Rotor Açısal Kararlılığı İçin Güç Sistemi Dengeleyicisi Tasarımı

Year 2011, Volume: 3 Issue: 2, 6 - 11, 15.06.2011

İbrahim Eke M. Cengiz Taplamacıoğlu İlhan Kocaarslan

Abstract

Bu makale tek makineli sonsuz güçlü baraya bağlı senkron jeneratörde oluşan salınımları sönümlemede güç sistemi dengeleyicisi parametrelerinin ayarlanması ile ilgili çalışmayı sunar. Güç sistemi dengeleyicileri; elektrik güç sistemlerinde oluşan düşük frekans salınımları sönümlemek için uyartım sistemine eklenir. Güç sistemi dengeleyicisi tasarımı için birçok yöntem vardır. Modern kontrol tekniklerinin farklı yapılarına rağmen halen güç sistemi işletmecileri geleneksel güç sistemi dengeleyicisini tercih etmektedirler. Bu yüzden geleneksel güç sistemi dengeleyicisi bu çalışmada temel alınarak güç sistemi dengeleyicisi parametreleri yeni bir yöntemle ayarlanmıştır. Dayanıklı güç sistemi dengeleyicisi tasarımı çok değişkenli optimizasyon problemi gibi formülize edilip yapay arı koloni (ABC) algoritması ile çözümü sağlanmıştır. Önerilen ABC tabanlı güç sistemi dengeleyicisinin sağlamlığını göstermek için, tek makineli güç sisteminde küçük bozucu etkilerde katılarak simülasyon çalışmaları yapılmıştır. Simülasyon çalışmaları, ABC tabanlı güç sistemi dengeleyicisinin geleneksel olarak ayarlanmış dengeleyiciye göre daha üstün ve sağlam olduğunu göstermiştir.

Keywords

Rotor açısı kararlılığı, yapay arı kolonisi, güç sistemi dengeleyicisi

Rotor Açısal Kararlılığı İçin Güç Sistemi Dengeleyicisi Tasarımı

Abstract

This paper presents techniques that allow a generalized parameter tuning of power system stabilizer to damp the oscillatory modes of generator connected to a single machine infinite bus system. Power system stabilizers (PSS) are added to excitation system to enhance the damping of electric power system during low frequency oscillations. Several methods are used in the design of power system stabilizers. Despite the potential of the modern control techniques with different structures, power system utilities still prefer the conventional lead-lag power system stabilizer structure. Therefore, conventional power system stabilizer based on this study, a new power system stabilizer parameters are set in a way. The problem of a robust PSS design is formulated as a multiobjective optimization problem and Artificial Bee Colony (ABC) Algorithm is used to solve it. To demonstrate the robustness of the proposed ABC based power system stabilizer, simulation studies on single machine system subjected to small perturbation. Simulation results show the superiority and robustness of ABC based power system stabilizer as compare to conventionally tuned controller.

