Damping of low-frequency oscillations and improving power system stability via auto-tuned PI stabilizer using Takagi–Sugeno fuzzy logic - Archive ouverte HAL
Article Dans Une Revue International Journal of Electrical Power & Energy Systems Année : 2012

تخميد التذبذبات منخفضة التردد وتحسين استقرار نظام الطاقة عبر مثبت PI المضبوط تلقائيًا باستخدام منطق Takagi – Sugeno الغامض.

Dämpfung niederfrequenter Schwingungen und Verbesserung der Stabilität des Stromversorgungssystems durch einen automatisch abgestimmten PI-Stabilisator mithilfe der Takagi-Sugeno-Fuzzy-Logik

Damping of low-frequency oscillations and improving power system stability via auto-tuned PI stabilizer using Takagi–Sugeno fuzzy logic

Amortiguación de oscilaciones de baja frecuencia y mejora de la estabilidad del sistema de energía mediante un estabilizador PI autoajustado utilizando lógica difusa Takagi-Sugeno

میرایی نوسانات فرکانس پایین و بهبود پایداری سیستم قدرت از طریق تثبیت کننده PI تنظیم شده خودکار با استفاده از منطق فازی Takagi-Sugeno.

Amortissement des oscillations basse fréquence et amélioration de la stabilité du système électrique via un stabilisateur PI auto-réglé utilisant la logique floue Takagi-Sugeno

