طراحي كنترل‌كنندۀ PID مرتبه كسري فازي بهينه‌شده با الگوريتم رقابت استعماري به‌منظور كنترل مقاوم فركانس ريزشبكۀ جزيره‌‌اي

Robust Frequency Control of Islanded Microgrids: ICA-Based FFOPID Control Approach

ريزشبكه‌ها شاخه‌اي از منابع انرژي پراكنده‌اند كه بيشتر از انرژي‌هاي تجديدپذير براي توليد توان الكتريكي استفاده ‌مي‌كنند و به بار‌هاي پراكنده در حالت‌هاي متصل به شبكة سيستم‌هاي توزيع و منفصل از شبكه خدمات ‌مي‌دهند.‌‌‌‌‌‌ به دليل تغييرات طبيعي توليد توان با انرژي‌هاي تجديدپذير ‌‌و عدم‌قطعيت‌هاي سيستم قدرت‌‌‌‌‌‌، در اين مقاله از كنترل‌كنندۀ PID مرتبه كسري (FOPID) به دليل عملكرد مقاوم و ساختار ساده آن، براي كنترل فركانس ريزشبكه جزيره‌اي استفاده شده است. با استفاده از سيستم فازي، ورودي كنترل‌كنندۀ FOPID، توليد و عملكرد كنترل‌كننده بهبود يافته است. از الگوريتم رقابت استعماري براي تعيين پارامتر‌هاي كنترل‌كنندۀ FOPID فازي پيشنهادي بهره گرفته شده است. مقايسه طرح كنترلي پيشنهادي با كنترل PID كلاسيك و FOPID، به‌ازاي سناريو‌هاي مختلف تغييرات بار، عملكردِ بهتر ِكنترل‌كنندۀ پيشنهادي در مواجهه با اغتشاش بار از نقطه‌نظر ريشۀ ميانگين مربعات، فراجهش و فروجهش، تعداد نوسانات و زمان نشستِ تغييرات فركانس را نشان مي‌دهد. همچنين شبيه‌سازي‌ها بيان‌كننده عملكرد مقاو‌م مطلوب‌ طرح كنترل پيشنهادي در برابر تغييرات گسترده پارامترهاي سيستم هستند.

Microgrids (MG) are a branch of distributed energy sources, which often use renewable energies to produce electrical power and gives service to scattered loads in Island and Grid connected operation modes. Because of the uncertainties of power system and natural variations of the power produced by renewable energies, in this paper, fractional order PID (FOPID) is used to control the frequency of the microgrid. The output of a fuzzy system is the input of the FOPID controller which results in Fuzzy fractional order PID (FFOPID). Imperialist competitive algorithm (ICA) determines the optimal values of the controller parameters. Comparison of the proposed FFOPID with FOPID and classical PID controllers in several load changes scenarios shows a better performance of the proposed controller in terms of RMS, overshoot and undershoot, number of oscillations, and settling time of the frequency deviations. Simulations indicate the robust performance of the proposed controller against the changes of system parameters as well.