طراحی یک کنترل کننده تکمیلی برای STATCOM و تخمین بهنگام پارامترهای آن با استفاده از شبکه عصبی در یک مزرعه بادی ترکیبی متصل به شبکه

در سال های اخیر، سیستم های قدرت با چالش های زیادی روبرو شده اند. باتوجه به افزایش وابستگی به منابع انرژی تجدیدپذیر به ویژه انرژی باد، به عنوان یک منبع انرژی ارزان و پاک، تاثیر آن بر پایداری سیستم های قدرت از مهمترین چالش ها می باشد. این تاثیر بستگی به نوع ژنراتورهای القایی مورد استفاده در توربین های بادی دارد. دو نوع اصلی از توربین های بادی، توربین های بادی با سرعت ثابت و توربین های بادی با سرعت متغیرهستند. به طور کلی، توربین های بادی با سرعت ثابت مبتنی بر ژنراتورهای القایی قفس سنجابی (SCIG) هستند؛ در حالی که توربین های بادی با سرعت متغیر مبتنی بر ژنراتورهای القایی دو سو تغذیه (DFIG) می باشند. در یک مزرعه بادی ترکیبی (CWF) ، از مزایای هر دو نوع ژنراتور القایی استفاده می شود. به منظور بهبود رفتار دینامیکی یک مزارع بادی ترکیبی، لازم است از جبران کننده هایی در سیستم استفاده شود. در میان انواع جبران کننده ها، STATCOM (جبران کننده سنکرون استاتیکی) که از نسل سوم عناصر FACTS (سیستم های انتقال جریان متناوب انعطاف پذیر) به حساب می آید، بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در این مقاله، ابتدا یک سیستم قدرت متصل به یک مزرع بادی ترکیبی طراحی می شود که در یک شین آن از یک STATCOM استفاده شده است. سپس برای میرا نمودن موثر نوسانات متغیرهای سیستم در مواجه با خطا ها، از یک کنترل کننده تکمیلیPID هم در ساختار STATCOM استفاده می شود. همچنین از روش بهینه سازی ابتکاری ازدحام ذرات (PSO) برای تعیین مقادیر بهینه ضرایب مربوط به کنترل کننده PID استفاده می شود. اما از آنجایی که تعیین ضرایب بهینه کنترل کننده PID با استفاده از الگوریتم PSO کار زمان بری است، یک شبکه عصبی مصنوعی (ANN) برای تخمین بهنگام پارامترهای کنترل کننده مذکور در هنگام تغییر شرایط کاری سیستم، مورد استفاده قرار می گیرد. نتایج شبیه سازی های انجام شده ارائه شده و درستی روش طرح شده تایید می شود. تمام شبیه سازی ها در نرم افزار MATLAB/Simulink انجام شده است.

Keywords:

کلمات کلیدی: سیستم های قدرت , توربین های بادی , ژنراتورهای القایی SCIG و DFIG , مزرعه بادی ترکیبی , STATCOM , کنترل کننده ی PID , شبکه عصبی.