یکی از مهم ترین مزایای استفاه از ادوات FACTS در سیستم انتقال افزایش حاشیه پایداری گذرای سیستم قدرت است که با کنترل توان اکتیو و راکتیو خط در طی بروز خطا در سیستم، صورت می پذیرد. گرچه پایدارساز سیستم قدرت (PSS)، مهم ترین وسیله برای میرایی نوسانات بوده است، اما در برخی از نقاط کار توانایی لازم در میرایی نوسانات را ندارد و لذا استفاده از تجهیزات FACTS یک راهکار مناسب برای این مساله است. در این مقاله، جهت میراسازی نوسانات و بهبود پایداری گذرا از UPFC استفاده شده است. پارامترهای کنترل کننده UPFC، بر اساس کنترل کننده فازی نوع سوگنو (TSK) طراحی شده است. جهت بهینه سازی پارامترهای کنترل کننده PI فازی از الگوریتم های ژنتیک (GA)، بهینه سازی گروه ذرات (PSO) و ترکیب آنها (HGAPSO) استفاده شده است. از نتایج شبیه سازی کامپیوتری، تاثیر UPFC با کنترل کننده PI مرسوم، PI فازی و کنترل کننده های هوشمند (GA، PSO و (HGAPSO جهت میراسازی نوسانات محلی و بین ناحیه ای تحت اغتشاشات کوچک و بزرگ در یک شبکه دو ناحیه ای چهار ماشینه مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته اند.

در این مقاله ابتدا با استفاده از معادله فضای حالت سیستم های دوخطی مدل جدیدی برای کنترل کننده یک پارچه توان (UPFC) به دست آورده شده است. سپس با استفاده از اصول سیستم های ساختار متغیر و اصلاح آن روش کاملا جدیدی جهت طراحی کنترل کننده های UPFC ارایه گردیده است. در این روش سیگنال های ورودی مبدل هایUPFC  توسط کنترل کننده مد لغزشی طراحی شده است. در طراحی این کنترل کننده ها ابتدا با تعریف چهار سطح لغزش و صفر قراردادن مشتق آنها که دینامیک جریان های محور d و q در مبدل های موازی و سری را بیان می کند، قوانین کنترلی به دست آمده است. با اعمال خروجی های این کنترل کننده به UPFC در واقع جریان های محور d و q در دو مبدل UPFC به مقادیر مرجع رسانده می شود. از طرفی دینامیک داخلی (ولتاژ خازن DC) در UPFC نیز توسط کنترل کننده PI تثبیت می شود. پایداری این سیستم در رسیدن به سطوح لغزش توسط قوانین کنترلی به دست آمده، با استفاده از تابع لیاپانوف به دست آمده است. مقاوم بودن روش کنترل مد لغزشی نسبت به اغتشاش های ایجادشده در شبکه، عدم قطعیت پارامترها و دینامیک های مدل نشده شبکه از مزایای استفاده از این روش جدید کنترلی در UPFC می باشد.

در این مقاله به طراحی کنترل کننده های داخلی UPFC شامل کنترل کننده توان عبوری از خط، کنترل کننده ولتاژ DC و کنترل کننده ولتاژ پایانه ماشین سنکرون پرداخته شده است. بر اساس مدل خطی به شکل فضای حالت برای سیستم تک ماشینه متصل به شین بینهایت کنترل کننده های مذکور با روش بهینه سازی الگوریتم ژنتیک برای این سیستم بهینه سازی شده اند. با توجه به اینکه سیستم اصلی ناپایدار می باشد لذا قبل از طراحی کنترل کننده، باید سیستم پایدار شود. در نتیجه برای پایدارسازی سیستم ابتدا کنترل کننده میراساز بر اساس روش جبران سازی پیش فاز طراحی شده است. بعد از پایدارسازی سیستم، بهینه سازی کنترل کننده های داخلی UPFC با روش الگوریتم ژنتیک انجام گرفته است.

