کاهش انحراف فرکانس یک ریزشبکه متصل به شبکه اصلی با استفاده از منطق فازی و الگوریتم PSO

فهرست مطالب

فصل اول: مقدمه و کلیات تحقیق

1-1 مقدمه............... 2

1-2 اهداف پایان نامه............. 3

1-3 ساختار پایان نامه ......................... 4

فصل دوم:پیشینهتحقیق

2-1 مقدمه...................................... 6

2-2 تولید پراکنده ............................. 6

2-2-1تعریف تولید پراکنده....................... 6

2-2-2 انواع تولیدات پراکنده..................... 6

2-2-3 مزایای تولیدات پراکنده .................. 7

2-2-4 بهره­برداری از واحد­های تولید پراکنده ...... 8

2-2-5 مشارکت منابع تولید پراکنده در سیستم توزیع8

2-3 سیستم­های مستقل و وابسته.................... 9

2-3-1 سیستم متصل به شبکه....................... 10

2-3-2 مفهوم ناحیه کنترلی در سیستم قدرت......... 10

2-4 سیستم ترکیبی(هیبریدی)..................... 10

2-4-1 مزایای ریز شبکه­ها و چالش­های سیستم­های ترکیبی12

2-5 انرژی­های تجدید­پذیر....................... 12

2-5-1 انرژی باد............................... 13

2-5-1-1 مزایای بهره برداری از انرژی بادی....... 14

2-5-1-2 توربین­های بادی متصل به شبکه ........... 15

2-5-1-3 توربین بادی منفرد متصل به شبکه......... 15

2-5-1-4 توربین بادی یا مزارع بادی متصل به شبکه16

2-5-2 انرژی خورشیدی........................... 16

2-5-2-1 فتوولتائیک............................. 17

2-5-2-2 کاربرد سلول­های فتوولتائیک.............. 18

2-5-2-3 مزایا و معایب استفاده از سیستم­های فتوولتائیک19

2-5-2-4 مشکلات نیروگاه خورشیدی متصل به شبکه..... 20

2-6 سیستم­های ترکیبی در شبکه قدرت.............. 20

2-7 نیروگاه آبی............................... 22

2-7-1 مزایای نیروگاه آبی...................... 23

2-7-2 معایب نیروگاه آبی....................... 23

2-8 نیروگاه­های دیزلی.......................... 24

2-9 کنترل فرکانس شبکه......................... 25

2-9-1 اهداف کنترل فرکانس شبکه................. 25

2-10کنترل کننده­ها.............................. 29

2-11 کنترل کلاسیک.............................. 29

2-11-1 زمان صعود............................... 29

2-11-2 زمان نشست............................... 29

2-11-3 بیشترین فراجهش.......................... 30

2-11-4 انتگرال قدر مطلق خطا.................... 30

2-12 تنظیم پارامتر­های کنترل کننده PID با روش زیگلرنیکلز 31

2-13 سیستم­هایFuzzy.............................. 32

2-14 طراحی کنترل کننده­های فازی................ 33

2-15 ساختار یک کنترل کننده فازی............... 33

2-15-1 پیش پردازنده............................ 34

2-15-2 فازی کننده.............................. 34

2-15-3 پایگاه قواعد............................ 34

2-15-4 موتور استنتاج........................... 34

2-15-5 غیر فازی ساز............................ 35

2-15-6 پس پردازنده............................. 35

2-16 الگوریتم بهینه­سازی ازدحام ذرات........... 37

2-17 تاریخچه الگوریتم بهینه­سازی ازدحام ذرات... 39

2-18 هوش جمعی................................. 40

2-19 پارامتر­های الگوریتم بهینه­سازی ازدحام ذرات43

2-20 الگو بهینه محلی و بهینه سراسری........... 46

فصل سوم: ساختار شبکه

3-1 ساختار شبکه پیشنهادی...................... 49

3-1-1 مدل تولید واحد بخار..................... 50

3-1-2 مدل تولید واحد هیدرو.................... 50

3-1-3 مدل دیزل ژنراتور........................ 51

3-1-4 مدل تولید ژنراتور توربین بادی........... 52

3-1-5 مدل تولید توان فتوولتائیک............... 54

3-2 مدل و روش کنترلی پیشنهادی................. 54

