمالی) و در واسط­ها (کوپلینگ قوی از طریق خروجی-کد و یا اتصال ضعیف از طریق تابع تعبیه شده و یا جابجایی متغیر) [12].

در شبکه­های هوشمند،علاوه بر برنامه­های درسی متعارف مهندسی برق، مهارت­ها و فنآوری­ها نیز لازم هستند  [6]، [13]. مباحث مربوط به اتوماسیون (به عنوان مثال، اتصال انرژی­های تجدیدپذیر) و همچنینICT(به عنوان مثال، شبکه­ها/پروتکل­های کامپیوتری، امنیت سایبری) و از جمله دیگر حوزه­های فیزیکی معمولا با روش­های آموزش و یادگیری سنتی پوشش داده نمی­شود.

نوآوری اصلی این مقاله معرفی یک پلت­فرم مبتنی بر شبیه­سازی مشترک برای آموزش و یادگیریدرک سیستماتیک تغییرات پیشرو در انرژی الکتریکیسیستم­های امروز است. محیط آموزشی به آموزش مداوم افراد متخصص سیستم قدرت و همچنین آموزش دانش­جویان سیستم­های قدرت می­پردازد و عملیات فنی شبکه مربوط به شبکه­های توزیع توان اکتیو پوشش می­دهد. تجارب برامده از پروژه­های تحقیقاتی واقعی،آزمایشاتمیدانی و نمایش­های آزمایشگاهی، اجرای عملی آموزش را تکمیل می­کند. تاکیدات بر روی اتصال مختلف حوزه­های مهندسی - از طریق رابط­ها بهدیگر ابزار - به منظور یادگیری چگونگیغلبه بر پیچیدگی­ها توسط شبیه­سازی اجزا است. تمرکز بیشتر بر معرفی استفاده از نرم افزار رایگان و منبع باز برایایجاد انگیزه در دانش­جویانبرای استفاده از برنامه­های خارج از دانشگاهبرای تحقیق بیشتر است.

---

[1]Co-simulation 

ترجمه مقاله میرائی نوسانات میان¬ناحیه¬ای با استفاده از طرح¬های جبران¬ساز سری نامتعادل فازی

ترجمه مقاله میرائی نوسانات میان¬ناحیه¬ای با استفاده از طرح¬های جبران¬ساز سری نامتعادل فازی ترجمه مقاله میرائی نوسانات میان¬ناحیه¬ای با استفاده از طرح¬های جبران¬ساز سری نامتعادل فازی

دسته بندی	پژوهش
فرمت فایل	doc
حجم فایل	1623 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	11

ترجمه مقاله میرائی نوسانات میان¬ناحیه¬ای با استفاده از طرح¬های جبران¬ساز سری نامتعادل فازی

چکیده

بدیهی است که مفهوم جبران­ساز خازنی سری نامتعادل فازی که به تازگی پیشنهاد شده است در بهبود دینامیک­های سیستم قدرت موثر است چراکه توانایی میرائی نوسان توان و همچنین نوسانات رزنانس زیرسنکرون را دارد. در این مقاله، کارایی دو طرح «مرکب» جبران­ساز خازنی سری در میرائی نوسانات میان­ناحیه­ای بصورت مقایسه­ای بررسی شده است. طرح مرکب عبارتست از یک طرح جبران­ساز خازنی سری که در آن دو فاز با استفاده از خازن سری ثابت (C)جبران­سازی می­شوند در حالیکه فاز سوم با استفاده از TCSC یاSSSC جبران­سازی می­شود که بصورت سریبایک خازن ثابت (C_c) قرار دارد.

کارایی هر دو طرح از نظر میرا کردن نوسانات میان­ناحیه­ای در شرایط مختلف شبکه (یعنی خطاهای مختلف سیستم و عبور توان از تای­لاین­) با استفاده از برنامه­ی شبیه­سازی زمانی EMTP-RV بررسی شده است.

واژگان کلیدی

کنترلرهای FACTS، جبران­ساز سری مرکب، نوسانات میان­­ناحیه­ای، نامتعادلی فاز، پایداری سیستم قدرت، جبران­ساز سری، جبران ساز استاتیکی سری سنکرون، خازن سری کنترل­شده با تریستور.

