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 های(UPFC)  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.

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 مدل کنترل کننده یک پارچه توان ((UPFC)) با استفاده از فرم اصلاح شده معادلات دو خطی بیان شده است. سپس با استفاده از روش دوم لیاپانوف و با در نظر گرفتن تابع انرژی ورودی ها طوری به دست آورده شده که تحت شرایط معینی مشتق تابع انرژی همواره نزولی باشد. در نهایت کنترل کننده به دو روش طراحی می شود. در روش اول تغییرات متغیرهای حالت به عنوان ورودی کنترل کننده جهت به دست آوردن سیگنال های مدوله کننده به مبدل های موازی و سری در نقطه کار اضافه می شوند. در روش دوم، متغیرهای حالت غیر خطی به کنترل کننده مبدل سری اعمال و از کنترل کننده PI در مبدل موازی استفاده می شود. مقایسه این دو نوع کنترل کننده با کنترل کننده PI بیانگر کاهش دامنه نوسان اول پس از رفع اغتشاشات بزرگ می باشد. سادگی کنترل کننده و طراحی کنترل کننده های خطی مبدل موازی و سری به طور هم زمان از مزیت های استفاده از این روش کنترلی نسبت به کنترل کننده های PI می باشد.

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

در این مقاله روشی برمبنای درخت تصمیم برای حفاظت ازدست رفتن تحریک (LOE) ژنراتور سنکرون در حضور کنترل کننده یک پارچه پخش توان ((UPFC)) ارایه شده است. حضور (UPFC) سبب می شود که رله بردی دچار تاخیر در شناسایی LOE شود. در روش پیشنهادی متغیرهای مختلف درنظر گرفته شده اند. در الگوهای مختلف تست و آموزش و با استفاده از الگوریتم های هوشمند، مناسب ترین متغیرها انتخاب شده اند تا دقت در زمان آشکارسازی خطای LOE را افزایش دهند. نتایج شبیه سازی در نرم افزار متلب/سیمولینک، درستی روش پیشنهادی را در بارگذاری های مختلف، درصدهای مختلف ازدست رفتن تحریک، حالت های مختلف خطا و شرایط نویزی تایید می کند. نتایج نشان می دهد که روش پیشنهادی نسبت به روش های سنتی، در تفکیک خطاهای LOE و خطاهای خارجی تحت شرایط عملکرد ناشناخته، دقت دسته بندی بهتر و سرعت تشخیص بالاتری دارد.

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.