فصل چهارم: نتایج شبیه­سازی

4-1 مقدمه..................................... 57

4-2 ساختار شبکه............................... 57

4-3 سیستم با کنترل کننده PID................... 59

4-4 بهره کنترل کننده کلاسیک.................... 60

4-5 مقایسه نتایج کنترل کننده کلاسیک با کنترل کننده فازی 61

4-5-1 ساختار کنترل کننده فازی................. 61

4-5-2 بهره کنترل کننده فازی................... 62

4-5-3 بخش فازی ساز............................ 62

4-5-4 پایگاه قواعد کنترل کننده فازی........... 64

4-6 سیستم با کنترل کننده فازی................. 65

4-7 ساختار کنترل کننده Fuzzy-pso................. 67

4-7-1 بهره کنترل کننده Fuzzy-pso.................. 67

4-7-2 پارامتر­های الگوریتم بهینه­سازی ازدحام ذرات68

4-8 سیستم در حضور کنترل کنندهFuzzy-pso.......... 69

فصل پنجم: جمع­بندی نهایی ، پیشنهادات و منابع

5-1 جمع­بندی نهایی............................. 73

5-2 پیشنهادات................................ 74

5-3 منابع..................................... 75

فهرست جداول

عنوان صفحه

 جدول (2-1) تنظیم ضرایب کنترل کننده کلاسیک با استفاده از روش زیگلرنیکولز.................................. 32

جدول(2-2) پایگاه قواعد کنترل کننده فازی...... 36

جدول (3-1) مقادیر مورد استفاده در شبکه دو ناحیه­ای پیشنهادی 55

جدول(4-1) بهره کنترل کننده PIDناحیه اول....... 61

جدول(4-2) بهره کنترل کننده PIDناحیه دوم ...... 61

جدول(4-3) بهره کنترل کننده فازی ناحیه اول.... 62

جدول(4-4) بهره کنترل کننده فازی ناحیه دوم.... 62

جدول(4-5) پایگاه قواعد کنترل کننده فازی ..... 64

جدول(4-6) اختصارات پایگاه قواعد کنترل کننده فازی65

جدول(4-7) بهره کنترل کننده Fuzzy,Fuzzy-pso ناحیه اول68

جدول(4-8) بهره کنترل کننده Fuzzy,Fuzzy-pso ناحیه دوم68

جدول(4-9) پارامتر­های الگوریتم بهینه­سازی ازدحام ذرات 69

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست شکل ها

عنوان صفحه

 

شکل(2-1) نیروگاه بادی منجیل ................. 14

شکل (2-2) انرژی ساطع شده از خورشید.......... 17

شکل (2-3) نیروگاه عظیم خورشیدی سویل در اسپانیا18

شکل (2-4) نمونه­ای از یک شبکه ترکیبی ......... 22

شکل (2-5) سد بتنی کارون 4 .................... 23

شکل (2-6) تابع کنترلی کنترل­کنندهTCPS........ 26

شکل (2-7) واحد خازنی ذخیره انرژی............. 27

شکل (2-8) شبکه ایزوله با کنترل­کننده PI ....... 28

شکل (2-9) مدل کنترل فرکانسی ریز شبکه ........ 28

شکل (2-10) نمایش بلوکی استفاده از کنترل کننده فازی به صورت مستقیم....................................... 33

شکل (2-11) دیاگرام بلوکی ساختار کنترل کننده فازی34

شکل (2-12) گروهی از ماهی­ها که خطر شکارچی را پشت سر می­گذارند 38

شکل (2-13)چند مثال از الگوه­های موجود در طبیعت39

شکل (2-14) مراحل الگوریتم بهینه­سازی انبوه ذرات43

شکل (3-1) بلوک دیاگرام شبکه پیشنهادی......... 49

شکل (3-2)) مدل دینامیکی یک نیروگاه حرارتی.. 50

شکل (3-3)مدل دینامیکی یک واحد آبی........... 51

شکل (3-4)مدل دیزل و گاورنر توسط معادله خطی مرتبه اول 51

شکل (3-5) مدل استاندارد دیزل ژنراتور و سرعت گاورنر 51

شکل (3-6) توان خروجی ژنراتور توربین بادی..... 53

شکل (3-7) تابه انتقال ژنراتور توربین بادی.... 53

شکل (3-8) مدل طراحی شده توربین بادی.......... 53

شکل (3-9) مدل دینامیکی واحد خورشیدی.......... 54

شکل (4-1) ساختار شبکه پیشنهادی............... 57

شکل (4-2) تغییرات بار مصرفی در شبکه.......... 58

شکل (4-3) انحراف فرکانس ناحیه اول با کنترل کننده PID59

شکل (4-4) انحراف فرکانس ناحیه دوم با کنترل کننده PID59

شکل (4-5) انحراف فرکانسT-Line شبکه با کنترل کننده PID(روش سعی و خطا)......................................... 60

