Abstract

The usage of remote signals obtained from a wide-area measurement system (WAMS) introduces time delays to a wide-area damping controller (WADC), which would degrade system damping and even cause system instability. The time-delay margin is defined as the maximum time delay under which a closed-loop system can remain stable. In this paper, the delay margin is introduced as an additional performance index for the synthesis of classical WADCs for flexible ac transmission systems (FACTS) devices to damp inter-area oscillations. The proposed approach includes three parts: a geometric measure approach for selecting feedback remote signals, a residue method for designing phase-compensation parameters, and a Lyapunov stability criterion and linear matrix inequalities (LMI) for calculating the delay margin and determining the gain of the WADC based on a tradeoff between damping performance and delay margin. Three case studies are undertaken based on a four-machine two-area power system for demonstrating the design principle of the proposed approach, a New England ten-machine 39-bus power system and a 16-machine 68-bus power system for verifying the feasibility on larger and more complex power systems. The simulation results verify the effectiveness of the proposed approach on providing a balance between the delay margin and the damping performance

چکیده

استفاده از سیگنال های راه دور به دست آمده از سیستم اندازه گیری گسترده (WAMS)  باعث به وجود آمدن تاخیر در کنترلر تعدیل  کننده گسترده (WADC) می­شود که کاهش کارایی سیستم تعدیل کننده و حتی نا پایداری سیستم می­شود. حاشیه تاخیر به صورت ماکزیمم زمانی تاخیری که تحت آن سیستم حلقه بسته می­تواند پایدار بماند تعریف می­شود. در این مقاله، حاشیه تاخیر به صورت یک شاخص عملکرد اضافی برای ترکیب سیستم تعدیل کننده گسترده کلاسیک متناسب با ادوات سیستم انتقال AC انعطاف پذیر (ّFACT) برای تعدیل نوسانات درون ناحیه معرفی شده است. رویکرد پیشنهادی شامل سه قسمت سه قسمت می­شود : اندازه گیری هندسی برای انتخاب سیگنال های فیدبک راه دور، روش باقیمانده برای طراحی پارامترهای جبران فاز، و معیار پایداری لیاپانف و نابرابری ماتریس خطی (LMI) برای محاسبه حاشیه تاخیر و تشخیص گین کنترلر تعدیل  کننده گسترده (WADC)  براساس مصالحه بین عملکرد تعدیل و حاشیه تاخیر. سه نمونه مورد بررسی براساس چهار ماشین دو ناحیه برای اثبات قاعده طراحی پیشنهادی در نظر گرفته شده است. سیستم قدرت 10 ماشین-29 باس و سیستم قدرت 16 ماشین – 68 باس  new england  برای بررسی کارایی روش برروی سیستم های قدرت بزرگتر و پیچیده تر مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج شبیه سازی تاثیر رویکرد پیشنهادی در ایجاد تعادل بین حاشیه تاخیر و کارایی تعدیل را تایید می­کند.

1-مقدمه 

تعدیل نوسانات فرکانس پایین درون ناحیه یکی از دغدغه های اصلی برای ارتقا پایداری سیستم قدرت می­باشد. نوسانات درون ناحیه، ذخیره حاشیه ­­­ی ظرفیت انتقال بین نواحی شبکه قدرت را کاهش می­دهد. نوسانات فرکانس پایین درون ناحیه می­توانند با استفاده از نصب پایدار سازهای شبکه قدرت (PSSs) خنثی شوند، که می­تواند عمل کنترلی مکمل را در خلال تحریک سیستم ژنراتور ها  فراهم آورد، یا همچنین اضافه کردن کنترلر های تعدیلی مکمل به ادوات سیستم انتقال AC انعطاف پذیر (ّFACT) که به صورت انعطاف پذیری قابلیت نصب را در قسمت های کلیدی شبکه دارند که می­تواند عملکرد تعدیلی بهتری از (PSSs) داشته باشد...