پیشرفت های اخیر در الکترونیک قدرت استفاده از ادوات FACTS را در سیستم های قدرت مطرح نموده است. مطالعات جدید نشان داده است حضور ادوات FACTS هم چون UPFC، می تواند تداخل میان مودهای سیستم را افزایش دهد. در این مقاله، برای اولین بار، تداخل های غیرخطی میان کنترل کننده های مختلف UPFC در یک شبکه قدرت، با استفاده از روش سری مودال، مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور روشی جدید و کلی برای یافتن ماتریس های جاکوبین و هسیان به شکل بسته، برای سیستم های قدرت شامل UPFC، ارائه گردیده است. علاوه بر آن از طریق محاسبه اندیس های مربوطه، تاثیر پارامترهای مختلف ازجمله ضریب میرایی و تغییر درجه غیرخطی سیستم بر روی میزان تداخل مودهای سیستم مورد مطالعه قرارگرفته است. به منظور بررسی صحت پاسخ حاصل از روش های مختلف شاخص مشابهت محاسبه گردیده است.

پایداری و میرایی نوسانات سیستم های قدرت به هنگام وقوع خطا، عامل مهمی است که توجه بسیاری از طراحان سیستم های قدرت را به خود جلب کرده است. در این مقاله بهبود میرایی نوسانات سیستم قدرت چند ماشینه به همراه UPFC ارایه شده است. روش کنترلی به کار رفته برای بهبود میرایی نوسانات از نوع کنترل کننده غیر خطی پسگام چند ورودی می باشد. برای مدل سازی UPFC از مدل تزریقی استفاده شده است. استفاده از این مدل باعث تبدیل 4 ورودی کنترل به دو ورودی کنترل و عملکرد بهتر کنترل کننده طراحی شده می شود. کارایی کنترل کننده پیشنهادی در مقایسه با یک کنترل کننده ی مرسوم، نشان از مقاوم بودن، عدم وابستگی به نقطه کار و به کارگیری تمام متغیرهای کنترلی UPFC می باشد. این روش کنترلی در سیستم قدرت تک ماشینه متصل به شین بینهایت و سیستم قدرت چند ماشینه (9 باسهIEEE) پیاده سازی شده است. نتایج شبیه سازی کارایی کنترل کننده پسگام چند ورودی نسبت به کنترل کننده های مرسوم را نشان می دهد.

در این مقاله، به روشی برای کنترل پخش توان در سیستم های قدرت با حضور مولد پراکنده پرداخته می شود. هدف کار استفاده از کنترل کننده یکپارچه پخش توان (UPFC) برای کنترل پخش توان در باس باراست، در حالی که منبع اصلی و مولد پراکنده به طور همزمان برای تامین بار عمل می کنند. این کار نشان می دهد که استفاده از UPFC، باعث کاهش نوسانات توان و ولتاژ هنگام و جود خطای سه فاز در سیستم می شود. مطالعات به وسیله MATLAB/SIMULINK و با تقریب های خوبی انجام شده است. نتایج شبیه سازی، پایداری و موثر بودن کاربرد مولد پراکنده در انطباق با منبع اصلی با استفاده از UPFC را نشان می دهند.

سیستم های قدرت در معرض پیشامدهای متعددی قرار دارند. این پیشامدها می ‎‎توانند اثرات مختلفی را بر روی شبکه بگذارند. بنابراین لازم است که این پیشامدها مورد مطالعه قرار گیرند. این مقاله یک دیدگاه جدید به منظور مکان یابی بهینه کنترل کننده یکپارچه توان (UPFC) و جابجاگر فاز (PST) با در نظر گرفتن پیشامد مرتبه اول با خروج خط ارائه می کند. تابع هدف حداقل کردن میانگین بارپذیری روی خطوط پربار انتخاب شده است. مساله بهینه سازی در قالب برنامه ریزی غیرخطی (NLP) با استفاده از نرم افزار های MATLAB و GAMS روی شبکه استاندارد 30 شینه IEEE انجام شده است. در این دیدگاه رتبه بندی پیشامدها و همچنین مقایسه بین ادوات UPFC و PST صورت گرفته است. نتایج شبیه سازی تاثیر دیدگاه پیشنهاد شده بر روی افزایش امنیت سیستم و کاهش میانگین بارپذیری تحت پیشامد مرتبه اول با خروج خط را نشان خواهد داد.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.