1. 1.      مقدمه

علیرغم این حقیقت که انتقال توان انبوه و استفاده از سیستم­های انتقال توسط اشخاص ثالث در حال افزایش است، افزایش دستگاه­ها و تجهیزات سیستم انتقال توان الکتریکی محدود هست. تنگناهای سیستم انتقال، استفاده­ی غیرموثر از ظرفیت انتقال، و جریان­های ناخواسته­ی مسیر موازی یا حلقه غیرمعمول نیستند. گسترش سیستم انتقال لازم است اما براحتی میسر نمی­شود. عوامل موثر در این امر عبارتند از الزامات مختلف زیست­محیطی، کاربری زمین و قوانین کنترلی. در نتیجه، صنعت برق­رسانی با چالش استفاده­ی موثر از خطوط انتقال ac کنونی رو در روست.

فن­آوری سیستم انتقال ac انعطاف­پذیر (FACTS) روشی بی­نظیر برای کنترل شبکه­های انتقال و افزایش ظرفیت انتقال ارائه می­دهد [1]. کنترلرهای FACTSباعث انعطاف­پذیری در کنترل هر دو توان اکتیو و راکتیو می­شوند که منجر به قابلیت بسیار خوب برای بهبود دینامیک­های سیستم قدرت می­شود.

مساله مورد نظر در صنعت برقی که کنترلرهای FACTS می­توانند در آن نقش حیاتی ایفا کنند افزایش دادن میرائی نوسانات توان فرکانس پائین است که اغلب در میان نواحی شبکه­های قدرت بزرگ به هم­پیوسته رخ می­دهد. به این نوسانات، نوسانات میان­-ناحیه­ای گفته می­شود، که اغلب با میرائی ضعیفی مشخص می­شوند [2]. نوسانات میان-ناحیه­ای ممکن است به دلیل نیاز به کاهش سطح انتقال توان­های الکتریکی به عنوان معیار عملیاتی باعث محدود شدن عملیات سیستم قدرت شوند. این نوسانات ممکن است به اختلالات گسترده در سیستم نیز منجر شوند (مثلا، قطعی­های متوالی خطوط انتقال، و در نتیجه فروپاشی ولتاژ گسترده­ی سیستم).

چند مقاله پتانسیل استفاده از قابلیت­های کنترلر FACTS در میرا کردن نوسانات میان-ناحیه­ای را بررسی کرده­اند. استفاده از خازن سری کنترل­شده با تریستور (TCSC) و جبران ساز استاتیکی سری سنکرون (SSSC) موضوع بحث چند تحقیق بوده است که کارایی مربوط به آن­ها در تقویت دینامیک­های سیستم قدرت را بررسی کرده­اند [3]-[9].

مشخص شده است که مفهوم جبران­ساز خازنی سری نامتعادل فازی که به تازگی پیشنهاد شده است در بهبود دینامیک­های سیستم قدرت موثر است چراکه توانایی میرائی نوسان توان و همچنین نوسانات رزنانس زیرسنکرون را دارد [10]، [11]. شکل 1 طرح­هایی را برای جبران­ساز خازنی سری نامتعادل فازی نشان می­دهد. این طرح­ها عبارتند از طرح­های جبران­ساز سری مرکب که در آن جبران­ساز خازنی سری در یک فاز با استفاده از TCSC تک­فاز (طرح 1) یا SSSC تک­فاز بصورت سری با یک خازن ثابت اسجاد می­شود (Cc) و دو فاز دیگر توسط خازن­های سری ثابت (C) جبران­سازی می­شوند. کنترل­هایTCSC و SSSCبصورت اولیه تنظیم می­شوند بطوریکه ترکیب جبران­سازی­های معادل آن­ها در فرکانس قدرت با خازن­های ثابت منجر به جبران­سازی برآیندی می­شود که برابر با دو فاز دیگر است. لذا، تعادل فازی در فرکانس قدرت حفظ می­شود در حالیکه در فرکانس­های دیگر نامتعادلی فازی ایجاد می­شود. TCSC و SSSC به کنترلرهای دیگر مجهز می­شوند تا تقویت بیشتر میرا کردن نوسانات قدرت میسر شود.

