• شماره ركورد
    24674
  • شماره راهنما
    ELE3 81
  • عنوان

    كنترل بار-فركانس سيستم قدرت با استفاده از يكپارچه سازهاي خودروي برقي و بار ترموستاتي

  • مقطع تحصيلي
    دكتري
  • رشته تحصيلي
    مهندسي برق - قدرت
  • دانشكده
    فني و مهندسي
  • تاريخ دفاع
    1404/02/03
  • صفحه شمار
    111 ص.
  • استاد راهنما
    امين خدابخشيان خوانساري
  • استاد مشاور
    رحمت اله هوشمند
  • كليدواژه فارسي
    كنترل فركانس سيستم قدرت , شبكه عصبي مصنوعي , يادگيري ماشين , كنترل مقاوم , نامساوي خطي ماتريسي , يكپارچه ساز , خودروي الكتريكي , بار ترموستاتي
  • چكيده فارسي
    برقراري تعادل ميان توليد و مصرف يكي از چالش‌هاي اساسي در سيستم‌هاي قدرت است، چرا كه هرگونه عدم تعادل موجب انحراف فركانس از مقدار نامي مي‌شود. اين چالش به‌ويژه در شرايطي كه منابع انرژي تجديد پذير مانند توليدات بادي و خورشيدي با خروجي متغير مورداستفاده قرار مي‌گيرند، نمود بيشتري پيدا مي‌كند. با توسعه شبكه‌هاي قدرت و افزايش استفاده از بارهاي پاسخگو در آينده، اين بارها مي‌توانند نقشي كليدي در كنترل فركانس سيستم قدرت ايفا كنند. در اين رساله، بارهاي پاسخگويي شامل خودروهاي الكتريكي و بارهاي ترموستاتي موردبررسي قرارگرفته‌اند. خودروهاي الكتريكي به‌عنوان يكي از اركان حمل‌ونقل پاك در آينده نزديك به‌وفور مورداستفاده قرار خواهند گرفت. همچنين، بارهاي ترموستاتي با ويژگي اينرسي حرارتي، در بسياري از بخش‌هاي سيستم قدرت حضور دارند. ازآنجاكه هر خودروي الكتريكي يا بار ترموستاتي به‌تنهايي توانايي محدودي براي مشاركت در كنترل فركانس دارد، اين بارها در قالب يكپارچه سازها تجميع مي‌شوند. تجميع بارها نه‌تنها مديريت آن‌ها را بهبود مي‌بخشد، بلكه بار مخابراتي شبكه ارتباطي را نيز كاهش مي‌دهد و امكان بهره‌برداري مؤثر توسط اپراتور سيستم قدرت را فراهم مي‌سازد. در اين رساله، يك كنترل‌كننده شبكه عصبي مقاوم براي مشاركت بارهاي پاسخگو در قالب يكپارچه سازها طراحي و ارائه‌شده است. طراحي اين كنترل‌كننده در چند مرحله انجام‌گرفته است. ابتدا معادلات حالت يكپارچه ساز و سيستم قدرت استخراج شد. سپس، يك كنترل‌كننده مقاوم با در نظر گرفتن عدم قطعيت، تأخير مخابراتي و اغتشاش طراحي گرديد. اين كنترل‌كننده پس‌خورد حالت به داده‌هاي متغيرهاي حالت سيستم قدرت نياز دارد. با توجه به اينكه اندازه‌گيري يا انتقال اين متغيرها در عمل به‌سادگي امكان‌پذير نيست، يك كنترل‌كننده شبكه عصبي مصنوعي طراحي شد كه رفتار كنترل‌كننده پس‌خورد حالت را شبيه‌سازي مي‌كند. اين كنترل‌كننده شبكه عصبي، با استفاده از خطاي كنترلي ناحيه، خروجي كنترل‌كننده پس‌خورد حالت را توليد مي‌كند. در ادامه، كنترل‌كننده پيشنهادي در محيط غيرخطي نرم‌افزار ديگسايلنت پاورفكتوري بر روي دو سيستم قدرت دو ناحيه‌اي و سه ناحيه‌اي آزمايش شد. نتايج شبيه‌سازي نشان مي‌دهد كه اين كنترل‌كننده، در مقايسه با روش‌هاي موجود، عملكرد بهتري در حفظ فركانس سيستم قدرت در مقدار نامي داشته است.
  • كليدواژه لاتين
    Load Frequency Control , Artificial Neural Network , Machine Learning , Robust Control , Linear Matrix Inequality , Aggregator , Electric Vehicle , Thermostatically Controlled Load
  • عنوان لاتين
    Load-Frequency Control of Power System by EV an‎d TCL Aggregators
  • گروه آموزشي
    مهندسي برق
  • چكيده لاتين
    Maintaining the balance between generation an‎d consumption is one of the most critical challenges in power systems, as any imbalance leads to frequency deviation from its nominal value. This challenge becomes mo‎re evident, especially when renewable energy sources such as wind an‎d solar power with variable outputs are integrated into the system. With the development of power grids an‎d the increasing adoption of responsive loads in the future, these loads can play a significant role in improving the stability of power systems. In this study, responsive loads, including electric vehicles (EVs) an‎d thermostatically controlled loads (TCLs), are investigated. Electric vehicles are expected to be widely used in the near future as part of achieving clean transpo‎rtation goals. Additionally, thermostatically controlled loads, due to their thermal inertia, are distributed across the power system. Since each EV o‎r TCL individually has limited capacity to participate in frequency control, these loads are aggregated into load aggregato‎rs. Aggregation not only enhances load management but also reduces the communication burden on the netwo‎rk, enabling effective operation by the power system operato‎r. This dissertation proposes a robust neural netwo‎rk controller to integrate responsive loads within aggregato‎rs. The design of this controller is carried out in several steps. First, the state-space equations of the aggregato‎r an‎d the power system are derived. Next, a robust controller is designed considering uncertainties, communication delays, an‎d disturbances. The state-feedback controller requires the measurement of the power system’s state variables. However, in practice, these variables are either not readily accessible o‎r their measurement an‎d transmission are challenging. To address this, an artificial neural netwo‎rk controller is designed to mimic the behavio‎r of the state-feedback controller. The neural netwo‎rk controller generates the state-feedback controller output using the Area Control Erro‎r. The proposed controller is eva‎luated in the nonlinear environment of DIgSILENT PowerFacto‎ry software on two-area an‎d three-area power systems. Simulation results demonstrate that the proposed controller effectively maintains the power system frequency at its nominal value compared to existing methods.
  • تعداد فصل ها
    5
  • فهرست مطالب pdf
    131907
  • نويسنده

    مالك، سجاد