طراحي پايدارساز مد لغزشي پيش‌بين گسسته تحت‌شبكه به‌منظور حذف نوسانات فركانس پايين در سيستم‌هاي قدرت با جغرافياي پراكنده

Design of Networked Discrete Predictive Sliding Mode Stabilizer for Damping Low Frequency Oscillations in Geographically Distributed Power Systems

رشد سريع پيشرفت‌هاي تكنولوژي و فناوري‌هاي ارتباطي ازيك‌سو و نيز توسعه و پراكندگي جغرافيايي فرآيندهاي صنعتي ازسوي‌ديگر، استفاده از سيستم‌هاي كنترل تحت‌شبكه را در كنترل سيستم‌ها با جغرافياي پراكنده اجتناب‌ناپذير نموده‌است. در اين سيستم‌ها ارتباط بين اجزاي كنترلي ازطريق يك شبكه مخابراتي برقرار مي‌گردد كه به‌دليل شرايط غيرايده‌آل شبكه مخابراتي، مشكلاتي مانند گم‌شدن بسته‌هاي اطلاعات و تأخير زماني، به‌عنوان مشكلات ذاتي اين سيستم‌ها، مطرح مي‌شود كه مي‌تواند منجر به عملكرد نامناسب و حتي ناپايداري كل سيستم گردد. در اين مقاله يك ساختار كنترل مد لغزشي پيش‌بين گسسته تحت‌شبكه جديد به‌منظور پايدارسازي نوسانات فركانس پايين يك شبكه قدرت تحت‌شبكه با جغرافياي پراكنده پيشنهاد شده‌است. روش پيشنهادي شامل دو مرحله است. ابتدا يك تابع سوئيچينگ مد لغزشي جديد به‌منظور طراحي پايدارساز مد لغزشي پيشنهاد و سپس يك الگوريتم پيش‌بين جديد به‌منظور جبران رفتار غيرايده‌آل شبكه مخابراتي، شامل تأخير القاشده از سوي شبكه و گم‌شدن بسته‌هاي اطلاعاتي ارائه شده‌است. به‌منظور نشان‌دادن قابليت و توانايي روش پيشنهادي، مطالعات عددي بر روي يك سيستم قدرت نمونه 5-ناحيه-16 ماشينه و در حضور دو نوع خطاي سه‌فاز و تك‌فاز ارائه شده‌است. همچنين، به‌منظور انجام مقايسه، يك پايدارساز تحت‌شبكه با ساختار پيش‌فاز-پس‌فاز طراحي شده‌است. نتايج شبيه‌سازي قابليت و برتري روش پيشنهادي را نشان مي‌دهند.

The rapid growth of technological advances and communication technologies, and also the development and geographical dispersion of industrial processes have made the use of networked control systems in controlling geographically distributed systems inevitable. In these systems, communication between controlling components is established through a telecommunications network, due to non-ideal communication network conditions, some problems such as packet dropouts and time delays are raised as inherent problems of these systems, which can lead to inappropriate performance and even the entire system becomes unstable. In this paper, a new networked discrete predictive sliding mode control structure is proposed in order to stabilize low frequency oscillations in smart grid with geographically distributed network. The proposed method consists of two steps. First a new sliding mode switching function is proposed to design a sliding mode stabilizer and then, a predictive control algorithm is proposed to compensate the non-ideal behavior of the communication network, including network latency and packet loss. In order to demonstrate the capability of the proposed method, some numerical studies have been carried out on a 5-area -16-machine system in the presence of three-phase and single-phase faults. Also, in order to make a comparison, a conventional networked stabilizer with lead-lag structure is designed. Simulation results show the capability and superiority of the proposed method.