شکل (4-6) انحراف فرکانسT-Line شبکه با کنترل کننده PID(روش زیگلرنیکولز)................................. 60

شکل (4-7) ساختار کنترل کننده فازی............. 62

شکل (4-8)تابع عضویت ورودی اول................. 63

شکل (4-9) تابع عضویت ورودی دوم................ 63

شکل (4-10) تابع عضویت خروجی کنترل کننده فازی.. 64

شکل (4-11) انحراف فرکانس ناحیه اول با کنترل کننده فازی 65

شکل (4-12) انحراف فرکانس ناحیه دوم با کنترل کننده فازی 65

شکل (4-13) انحراف فرکانسT-Line شبکه در حضور کنترل­کننده فازی­66

شکل(4-14) انحراف فرکانسT-line شبکه در حضور کنترل­کننده فازی­و کلاسیک به صورت مجزا.................. 66

شکل(4-15)بلوک دیاگرام سیستم کنترلی Fuzzy-PSO..... 67

شکل(4-16) انحراف فرکانس ناحیه اول در حضور کنترل­کنندهFuzzy-PSO 69

شکل(4-17) انحراف فرکانس ناحیه دوم در حضور کنترل­کنندهFuzzy-PSO 70

شکل(4-18) انحراف فرکانسT-Line شبکه در حضور کنترل­کنندهFuzzy-PSO 70

شکل(4-19) انحراف فرکانسT-Line شبکه در حضور سه کنترل­کننده Fuzzy, Fuzzy-PSO , PIDبه صورت مجزا......................... 71

 فصل اول

مقدمهوکلیاتتحقیق

1-1 مقدمه

پیامدهای محیطی، کمبود انرژی و نگرانی­های مربوط به بیشینه شدن مصرف سوخت­های فسیلی باعث برانگیخته شدن تحقیقاتی راجع به انواع مختلف منابع انرژی جایگزین شده است. انرژی الکتریکی در زندگی روزمره ما رایج ترین نوع انرژی است ولی تولید آن اغلب از طریق سوزاندن سوخت­های فسیلیحاصل می­آید که این ذخایر سوختی محدودیت­های بسیاریدارد. این محدودیت­ها سبب شده تا تمایلات جدید به سمت تکنولوژی­های تولید توان تجدید پذیر از قبیل باد، خورشید و ...جلب شود. در این میان استفاده از باد یکی از بهترین راه­های تولید انرژی است. باد می­تواند در مناطق دور دست از سیستم تامین انرژی متمرکز، به عنوان یک مکمل و یا حتی جایگزین نیروگاه­های مرکزی مرسوم مورد استفاده قرار بگیرد[3]. تولید توان باد مشخصات خاص خودش را دارد که متفاوت از سیستم­های تولید موجود است. یک نیروگاه بادی ممکن است در یک لحظه به طور کامل یک بار را تامین کند ولی چند ثانیه بعد کمبود توان قابل توجهی داشته باشد. بنابراین، تولید توان در سیستم­های قدرت دارای عدم قطعیت می­باشد، که به طور پیوسته در حال تغییر بوده و پیش­بینی آن سخت است [6-4].

از آنجایی که توان باد به طور نامنظم تغییر می­کند لذا لازم است یک منبع توان آماده به کار برای تامین تقاضای بار وجود داشته باشد. از این رو یک نیاز به ترکیب منابع، مانند باد و فتوولتائیک احساس می­شود. سیستم باد- فتو ولتائیک یکی از سیستم­های توان هیبرید است که بیش از یک منبع انرژی استفاده می­نماید. سیستم توان هیبرید ترکیبی از دو یا چند منبع توان الکتریکی است که حداقل یکی از آن­ها از نوع تجدید پذیر باشند [8-7]. سیستم هیبرید باد- فتوولتائیک قابلیت اطمینان کاملی را فراهم نمی­نماید، زیرا فتوولتائیک در برابر تغییرات سرعت باد و کمبود توان همواره به عنوان یک پشتیبان عمل می­کند از طرفی چون خورشید در شب یا روز­های ابری وجود ندارد این پشتیبانی با مشکل مواجه می­شود. لذا حس می­شود که انرژی فتوولتائیک به تنهایی جهت پشتیبانی سیستم کافی نیست[10-9].لذا شبکه­ای با واحدهای متشکل از سوخت­های فسیلی با این شبکه اتصال داده شده است.

دریافت فایل

---

جهت کپی مطلب از ctrl+A استفاده نمایید نماید