Résumé

تقترح هذه الورقة مثبت PI لجدولة الكسب الغامض Takagi-Sugeno (TS) لإخماد التذبذبات منخفضة التردد لنظام الطاقة وتعزيز استقرار نظام الطاقة. يصف العمل إنشاء وظائف وقواعد عضوية غامضة مناسبة لمثبت نظام الطاقة (PSS) بحيث يمكن ضبط مكاسبه التناسبية والمتكاملة تلقائيًا في الوقت الفعلي للاستجابة للتغيرات في ظروف تشغيل النظام. للعثور على العدد والمواقع الأمثل للمثبتات المطلوبة، تستخدم هذه الورقة طريقة عامل المشاركة. تظهر نتائج المحاكاة على نظام طاقة عملي أن المثبت المقترح فعال في تخميد تذبذبات التردد المنخفض بالإضافة إلى تحسين الاستقرار الديناميكي للنظام وملف الجهد. بالإضافة إلى ذلك، يوفر النهج المقترح أداءً فائقًا بالمقارنة مع PI PSS التقليدي.
In diesem Artikel wird ein Takagi-Sugeno (TS)-PI-Stabilisator mit Fuzzy-Gain-Scheduling vorgeschlagen, um niederfrequente Schwingungen des Energiesystems zu dämpfen und die Stabilität des Energiesystems zu verbessern. Die Arbeit beschreibt die Konstruktion geeigneter Fuzzy-Mitgliedschaftsfunktionen und -Regeln für einen Power System Stabilizer (PSS), damit seine proportionalen und integralen Verstärkungen automatisch in Echtzeit angepasst werden können, um auf Änderungen der Systembetriebsbedingungen zu reagieren. Um die optimale Anzahl und Position der erforderlichen Stabilisatoren zu ermitteln, verwendet dieser Artikel die Beteiligungsfaktormethode. Simulationsergebnisse an einem praktischen Stromversorgungssystem zeigen, dass der vorgeschlagene Stabilisator niederfrequente Schwingungen wirksam dämpft und die dynamische Stabilität und das Spannungsprofil des Systems verbessert. Darüber hinaus bietet der vorgeschlagene Ansatz im Vergleich zu einem herkömmlichen PI PSS eine überlegene Leistung.
This paper proposes a Takagi–Sugeno (TS) fuzzy gain-scheduling PI stabilizer to damp the power system low-frequency oscillations and enhance power system stability. The work describes the construction of appropriate fuzzy membership functions and rules for a Power System Stabilizer (PSS) so that its proportional and integral gains can be automatically tuned in real-time to react to changes in the system operating conditions. To find the optimal number and locations of required stabilizers, this paper uses the participation factor method. Simulation results on a practical power system demonstrate that the proposed stabilizer is effective in damping low-frequency oscillations as well as improving system dynamic stability and voltage profile. In addition, the proposed approach provides superior performance when compared to a conventional PI PSS.
Este artículo propone un estabilizador PI de programación de ganancia difusa Takagi-Sugeno (TS) para amortiguar las oscilaciones de baja frecuencia del sistema de energía y mejorar la estabilidad del sistema de energía. El trabajo describe la construcción de reglas y funciones de membresía difusa apropiadas para un estabilizador de sistema de energía (PSS), de modo que sus ganancias proporcionales e integrales puedan ajustarse automáticamente en tiempo real para reaccionar a los cambios en las condiciones operativas del sistema. Para encontrar el número y la ubicación óptimos de los estabilizadores requeridos, este artículo utiliza el método del factor de participación. Los resultados de la simulación en un sistema de energía práctico demuestran que el estabilizador propuesto es eficaz para amortiguar las oscilaciones de baja frecuencia, así como para mejorar la estabilidad dinámica del sistema y el perfil de voltaje. Además, el enfoque propuesto proporciona un rendimiento superior en comparación con un PI PSS convencional.
این مقاله یک تثبیت‌کننده PI با زمان‌بندی بهره فازی تاکاگی-سوگنو (TS) را برای کاهش نوسانات فرکانس پایین سیستم قدرت و افزایش پایداری سیستم قدرت پیشنهاد می‌کند. این کار ساخت توابع و قوانین عضویت فازی مناسب را برای یک تثبیت کننده سیستم قدرت (PSS) توصیف می‌کند، به طوری که سودهای متناسب و یکپارچه آن را می‌توان به طور خودکار در زمان واقعی تنظیم کرد تا به تغییرات در شرایط عملیاتی سیستم واکنش نشان دهد. برای یافتن تعداد و مکان بهینه تثبیت کننده های مورد نیاز، این مقاله از روش ضریب مشارکت استفاده می کند. نتایج شبیه‌سازی روی یک سیستم قدرت عملی نشان می‌دهد که تثبیت‌کننده پیشنهادی در میرایی نوسانات فرکانس پایین و همچنین بهبود پایداری دینامیکی سیستم و مشخصات ولتاژ مؤثر است. علاوه بر این، رویکرد پیشنهادی در مقایسه با یک PSS PI معمولی، عملکرد برتری را ارائه می‌کند.
Cet article propose un stabilisateur PI à planification floue de gain Takagi – Sugeno (TS) pour amortir les oscillations basse fréquence du système électrique et améliorer la stabilité du système électrique. Le travail décrit la construction de fonctions et de règles d'appartenance floues appropriées pour un stabilisateur de système électrique (PSS) afin que ses gains proportionnels et intégraux puissent être automatiquement ajustés en temps réel pour réagir aux changements dans les conditions de fonctionnement du système. Pour trouver le nombre et les emplacements optimaux des stabilisateurs requis, cet article utilise la méthode du facteur de participation. Les résultats de simulation sur un système électrique pratique démontrent que le stabilisateur proposé est efficace pour amortir les oscillations basse fréquence ainsi que pour améliorer la stabilité dynamique et le profil de tension du système. De plus, l’approche proposée offre des performances supérieures par rapport à un PI PSS conventionnel.

Mots clés

Dates et versions

hal-04335408 , version 1 (11-12-2023)

Identifiants

Citer

Lokman Hassan, Mahmoud Moghavvemi, Haider A.F. Almurib, K.M. Muttaqi, H. Du. Damping of low-frequency oscillations and improving power system stability via auto-tuned PI stabilizer using Takagi–Sugeno fuzzy logic. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 2012, 38 (1), pp.72-83. ⟨10.1016/j.ijepes.2011.12.022⟩. ⟨hal-04335408⟩
18 Consultations
0 Téléchargements

Altmetric

Partager

More