ترجمه مقاله کنترل سرعت موتور DC: موردی بین کنترلر PID و کنترلر منطق فازی

ترجمه مقاله کنترل سرعت موتور DC: موردی بین کنترلر PID و کنترلر منطق فازی ترجمه مقاله کنترل سرعت موتور DC موردی بین کنترلر PID و کنترلر منطق فازی

دسته بندی	پژوهش
فرمت فایل	doc
حجم فایل	451 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	6

ترجمه مقاله کنترل سرعت موتور DC:  موردی بین کنترلر PID و کنترلر منطق فازی

چکیده

کنترل­کننده­های مشتق-انتگرال-تناسبی (PID) بصورت گسترده­ای در کنترل موتورهای DC رایج شده­اند. اگرچه، عملکرد کنترل­کننده­های PID مستلزم برخی درجات تنظیم دستی توسط اپراتور است، هنوز دارای عملکرد رضایت­بخش هستند اما استفاده از تنظیم­خودکار برای آن­ها مطلوب است. در این مقاله، عملکرد موتور DC انتخابی توسط کنترل­کننده­ی مشتق-انتگرالی-تناسبی (PID) بررسی می­شود. یک اورشوت همراه با زمان نشست بزرگ مشاهده شد که رفتار کنترل­کننده­ی PID معمولی را تایید می­کند. از این­رو، تنظیم کنترل­کننده­ی PID به منظور دستیابی به عملکرد مطلوب از اهمیت شایانی برخوردار است. به بیان دیگر، کنترل­کننده­ی مبتنی بر منطق فازی برای موتور DC بررسی می­شود. با استفاده از قوانین خبره­ی ویژه، هیچ اورشوت و زمان نشستی در مقدار مورد نظر وجود ندارد. با استفاده از کنترل­کننده­ی منطق فازی، تنظیم دستی حذف می­شود و تنظیم هوشمند بخش مرکزی با عملکرد رضایت­بخش را ارائه می­کند.

وازگان کلیدی

 PID، منطق فازی، کنترل­کننده، تنظیم PID و هوشمند.

1. 1.      مقدمه

کنترل­کننده­های PID در صنعت پردازش به این دلیل که امروزه بیش از نصف کنترل­کننده­های صنایع از طرح­های کنترلی PID یا PID تغییر یافته استفاده می­کنند از اهمیت بسیار زیادی برخوردار هستند [1]. کنترل­کننده­ی (مشتق-انتگرال-تناسبی) P­­ID دارای ساختار کنترلی ساده است که به آسانی توسط اپراتورها درک می­شود و به آن­ها (اپراتورها) در تنظیم بهینه­ی PID کمک می­کند  [2]. بنابراین تنظیم PID جنبه­ی مهم پیاده­سازی آن است.

به بیان دیگر، استفاده­ از کنترل­کننده­ی منطق فازی استفاده می­شود که در آن سیستم استنتاج فازی (FIS) دارای پنج تابع عضویت برای هر دو پارامتر ورودی و هم­چنین پارامترهای خروجی برای یک کنترل­کننده­ی نوع ممدانی است. در واقع کنترل­کننده­ی مبتنی بر FIS نوع ممدانی به دلیل نزدیکی آن به منطق و زبان انسانی در هر دو سمت سیستم یعنی ورودی و خروجی استفاده می­شود [3، 4].

ابزار تحقیق برای این کار نسخه­ی 7.4 نرم افزار MATLAB/SIMULINK است که در آن شبیه­سازی­ها اجرا می­شوند و رفتارهای مناسب با در نظر گرفتن هر کنترل­کننده (PID و فازی) نشان داده می­شود. مقایسه بین دو کنترلر بر حسب عملکرد به توجیه شیوه­ی مهندسی کنترل مدرن می­پردازد گرچه هنوز هم جای بهبودی وجود دارد.

دیگر بخش­های این مقاله به صورت زیر هستند؛ مدل موتور DC، کنترلر PID، تنظیم PID، کنترلر منطق فازی، الگوریتم کنترل­کننده­ی منطق فازی، و هم­چنین بحث و نتیجه­گیری.

