مدل­سازی سیستم­ های قدرت الکتریکی در فضای حالت و کنترل فرکانس بار LQR بهینه

مدل­سازی سیستم­ های قدرت الکتریکی در فضای حالت و کنترل فرکانس بار LQR بهینه

THE MODELLING OF ELECTRIC POWER SYSTEMS ON THE STATE SPACE AND CONTROLLING OF OPTIMAL LQR LOAD FREQUENCY

ABSTRACT
The modelling of electric power systems on the state space and an optimal control system known as Linear
Quadratic Regulator (LQR) for designing the load frequency control system are realized in this paper. In order
to obtain high quality electric energy on electric power systems the fluctuations on voltage and frequency must
be decreased as much as possible. The frequency sensitivity of the system must be reduced to minimum level
against to load changes. To obtain minimum frequency sensitivity against to load changes an optimal control
known as Linear Quadratic Regulator ( LQR) is designed. In the study the simplified and block diagram of the
electric power system is employed. By using this diagram the state equations for the power system are obtained
on the state space. In the load frequency control of power system control system via pole-placement and
optimal LQR control method known as modern control with high reability rate are used. The proposed optimal
LQR load frequency has been compared with control system via pole-placement. Load frequency control system
of electric power system has been developed designed by using MATLAB/SIMULINK.

مدل­سازی سیستم­ های قدرت الکتریکی در فضای حالت و کنترل فرکانس بار LQR بهینه

چکیده
مدل­سازی سیستم­های قدرت الکتریکی بر روی فضای حالت و یک سیستم کنترل بهینه­ی شناخته شده­ بنام رگولاتور درجه دوم خطی (LQR) برای طراحی سیستم کنترل فرکانس بار در این مقاله انجام شدند. به منظور بدست آوردن انرژی الکتریکی با کیفیت بالا در سیستم­های قدرت الکتریکی، بایستی نوسانات ولتاژ و فرکانس تا حد امکان کاهش یابد. حساسیت فرکانسی سیستم باید در برابر تغییرات بار به کم­ترین مقدار کاهش پیدا کند. به منظور به­دست آوردن مینیمم سطح حساسیت فرکانسی به ازای تغییرات بار، کنترل بهینه­ی شناخته شده­ی رگولاتور درجه دوم خطی (LQR) طراحی می­شود. در این تحقیق، بلوک دیاگرام ساده شده سیستم قدرت الکتریکی استفاده می­شود. با استفاده از این دیاگرام، معادلات حالت سیستم قدرت بر روی فضای حالت بدست می­آید. در کنترل فرکانس بار سیستم قدرت، سیستم کنترل از طریق مکان­یابی قطب و روش کنترل LQR بهینه بنام کنترل مدرن با نرخ قابلیت اطمینان بالا استفاده می­شود. فرکانس بار LQR بهینه­ی ارائه شده با سیستم کنترل از طریق مکان­یابی قطب مقایسه می­شود. سیستم کنترل فرکانس بار سیستم قدرت الکتریکی با استفاده از Matlab/SIMULINKطراحی و ایجاد شده است.