Optimal Fuzzy PID Controller Design for Voltage-Frequency Stability Enhancement in Microgrid

Aryanpour, Hamze and Shayeghi, Hossein and Akbarimajd, Adel (2015) Optimal Fuzzy PID Controller Design for Voltage-Frequency Stability Enhancement in Microgrid. Masters thesis, university of Mohaghegh Ardabili.

[img] Text (طراحی کنترل¬کننده فازی PID بهینه ولتاژ-فرکانس برای افزایش پایداری ریزشبکه¬ها)
Hamze Aryanpour.pdf

Download (1MB)
Official URL: http://www.uma.ac.ir

Abstract

In this thesis, in order to control the voltage and frequency of islanded microgrid, a fuzzyPID controllers is proposed. Firstly, for microgrid frequency control, a microgrid frequency model with various DGs is modeled and then the parameter of fuzzyPID frequency controller is optimized by MDE to reduce frequency fluctuations compared than the conventional optimized PID controller. Simulation results under different disturbances, confirms the good performance of the proposed controller. Simultaneous control of voltage and frequency is required to complete modelling of microgrid. Most power system modeling software, because of detailed consideration and complexity, make system simulation slow and it is impossible to design some controller (fuzzy). So in this thesis, a microgrid modeling method based on multi-machine system is developed which in addition to accuracy and enhancement simulation speed, is able to consider the other renewable sources (PV, FC,…) and energy storage devices (BESS, FESS,…) easily. Nothed that the proposed method has been tested on a real microgrid. In order to simultaneous control of voltage and frequency, a fuzzyPID controller is proposed on several DGs. To improve fuzzyPID controller performance and reduce system fluctuations, the parameters of fuzzyPID controller is optimized using multi-objective NSMDE algorithm based on AHP mechanism. Simulation results for applied different perturbation, show the proposed modelling method accuracy and correct operation of proposed controllers. It is evident that proposed optimized fuzzyPID controllers not only achieved good performance under different operating conditions than the conventional optimized PID, but also it is easy to implement. All simulations were performed using MATLAB-Simulink software.

Item Type: Thesis (Masters)
Persian Title: طراحی کنترل¬کننده فازی PID بهینه ولتاژ-فرکانس برای افزایش پایداری ریزشبکه¬ها
Persian Abstract: در این پایان¬نامه، برای کنترل ولتاژ و فرکانس ریزشبکه¬های جزیره¬ای، کنترل¬کننده¬های فازی PID پیشنهاد شده است. ابتدا برای کنترل فرکانس ریزشبکه، مدل فرکانسی یک ریزشبکه با انواع منابع تولید پراکنده پیاده¬سازی شده و کنترل¬کننده فازی PID فرکانس با الگوریتم بهبودیافته تکامل تفاضلی با هدف کاهش نواسانات فرکانس ریزشبکه در مقایسه با کنترل¬کننده بهینه¬شده کلاسیک PID طراحی شده است. نتایج شبیه¬سازی تحت اغتشاش¬های متفاوت، عملکرد مناسب کنترل¬کننده پیشنهادی را تأیید می¬نمایند. کنترل همزمان ولتاژ و فرکانس ریزشبکه، نیازمند آن است تا مدل کامل ریزشبکه مدل‌سازی شود. نرم¬افزارهای مدل‌سازی سیستم قدرت اغلب به دلیل در نظر گرفتن جزییات سیستم، سبب پیچیدگی و کندی پاسخ شبیه¬سازی می¬شوند و طراحی برخی کنترل¬کننده¬ها (فازی) در آن‌ها امکان¬پذیر نیست؛ بنابراین در این پایان¬نامه، یک روش مدل‌سازی ریزشبکه مبتنی بر سیستم¬های چند ماشینه ارائه گردیده که علاوه بر دقت و بهبود سرعت شبیه¬سازی، در نظر گرفتن سایر منابع تجدیدپذیر انرژی (فتوولتاییک، پیل سوختی و...) و نیز منابع ذخیره انرژی پراکنده (باتری و چرخ طیار) به آسانی امکان¬پذیر است. لازم به ذکر است که روش پیشنهادی بر روی یک ریزشبکه واقعی آزمایش شده است. به منظور کنترل همزمان ولتاژ و فرکانس ریزشبکه، یک کنترل¬کننده فازی PID بر روی برخی منابع تولید پراکنده طراحی شده است. برای بهبود عملکرد کنترل¬کننده فازی PID و کاهش نوسانات ریزشبکه، پارامترهای کنترل¬کننده فازی PID توسط الگوریتم چندهدفه NSMDE با مکانیسم AHP تنظیم می¬شوند. نتایج شبیه¬سازی با اغتشاش¬های متفاوت اعمال‌شده، صحت روش مدل‌سازی پیشنهادی و عملکرد صحیح کنترل¬کننده¬ها را نشان می¬دهند. واضح است که کنترل¬کننده فازی PID پیشنهادی، نه تنها عملکرد مناسبی نسبت به کنترل¬کننده بهینه¬شده PID کلاسیک را در نقاط کار متفاوت دارد، بلکه به‌کارگیری آن نیز ساده است. کلیه شبیه¬سازی¬ها با استفاده از سیمولینک نرم¬افزار MATLAB انجام شده است.
Supervisor:
SupervisorE-mail
Shayeghi, HosseinUNSPECIFIED
Advisor:
AdvisorE-mail
Akbarimajd, AdelUNSPECIFIED
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: 13 Dec 2018 13:29
Last Modified: 13 Dec 2018 13:29
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/2242

Actions (login required)

View Item View Item