ترجمه مقاله مطالعه¬ی طراحی یک واسط مبدل بین دستگاه ذخیره انرژی و لینک DC جبران¬ساز سنکرون استاتیکی

ترجمه مقاله مطالعه¬ی طراحی یک واسط مبدل بین دستگاه ذخیره انرژی و لینک DC جبران¬ساز سنکرون استاتیکی ترجمه مقاله مطالعه¬ی طراحی یک واسط مبدل بین دستگاه ذخیره انرژی و لینک DC جبران¬ساز سنکرون استاتیکی

دسته بندی	پژوهش
فرمت فایل	doc
حجم فایل	925 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	21

ترجمه مقاله مطالعه¬ی طراحی یک واسط مبدل بین دستگاه ذخیره انرژی و لینک DC جبران¬ساز سنکرون استاتیکی 

چکیده

 مبدل­های منبع ولتاژ (VSC) بطور وسیعی برای تامین توان راکتیو لحظه­ای به سیستم­های قدرت استفاده می­شوند، یک از کاربردها منتسب به جبران­ساز سنکرون استاتیکی (StatCom) است. اتصال ذخیره انرژی (ES) به یک StatCom  این امکان را برای StatCom بوجود می­آورد که یک مقدار مشخصی از توان کتیو و همچنین توان راکتیو را تامین نماید. مزیت تزریق توان اکتیو اضافی توسط StatCom می­تواند قابلیت میرایی نوسانات توان، کاهش اغتشاشات مربوط به پرش فاز و غیره باشد. اتصال مستقیم دستگاه ES به لینک DCی­ِ VSC باعث مقادیر غیرضروری فشار قوی (ولتاژ بالا) VSC می­شود که در نتیجه­ی نوسان زیاد ولتاژ ناشی از دستگاه ES است. توپولوژی (ساختار) مبدل تریستور دوتایی به­عنوان واسط بین ES و لینک DCی­ِ VSC ارائه می­شود. در این مقاله، یک برآورد هزینه برای سیستم­هایی با ساختار واسط پیشنهادی و با در نظر گرفتن سه نوع ES یعنی خازن­ها، خازن­های فوق ظرفیت و باتری­ها ارائه شده است. این مطالعه نشان می­دهد که با استفاده از توپولوژی واسط پیشنهادی، صرفه­جویی بالقوه­ای در هزینه وجود دارد. علاوه بر این،­ انواع مختلف ES از نظر هزینه با هم مقایسه شده­اند که می­تواند یک راهنمایی خوب برای انتخاب ES در این نوع از کاربردها ارائه کرده است.

واژگان کلیدی

تخمین هزینه، لینک DC، کانورتور تریستوری دوگانه، ذخیره­سازی انرژی (ES)، واسط، StatCom، جبران­ساز سنکرون استاتیک، کانورتورهای منبع ولتاژی (VSCها).

فهرست علائم و اختصارات

                       قیمت (هزینه) ترانسفورماتور T₁.

                       قیمت ترانسفورماتور T₂

                          ظرفیت خازنیِ خازن ES

                          ظرفیت خازنی بانک­های خازنی فوق ظرفیتی.

                                    ظرفیت خازنی یک خازن فوق ظرفیتی با یک سلول..

                      انرژی پایه خازن.           

                     انرژی پایه خازن فوق ظرفیت.

                          جریان پایه.

                            توان اکتیو تامینی توسط ES.

                             تلفات توان متوسط خازن فوق ظرفیت.

                         تلفات توان متوسط خازن فوق ظرفیت در طول یک زیردوره.

                        توان از مبدل تریستور دوتایی.

                  حداکثر توان از مبدل تریستوری.

                       مقاومت بانک­های خازن فوق ظرفیت.

               مقدار نامی توان VSC با و بدون واسط.

                     توان پایه.

                        مقدار نامی توان مبدل تریستور دوتایی.

                          مقدار RMS ولتاژ خط به خط باس.

                  ولتاژ پایه.

                          مینیمم ولتاژ سمت-dc.

                      مقدار ولتاژ ac خروجی VS.

                   قیمت خازن  100-MJ dc

                      قیمت یک  VSC 100-MVA

                    قیمت یک باتری  14400-MJ

                  قیمت یک مبدل تریستور دوتایی  100-MVA

           قیمت ES با و بدون واسط.

             قیمت VSC با و بدون واسط.  

                        قیمت مبدل تریستور دوتایی.

                               قیمت کل سیستم با و بدون واسط.

                         جریان عبوری از خازن .

                        جریان ES.

                جریان خازن فوق ظرفیتی در لحظات شروع و پایان اولین زیردوره.

              جریان خازن فوق ظرفیتی در لحظات شروع و پایان آخرین زیردوره.