Keywords

Rotor angle stability, artificial bee colony, power system stabilizer

References

• [1] Vandiver, B., Apostolov, A. and Steinhauser, F., “Testing of phasor measurement units”, 63rd Annual Conference for Protective Relay Engineers, College Station,1-5 (2010). [2] Gupta, R. Bandyopadhyay, B. And Kulkarni, A.M., “Design of power system stabiliser for single-machine system using robust periodic output feedback controller”, IEE Proceedings Generation, Transmission and Distribution, United Kingdom, 211-216 (2003). [3] Gurrala, G. and Sen, I., “A modified Heffron-Phillip's model for the design of power system stabilizers”, International Conference on Power System Technology and IEEE Power India Conference, New Delhi, 1-6 (2008). [4] Larsen, E. V. and Swann D.A., “Applying power system stabilizers part I: general concepts”, IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, PAS-100 (6), 3017-3024 (1981). [5] Larsen, E. V. and Swann D.A., “Applying power system stabilizers part II: performance objectives and tuning concepts”, IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, PAS-100 (6), 3025-3033(1981). [6] Larsen, E. V. and Swann D.A., “Applying power system stabilizers part III: practical considerations”, IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems,PAS-100 (6), 3017-3024 (1981). [7] Kundur, P., “Power System Stability and Control”, McGraw-Hill Professional, New York, 54-56, 19, 32, 38-39, 45, 699-700, 25, 40, 128- 130, 47, 53, 42-43, 703-706315-373, 766-782 (1994). [8] Machowski J., Bialek, J. W. And Bumby J. R., “Power System Dynamics and Stability”, John Wiley and Sons, New York, 1-3, 43, 183, 141-182, 149, 141-145, 235-240, 321-355, 42-43, 145, 355-363, 291- 295 (1997). [9] Padiyar, K. R., “Power System Dynamics Stability and Control”, John Wiley and Sons, Singapore, 1-4, 4, 9-10, 16-20, 11-13, 50, 51-122, 259- 260, 10, 255, 250-254, 123-164, 285-305 (2004). [10] Anderson, P. M. and Fouad, A. A., “Power System Control and Stability, 2nd Edition”, The Iowa State University Press, Iowa, 3-4, 4-7, 16-20, 24, 13-14, 43, 26-31, 21-24, 13-15, (2003). [11] Nalbantoğlu M., “Güç sistemlerinin kararlılığı için senkron generatörün uyartımının kayma kipli kontrolü”, Doktora Tezi, Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Elazığ, 13-15, 32-34, 16-19, 34-35 (2010). [12] Yazıcı İ., “Model referans kayan kipli kontrolör tabanlı güç sistem kararlayıcı tasarımı”, Doktora Tezi, Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Kocaeli, 23-24, 43-45, 47-49, 24, 22, 50-53 (2008). [13] Sauer, P. W. and Pai, M. A., “Power System Dynamics and Stability”, Prentice Hall, New Jersey, 89-93, 262-270, 104-106, 255-261, 270-277 (1998). [14] Ghahremani, E., Karrari, M. And Malik, O. P., “Synchronous generator third-order model parameter estimation using online experimental data”, IET Generation, Transmission & Distribution, 2(5), 708-719 (2008). [15] Demello, F. P. and Concordia, C., “Concepts of synchronous machine stability as affected by excitation control”, IEEE Trans. Power Apparatus and Systems, PAS-88(4). 316-329 (1969). [16] M. K. El-Sherbiny, D. M. Mehta, “Dynamic system stability part I - investigation of the effect of different loading and excitation systems”, IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, PAS-92(5), 1538- 1546 (1973). [17] IEEE Std 421.5-2005 (Revision of IEEE Std 421.5-1992), “IEEE recommended practice for excitation system models for power system stability studies”, IEEE, 1-85 (2006). [18] Akay, B., “Nümerik optimizasyon problemlerinde yapay arı kolonisi algoritmasının performans analizi”, Doktora tezi, Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Kayseri, 81-82 (2009). [19] Gözde, H., Taplamacıoğlu, M.C., Kocaarslan, İ., ve Şenol, M.A., “Particle swarm optimization based pi-controller design to loadfrequency control of a two area reheat thermal power system”, Journal of Thermal Science and Technology, 30(1), 13-21(2010). [20] Gözde H., Taplamacıoğlu M. C., Kocaarslan İ., Çam E., “İki Bölgeli Güç Sisteminde Parçacık Sürüsü Algoritması İle Yük-Frekans Kontrolü Optimizasyonu”, ELECO 2008, Elektrik - Elektronik Ve Bilgisayar Mühendisliği Sempozyumu, Bursa, 26-30 (2008). [21] Gözde H., Taplamacıoğlu M. C., Kocaarslan İ., Çam E., Particle Swarm Optimization Based Load Frequency Control In A Single Area Power System, TPE-2008 Conference Proceedings Forth International Conference on Technical and Physical Problems