دانلود ترجمه مقاله کنترل فرکانس مبتنی بر MPC توزیع شده برای سیستم های قدرت چند ناحیه ای

1. مقدمه 2. تشریح مساله 3. فرمول بندی مساله MPC 4. الگوریتم راه حل توزیع شده 5. مطالعات موردی 6. نتیجه گیری

چکیده – این مقاله، یک طرح کنترل پیش بین مدل توزیع شده (DMPC) نوین برای تنظیم فرکانس سیستم های قدرت چندمنطقه ای همراه با منابع انرژی تجدیدپذیر و انواع مختلف واحدهای کنترل پذیر، شامل مولدهای سنکرون، بارهای انعطاف پذیر و ادوات ذخیره انرژی را پیشنهاد می دهد. مسئله تنظیم فرکانس ابتدا به صورت یک مسئله کنترل پیش بینی کننده مدل (MPC)، فرموله می شود و سپس بوسیله یک الگوریتم برپایه افکنش توزیع شده از طریق ارتباطات نظیر به نظیر، حل می شود. از پیشنهاد این کنترلر، دو هدف داریم. اولین هدف این است که فرکانس سیستم و تبادل توان بین منطقه ای خالص با تنظیم بهینه توان اکتیو واحدهای کنترل پذیر، در مقادیر اسمی خود حفظ شوند. دوم اینکه، کاری کنیم که متغیرهای سیستم مانند فرکانس شینه ها، توان خروجی/مصرف هر واحد کنترل پذیر، نرخ های رمپینگ مولدها و سطوح انرژی ذخیره شده ادوات ذخیره انرژی، قیدهای عملیاتی خود را برآورده کنند. مطالعات موردی، اثربخشی روش کنترل طراحی شده را نشان می دهند. مقدمه: مسئله کلیدی در بهره برداری از یک سیستم قدرت چند منطقه ای پایدار، حفظ فرانس و تبادل توان بین منطقه ای خالص در مقادیر اسمی آنها می باشد که این برای ایمنی تجهیزات مولدی، عملکرد رضایت بخش بارهای الکتریکی و همچنین تحویل مطمئن توان، بسیار مهم می باشند [1]. این هدف، به صورت سنتی بوسیله کنترل تولید برق خودکار (AGC) از این طریق که کاری کنیم که تولید توان هر منطقه کنترلی، تقاضای بار خود را دنبال کند، حاصل می شود [2]. اما بخاطر عدم قطعیت و گهگاهی بودن توان خروجی تجدید پذیر، الگوی کنترل طرف تولید متداول ممکن است برای تنظیم فرکانس سیستم های قدرت مدرن با نفوذ زیاد منابع انرژی تجدیدپذیر، برای مثال، مولدهای بادی و خورشیدی، ناکافی باشد[3]. یکی از روش های ممکن برای حل این چالش، استفاده از ذخیره های گردان عملکرد سریعتر می باشد که قطعاً هزینه های بهره برداری را افزایش خواهند داد.

This paper proposes a novel distributed model predictive control (DMPC) scheme for frequency regulation of multi-area power systems with substantial renewable power sources and different types of controllable units including synchronous generators, flexible loads and energy storage devices. The frequency regulation task is firstly formulated as a model predictive control (MPC) problem, and then is solved by a distributed projection-based algorithm via peer-to-peer communication. The objectives of the proposed controller are twofold. Firstly, it is to maintain the system frequency and net inter-area power exchanges at their nominal values by optimally adjusting the active powers of controllable units. Secondly, it is to make the system variables such as the bus frequencies, power output/consumption of each control-lable unit, ramping rates of generators and stored energy levels of storage devices meet their operational constraints. Case studies demonstrate the effectiveness of the designed control method. Introduction: The key task to operate a stable multi-area power system is to keep the frequency and net inter-area power exchanges at their nominal values, which is critical for safety of generating equipment, satisfactory performance of electrical loads as well as reliable power delivery [1]. This objective is traditionally achieved by automatic generation control (AGC) via making the power generation of each control area follow its own load demand [2]. However, due to the uncertainty and intermittency of renewable power outputs, the conventional generation-side control paradigm may be inadequate to regulate the frequency of modern power systems with high penetration of renewable energy resources, e.g., wind and solar powers [3]. A possible way to tackle this challenge is to use more fast-acting spinning reserves, which will definitely incur high operation costs.