                     جریان سمت-DC مبدل تریستوری.

                       مدت زمان تخلیه­ی  ES

                   ولتاژ ترمینال  ES.

           ولتاژ ترمینال خازن فوق ظرفیت در لحظات شروع و پایان اولین زیردوره.

        ولتاژ ترمینال خازن فوق ظرفیت در لحظات شروع و پایان آخرین زیردوره.

               مینیمم ولتاژ ترمینال  ES.

                            ولتاژ بانک­های خازن فوق ظرفیت.

               ولتاژ نامی خازن فوق ظرفیت با یک سلول.

                     ولتاژ داخلی خازن فوق ظرفیت.

           ولتاژ داخلی خازن فوق ظرفیت در لحظات شروع و پایان اولین زیردوره.

        ولتاژ داخلی خازن فوق ظرفیت در لحظات شروع و پایان آخرین زیردوره.

              ماکزیمم ولتاژ داخلی خازن فوق ظرفیت.

                  ولتاژ نامی باتری.

                  ولتاژ شارژ باتری.

                    ولتاژ نهایی دشارژ باتری.

                            ولتاژ نهایی دشارژ باتری با واسط.

                      ولتاژ سمت-dcی VSC.

               راکتانس القاگر فاز بر حسب اهم و در واحد (پریونیت).

1. 1.      مقدمه

مبدل­های منبع ولتاژ (VSCها) بطور گسترده­ای برای جبران­­سازی توان راکتیو بکار می­روند که جبران­ساز سنکرون استاتیک (StatCom) یکی از این کاربردهاست. احتمالا در آینده، StatComهای شبکه­ی هوشمند یکی از مهم­ترین اجزای کنترل انعطاف­پذیر سیستم­های قدرت در سطح انتقال و در سیستم­های توزیع خواهد شد. با اضافه کردن ذخیره­سازی انرژی (ES) به StatCom، مبدل قادر به تامین مقدار مشخصی توان اکتیو (به عنوان مثال، 20%) با کاهش کمی در تولید توان راکتیو با توجه به رابطه درجه دوم بین توان اکتیو و راکتیو خواهد شد. با اضافه شدن تامین توان اکتیو به شبکه، اَشکال مختلفی از مدیریت انرژی بکار می­افتد. هم­چنین گزارش شده است که با تامین توان اکتیو توسط StatCom، میرایی نوسان [1]-[5] و کیفیت توان (PQ) و بهبود پایداری سیستم [6]-[11] حاصل می­شود. علاوه بر این، نشان داده شده است که StatCom می­تواند با جبران­سازی توان اکتیو، اغتشاشات را در مورد پرش­های فاز و نوسانات اندازه ناشی از تغییرات ناگهانی بار در شبکه­ی متصل شده کاهش دهد [12]. بنابراین، قابلیت­های دیگری که با اضافه کردن تامین توان اکتیو بدست می­آید ممکن است امنیت تامین توان را بشدت افزایش دهد. دو حالتی که در آن ممکن است این اتفاق بیافتد و از اهمیت بیشتری برخوردارند عبارتند از شبکه­های ضعیفی که در معرض تغییرات شدید توان ناشی از منابع انرژی پراکنده و مدیریت قطع قرار می­گیرند.

در این مقاله، خازن­ها، خازن­های فوق­ظرفیت (که تحت عنوان اولتراخازن­­ها یا خازن­های الکتروشیمیایی هم شناخته  می­شوند)، و باتری­ها برای ES در نظر گرفته شده­اند. هر سه نوع ES تغییرات قابل ملاحظه­ای را در ولتاژ ترمینال در حالت شارژ نشان می­دهند که این تغییرات به حالت شارژ و مقدار و جهت جریان بستگی دارد. به ­عنوان مثال، تغییر ولتاژ ترمینال برای باتری­های Ni-Cd ممکن است تا 50% هم برسد. در نتیجه، بایستی یک مرحله تبدیل میانی بین ES و لینک dcی VSC ایجاد شود، به ویژه اگر توان اکتیو نامی مبدل تنها کسری از توان راکتیو باشد. اگر بتوان ولتاژ لینک  dc را ثابت نگه­داشت، صرفه­جویی­های اساسی در هزینه­ی بوجود خواهد آمد زیر مقدار نامی ولتاژ VSC نبایستی با اضافه کردن ES افزایش یابد.

