بهبود پاسخ ديناميكي سيستم كنترل خودكار توليد در حضور جابه‌جا‌كننده فاز تريستوري با استفاده از الگوريتم‌ اجتماع ذرات و الگوريتم‌ جستجوي گرانشي

Improvement of Dynamic Response of Automatic Generation Control System in the Presence of TCPS Unit Using Particle Swarm Optimization Method and Gravitational Search Algorithm

در‌‌ اين تحقيق، يك سيستم كنترل خودكار توليد (Automatic Generation Control) دو‌‌ناحيه‌اي با واحدهاي متفاوت توليد (حرارتي و آبي) كه به وسيله‌ي يك خط انتقال به‌يكديگر متصل شده ‌است را به‌ازاي تغيير در بار الكتريكي سيستم مورد مطالعه قرار داده‌ايم و تاثير استفاده از سيستم‌هاي جابه‌جاكننده فاز تريستوري (Thyristor Controlled Phase Shifter) را‌‌‌ بر پاسخ ديناميكي سيستم كنترل توليد مورد بررسي قرار داده‌ايم و به‌منظور اخذ پاسخي واقع‌بينانه از‌ مسيله، از مدل غير‌‌‌خطي توربين استفاده كرده‌ايم‌ (تاثير محدوديت نرخ توليد (Generation Rate Constraint) واحدها در مسيله لحاظ شده است)، همچنين سيستم گرمايش مجدد بخار واحدهاي حرارتي را به ملاحظات اصلي مسيله افزوده‌ايم و در پايان با استفاده از الگوريتم PSO (Particle Swarm Optimization) مقدار پارامتر ضريب انتگرال هر ناحيه و پارامتر ضريب سيستم جابه‌جاكننده فاز را به صورت بهينه انتخاب كرده‌ايم. نتايج حاصل از اين تحقيق، نشان مي‌دهد كه استفاده از جابه‌جاكننده‌هاي فاز تريستوري، باعث بهبود پاسخ ديناميكي سيستم كنترل توليد مي‌شود؛ بدين صورت كه سيستم كنترل خودكار توليد در حضور شيفت‌دهنده فاز با پارامترهاي انتخاب شده توسط الگوريتم بهينه‌سازي، داراي پاسخ‌هايي با دامنه كمتر‌ و زمان ميرايي كوتاه‌تر مي‌باشد، البته براي سيستم‌هايي كه داراي ماهيت پاسخ نوساني‌ بيشتري مي‌باشند (مانند واحدهاي توليد آبي) تاثير مطلوب استفاده از فاز شيفتر مشهودتر مي‌باشد.

This paper presents the analysis of Automatic Generation Control (AGC) of an interconnected power system with different generation units in the presence of thyristor controlled phase shifter (TCPS). TCPS changes the relative phase angle between the system voltages; as a result, the real power flow can be regulated to mitigate the frequency oscillations that, in turn, enhance power system stability. Generation rate constraint (GRC) and reheat system of thermal units are applied for a realistic analysis of the system performance. Values of integral gain controller of each area as well as gain constant of TCPS unit are optimized with particle swarm optimization (PSO) method and gravitational search algorithm (GSA). The Gravitational Search Algorithm is a new optimization method based on the law of gravity and mass interactions. Time domain simulations are used to study the performance of the system. System performance is examined considering 1% step load perturbation in the first area of the system. The results reported in this paper demonstrate that the oscillations of frequency in both areas and tie line power oscillations can be effectively damped out by the use of TCPS unit that located in the tie line. Furthermore, comparative studies of GSA and PSO confirm the high performance and effectiveness of GSA in finding optimal values of our proposed systems.