طراحی بهینه یک کنترل‌کننده tid بر اساس کمینه‌سازی حداکثر دامنه انحراف فرکانس و انتگرال زمانی قدرمطلق خطا برای کنترل فرکانس_بار سیستم‌های قدرت دوناحیه‌ای به‌هم‌پیوسته با منابع حرارتی، گازی، برق‌آبی، بادی و خورشیدی در حضور عوامل غیرخطی باند سکون گاورنر و محدودیت‌های نرخ تولید

امروزه، با توجه به رشد روزافزون تقاضای انرژی الکتریکی و نفوذ بالای منابع انرژی تجدید‌پذیر، نوسانات فرکانس به‌عنوان یک چالش اساسی پیش‌روی بهره‌برداران سیستم‌های قدرت قرار دارد. لذا، در این مقاله، با دیدگاهی جدید، مسئله کنترل فرکانس- بار بر اساس شاخص‌های (1)‌ حداکثر دامنه انحراف فرکانس و (2) انتگرال زمانی قدرمطلق خطا برای یک سیستم قدرت دوناحیه‌ای به‌هم‌پیوسته مورد مطالعه قرار گرفته است. در این راستا، سیستم مورد مطالعه از منابع تولیدی حرارتی، گازی، برق‌آبی و همچنین، منابع تولیدی تجدیدپذیر بادی و خورشیدی تشکیل شده است. در ساختار دوناحیه‌ای به‌هم‌پیوسته پیشنهادی، عوامل غیرخطی شامل باند سکون گاورنر و محدودیت‌های نرخ تولید در نظر گرفته شده است. برای کنترل فرکانس سیستم مورد مطالعه، از کنترل‌کننده مرتبه‌کسری tid به دلیل ساختار ساده و دقت بالا استفاده شده که ضرایب آن توسط الگوریتم ژنتیک بهینه می‌شوند. بعلاوه، عملکرد کنترل‌کننده پیشنهادی با کنترل‌کننده pid از نظر پارامترهای دینامیکی مانند دامنه انحرافات فرکانس، زمان نشست و سرعت رسیدن به پایداری، مقایسه گردیده است. نتایج شبیه‌سازی ساختار پیشنهادی در محیط matlab/simulink بیانگر این است که کنترل‌کننده tid دامنه انحراف فرکانس را 97.85% و زمان نشست را 77% نسبت به کنترل‌کننده pid بهبود داده است و بنابراین، برای اهداف کنترل فرکانس تحت شرایط مختلف بهره‌برداری کارآیی مطلوب‌تری دارد.

optimal design of a tid controller based on the minimization of peak overshoot of frequency deviation and integral of time-weighted absolute error for load-frequency control of interconnected two-area power systems with thermal, gas, hydro, wind, and solar generation sources considering governor dead band and generation rate constraints

nowadays, with an increasing demand for electrical energy and the high penetration of renewable energy sources, frequency fluctuations pose a significant challenge to power system operators. in this paper, the frequency-load control problem based on the measures of (i) peak overshoot of frequency deviation and (ii) integral of time-weighted absolute error is explored from a new perspective for an interconnected, two-area power system. to this end, the proposed interconnected two-area power system includes thermal, gas, and hydro power generation sources as well as wind and solar renewable energy sources. additionally, and from a technical perspective, nonlinear factors including dead-band governor and generation rate constraints are also taken into account for the newly developed interconnected two-area power system. to control the frequency, a fractional-order tid controller is widely employed due to its simple structure and high accuracy, the coefficients of which were optimized by a well-adjusted genetic algorithm. for comparison purposes, the performance of the suggested tid controller is compared with a pid controller in terms of dynamic parameters such as frequency deviation range, settling time, and stability speed. simulation of the proposed interconnected two-area power system in the matlab/simulink environment indicates that under various operating conditions the proposed tid controller exhibits better effectiveness and efficiency compared with the pid controller in terms of improving dynamic parameters.