Design of Optimal Distributed Multi-Agent Load Frequency Controller for a Power Systems Containing Variable-Speed Wind Turbines

Olyaee, Mohsen and Akbarimajd, Adel and Shayeghi, Hosein and Sobhani, Behroz (2016) Design of Optimal Distributed Multi-Agent Load Frequency Controller for a Power Systems Containing Variable-Speed Wind Turbines. Masters thesis, University of Mohaghegh Ardabili.

[img] Text (طراحی کنترل‌کننده بهینه توزیع‌شده چندعاملی بار-فرکانس برای یک سیستم قدرت شامل توربین‌های بادی سرعت متغیر)
Mohsen Olyaee.pdf

Download (471kB)
Official URL: http://www.uma.ac.ir

Abstract

Load frequency control is one of the important issues in security of power systems. By increasing penetration of distributed generation such as wind turbines in power systems, study of load frequency control in the presence of these sources are necessary. Distributed controllers have high reliability because of the control of each bus only needs information of that bus and its neighbors. These controllers are also robust as their overal stability performance of the is preserved even with limited measurments. Thus, in some large scale and complicated systems such as power systems, using distributed controllers is an appropriate solution. The aim of this thesis is design of optimal distributed multi-agent controller for frequency control of a power system with variabale speed wind turbines. In the distributed controller, each controller is considered as an agent that takes feedbak from its bus and neigbouring buses. In this controller as well as load frequency control, optimal power flow is considered to minimize generation costs. The system is modeled using swing equation of synchronous machines where synchronous generators are power production units and synchronous motors are loads. Power generated by wind turbines are also modeled by swing equations. Because of nonlinearity of wind turbine swing equation, feedback linearization is used for linearizng wind turbine equation. Then optimal distributed multi-agent controller parameters are optimized using GWO algorithm. Performance of optimal distributed multi-agent controller is compared with performance of optimal decentralized controller. Simulation results in SIMULINK show that although there is no global information of system in the optimal distributed controller it suitability reduces the frequency deviation and power generation cost.

Item Type: Thesis (Masters)
Persian Title: طراحی کنترل‌کننده بهینه توزیع‌شده چندعاملی بار-فرکانس برای یک سیستم قدرت شامل توربین‌های بادی سرعت متغیر
Persian Abstract: کنترل بار فرکانس یکی از مسائل مهم در برقراری امنیت سیستم های قدرت به حساب می‌آید. با افزایش نفوذ منابع تولید پراکنده مثل توربین‌های بادی، بررسی کنترل بار فرکانس با وجود این منابع در سیستم قدرت امری ضروری به‌نظر می‌رسد. استفاده از کنترل‌کننده‌های توزیع‌شده به دلیل اینکه کنترل کننده هر باس تنها به اندازه‌گیری آن باس و باس‌های مجاور نیاز دارد قابیلت اطمینان بالایی دارند. این سیستمها مقاومت بالایی نیز دارند به طوری که درصورت محدود بودن اندازه‌گیری‌ها، پایداری عملکرد کلی سیستم از دست نمی‌رود. بنابراین در برخی از سیستم‌های مقیاس بزرگ و پیچیده مانند سیستم قدرت استفاده از کنترل کننده های توزیع شده یک راه حل بسیار مناسب است. هدف اصلی این پایان نامه طراحی کنترل‌کننده توزیع‌شده چندعامله بهینه برای سیستم قدرت دارای توربین‌های بادی سرعت متغیر است. در کنترل‌کننده توزیع‌شده هر کنترل‌کننده به عنوان یک عامل درنظر گرفته شده است که علاوه‎‌بر اطلاعات باس خود، اطلاعات باس‌های همسایه‌شان را نیز دریافت می کنند. در کنترل‌کننده طراحی شده علاوه‌بر کنترل فرکانس به پخش بار بهینه برای کم کردن هزینه تولید نیز توجه شده است. سیستم مورد مطالعه با استفاده از معادله نوسان ماشین‌های سنکرون مدل‌سازی شده است که در آن ژنراتورهای سنکرون به عنوان تولید‌کننده توان و موتورهای سنکرون به عنوان بارهای مصرفی در نظر گرفته شده اند، توان تولیدی توربین های بادی نیز با استفاده از معادله نوسان توربین بادی مدل‌سازی شده است. به دلیل غیرخطی بودن معادله نوسان توربین بادی، از خطی‌سازی فیدبک برای خطی کردن معادله نوسان توربین استفاده شده است. پارامترهای کنترل‌کننده توزیع‌شده چندعامله با استفاده از الگوریتم گرگ‌های خاکستری بهینه شده‌اند. عملکرد کنترل‌کننده توزیع‌شده چندعامله بهینه با عملکرد کنترل‌کننده غیرمتمرکز بهینه مقایسه شده است. نتایج شبیه‌سازی در سیمولینک نشان می‌دهد که با وجود دردسترس نبودن تمام اطلاعات باس‌ها، روش پیشنهادی در کنترل فرکانس و همچنین بهینه کردن توان تولیدی به‌طور مناسبی عمل کرده است.
Supervisor:
SupervisorE-mail
Akbarimajd, AdelUNSPECIFIED
Advisor:
AdvisorE-mail
Shayeghi, HoseinUNSPECIFIED
Sobhani, BehrozUNSPECIFIED
Subjects: Faculty of Engineering > Department of Electrical & Computer Engineering
Divisions > Faculty of Engineering > Department of Electrical & Computer Engineering
Divisions: Subjects > Faculty of Engineering > Department of Electrical & Computer Engineering
Faculty of Engineering > Department of Electrical & Computer Engineering
Date Deposited: 28 Oct 2018 20:14
Last Modified: 28 Oct 2018 20:14
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/1302

Actions (login required)

View Item View Item