ساختارهای واسط بین ES و لینک dcی مبدل در منابع گزارش شده است. این ساختارهای عمدتا برای کاربردهای ولتاژ پایین و متوسط بوده و مبدل­های dc/dc دو جهتی مبتنی بر ترانزیستور دو قطبی با گیت عایق شده (IGBT) با یک  پایه [14]، [15] یا سه پایه [16]، [17] هستند. مبدل­های dc/dc دوجهتی معمولا به­عنوان واسط مابین یک دستگاه ES و لینک dc یک مبدل در سیستم­های قدرت خودکار استفاده می­شوند [18]-[21]. یک مبدل با سه خروجی به عنوان واسط بین دستگاه­های ES و لینک dc مبدل تکفاز در یک سیستم منبع تغذیه برق اضطراری (UPS) تک­فاز ارائه شده است [22].

با این حال، هزینه­ی مرحله تبدیل اضافی ناچیز نیست گرچه این مبدل تنها بایستی دارای یک مقدار نامی مربوط به توان اکتیو  VSCباشد. یک روش جدید برای کاهش مقدار نامی این مبدل داشتن مبدلی است که فقط بر روی اختلاف ولتاژ بین ESو لینک dcی VSC عمل می­کند. مقدار نامی چنین مبدلی ممکن است کمتر از مقدار اسمی VSC و نوعا بطور تقریبی به اندازه یک مرتبه از مقدار نامی VSC کمتر باشد. به­منظور کاهش بیشتر هزینه­ی اضافی، ممکن است فن­آوری مبتنی بر تریستور انتخاب شود. این مبدل در این مقاله در نظر گرفته شده است. مشخصات اصلی این مبدل در [23] و [24] تشریح شده است.

با داشتن این امکان که ولتاژ ES بدون تاثیر گذاشتن بر مقدار نامی ولتاژ VSC تغییر کند، این سوال پیش می­آید که از چه نوع ES استفاده شود و چه صرفه­جویی­های هزینه­ای بالقوه را می­توان در مقایسه با حالت بدون واسط بین ES و لینک dcی VSC بدست آورد.

بخش 2 مفاهیم پایه این مطالعه را تشریح می­کند. روش برآورد هزینه در بخش 3 معرفی شده است. در بخش 4، کل هزینه­ی سیستم با و بدون واسط مبدل بین  ESو لینک dcی VSC بررسی شده است. برای هر یک از سه نوع ES، یک مقایسه­ی هزینه ما بین حالت­های با و بدون واسط مبدل تریستور انجام شده است. یک دوره زمانی تحویل انرژی ثابت در نظر گرفته شده است. در بخش 5، هزینه­ی کل سیستم با استفاده از سه نوع مختلف ES مجددا بررسی شده است. سیکل­های مختلف شارژ/ دشارژ (تخلیه) در نظر گرفته شده است و هزینه ها با استفاده از انواع مختلف ESها مقایسه شده است. انتخاب نوعES  عمدتا به مقدار انرژی بستگی دارد که در طول چرخه شارژ/دشارژ معمولی مورد نیاز است .در برخی موارد، هنگامی­که چند حالت ممکن و جایگزین وجود دارد، انتخاب منبع انرژی باید براساس تخمین هزینه باشد.

علاوه بر خازن­ها، خازن­های فوق ظرفیت، و باتری­ها، ذخیره انرژی ابررسانای مغناطیسی (SMES) نیز در منابع  به ­عنوان ES قابل اضافه شدن به StatCom  (به­عنوان مثال، در [4]) در نظر گرفته شده است. با این­حال، این مقاله به بحث درمورد هزینه­ی سیستم واسط پیشنهادی بین ES و یک VSC می­پردازد. بطور خاص، هدف مطالعه بدست آوردن هزینه­ی نسبی با و بدون واسط با استفاده از دستگاه­های  ES مختلف است. از آنجاکه این مقاله یک مقایسه­ی کلی بین هزینه­های سیستم­های ES مختلف نیست و دسترسی به اطلاعات هزینه­های مربوط به SMES یا سایر سیستم­های جایگزین (پمپ­های آبی،  ESهوای فشرده و غیره) دشوار است لذا تنها خاز­ن­ها، خازن­های فوق ظرفیت، و باتری­ها در این مقاله در نظر گرفته شده­اند