طراحی کنترل کننده میراساز در نیروگاه های بادی فراساحلی مجهز به hvdc vsc جهت بهبود پایداری سیستم قدرت با استفاده از کنترل کننده های pid مرتبه کسری مبتنی بر الگوریتم بازار سهام بهینه شده

در این مقاله طراحی کنترل‌کننده تکمیلی میراساز در سیستم‌های انتقال vschvdc که رابط نیروگاه بادی فراساحلی (owpp) با سیستم قدرت اصلی است، مورد مطالعه قرار می‌گیرد. ابتدا نشان داده می‌شود که منحنی سرعت-توان در توربین بادی بر میراسازی مودهای نوسانی و الکترومکانیکی سیستم قدرت اثرگذار بوده و بسته به شرایط کاری توربین، میزان این اثرگذاری متفاوت است. سپس، جهت بهبود پایداری دینامیکی سیستم قدرت، استفاده از کنترل‌کننده کمکی میراساز بهینه‌شده در سیستم vschvdc پیشنهاد خواهد شد. کنترل‌کننده پیشنهادی به عنوان یک حلقه تکمیلی به مدارهای کنترلی مبدل‌ها در vschvdc اضافه می‌شود و از طریق تصحیح ضریب میرایی مودهای نوسانی سیستم، باعث تقویت گشتاور میراکننده در مولدها خواهد شد. علاوه بر این، راه کاری برای به کارگیری کنترل‌کننده کمکی در بهینه ترین مسیر ممکن ارائه می‌شود به طوری که بیشترین کنترل پذیری بر مودهای نوسانی و کمترین تداخل با سایر کانال‌های موجود بین سیگنال‌های ورودی-خروجی فراهم می‌شود. جهت طراحی کنترل‌کننده پیشنهادی، از کنترل‌کننده pid مرتبه کسری استفاده خواهد شد که ضرایب آن از طریق الگوریتم بازار سهام بهینه‌شده تنظیم می‌شوند. بهینه سازی الگوریتم از طریق به کارگیری عملگرهای جهش و ترکیب در الگوریتم ژنتیک و با هدف اجتناب از به دام افتادن خفاش‌ها در نقاط اکسترمم محلی انجام می‌شود. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که روش پیشنهادی این مقاله نه تنها باعث بهبود پایداری دینامیکی سیستم قدرت می‌شود بلکه نمایه ولتاژ را نیز تقویت خواهد کرد.

Damping Controller Design in Offshore Wind Power Plants equipped with HVDC VSC to Improve Power System Stability Using Fractional Order PID Controllers based on Optimized Exchange Market Algorithm

Abstract In this paper, the design of damping supplementary controller in VSC HVDC transmission systems, which is the interface of Offshore Wind Power Plant (OWPP) with the main power system, is studied. First, it is shown that the speed-power curve in a wind turbine affects the damping of oscillation and electromechanical modes of the power system, and depending on the operating conditions of the turbine, the extent of this effect varies. Then, to improve the dynamic stability of the power system, the use of an optimized supplementary controller in the VSC HVDC system will be proposed. The proposed controller is added as an additional loop to the converter control circuits in VSC HVDC and will amplify the damping torque in the generators by correcting the damping coefficient of the system oscillation modes. In addition, a solution is provided to use the supplementary controller in the most optimal path, so that the most controllability on the oscillation modes and the least interference with other channels between the input-output signals are provided. To design the proposed controller, a fractional order PID controller will be used whose coefficients are adjusted through an optimized exchange market algorithm. The optimization of the algorithm is done by using mutation and crossover operators in the genetic algorithm with the aim of avoiding bats being trapped at local extremum. The simulation results show that the method proposed in this paper not only improves the dynamic stability of the power system but also strengthens the voltage profile.