Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Kiểm soát tần số tải dựa trên tối ưu hóa bầy khỉ đột trong hệ thống điện mặt trời - nhiệt
Neural Computing and Applications - Trang 1-15 - 2023
Tóm tắt
Sự không khớp giữa công suất được sản xuất và nhu cầu tải thường dẫn đến những biến động không mong muốn trong tần số và sự thay đổi công suất đường dây của hệ thống điện. Để giảm thiểu vấn đề này, việc thực hiện một quá trình điều khiển được gọi là kiểm soát tần số tải (LFC) trở nên cần thiết. Mục tiêu của nghiên cứu này là tối ưu hóa các tham số của bộ điều khiển LFC cho một hệ thống điện hai khu vực bao gồm một tổ máy nhiệt tái nhiệt và một nhà máy điện mặt trời. Một bộ điều khiển tỷ lệ - tích phân (PI) được áp dụng để giảm dao động xảy ra trong tần số và sự thay đổi công suất đường dây. Một kỹ thuật tối ưu hóa meta-heuristic mới phát triển có tên là tối ưu hóa bầy khỉ đột (GTO) được sử dụng lần đầu tiên để tinh chỉnh tối ưu các tham số của bộ điều khiển PI và cải thiện hiệu suất của nó. Hiệu suất của kỹ thuật tối ưu hóa GTO được phân tích dưới các nhu cầu tải khác nhau, biến đổi tham số, và phi tuyến. Các đánh giá so sánh với các thuật toán tối ưu hóa khác nhau được thực hiện. Các kết quả thu được cho thấy bộ điều khiển GTO-PI được đề xuất vượt trội hơn các kỹ thuật tối ưu hóa khác về việc giảm các giá trị vượt quá trong tần số hệ thống và sự thay đổi công suất đường dây, cũng như đạt được thời gian ổn định nhanh hơn cho các dao động này. Nghiên cứu này nhấn mạnh hiệu quả của bộ điều khiển GTO-PI trong LFC, cung cấp hiệu suất tốt hơn so với các thuật toán thay thế. Các kết quả nhấn mạnh tầm quan trọng của việc sử dụng các kỹ thuật tối ưu hóa meta-heuristic để tinh chỉnh tham số tối ưu trong các ứng dụng điều khiển hệ thống điện.
Từ khóa
#kiểm soát tần số tải #tối ưu hóa bầy khỉ đột #bộ điều khiển PI #hệ thống điện mặt trời #dao động tần sốTài liệu tham khảo
Khadanga RK, Kumar A, Panda S (2020) A novel modified whale optimization algorithm for load frequency controller design of a two-area power system composing of PV grid and thermal generator. Neural Comput Appl 32(12):8205–8216. https://doi.org/10.1007/s00521-019-04321-7
Dahiya P, Saha AK (2022) Frequency regulation of interconnected power system using black widow optimization. IEEE Access 10:25219–25236. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2022.3155201
Khadanga RK, Kumar A, Panda S (2020) A hybrid shuffled frog-leaping and pattern search algorithm for load frequency controller design of a two-area system composing of PV grid and thermal generator. Int J Numer Model Electron Netw Devices Fields. https://doi.org/10.1002/jnm.2694
Abd-Elazim SM, Ali ES (2018) Load frequency controller design of a two-area system composing of PV grid and thermal generator via firefly algorithm. Neural Comput Appl 30(2):607–616. https://doi.org/10.1007/s00521-016-2668-y
Dewangan S, Prakash T, Pratap Singh V (2021) Design and performance analysis of elephant herding optimization based controller for load frequency control in thermal interconnected power system. Optim Control Appl Methods 42(1):144–159. https://doi.org/10.1002/oca.2666
Ranjitha K, Sivakumar P, Monica M (2022) Load frequency control based on an improved Chimp optimization algorithm using adaptive weight strategy. COMPEL Int J Comput Math Electr Electron Eng 41(5):1618–1648. https://doi.org/10.1108/COMPEL-07-2021-0231
Elkasem AHA, Kamel S, Hassan MH, Khamies M, Ahmed EM (2022) An eagle strategy arithmetic optimization algorithm for frequency stability enhancement considering high renewable power penetration and time-varying load. Mathematics. https://doi.org/10.3390/math10060854
Aryan P, Raja GL (2022) Design and analysis of novel QOEO optimized parallel fuzzy FOPI-PIDN controller for restructured AGC with HVDC and PEV. Iran J Sci Technol Trans Electr Eng 46(2):565–587. https://doi.org/10.1007/s40998-022-00484-7
Ahmed M, Magdy G, Khamies M, Kamel S (2022) Modified TID controller for load frequency control of a two-area interconnected diverse-unit power system. Int J Electr Power Energy Syst. https://doi.org/10.1016/j.ijepes.2021.107528
Arya Y (2018) Automatic generation control of two-area electrical power systems via optimal fuzzy classical controller. J Frankl Inst 355(5):2662–2688. https://doi.org/10.1016/j.jfranklin.2018.02.004
Sharma M, Prakash S, Saxena S, Dhundhara S (2021) Optimal fractional-order tilted-integral-derivative controller for frequency stabilization in hybrid power system using Salp swarm algorithm. Electr Power Compon Syst 48(18):1912–1931. https://doi.org/10.1080/15325008.2021.1906792
Mohanty D, Panda S (2021) Modified Salp swarm algorithm-optimized fractional-order adaptive fuzzy PID controller for frequency regulation of hybrid power system with electric vehicle. J Control Autom Electr Syst 32(2):416–438. https://doi.org/10.1007/s40313-020-00683-9
Khokhar B, Dahiya S, Singh Parmar KP (2020) A robust cascade controller for load frequency control of a standalone microgrid incorporating electric vehicles. Electr Power Compon Syst 48(67):711–726. https://doi.org/10.1080/15325008.2020.1797936
Sharma G, Krishnan N, Arya Y, Panwar A (2021) Impact of ultracapacitor and redox flow battery with JAYA optimization for frequency stabilization in linked photovoltaic-thermal system. Int Trans Electr Energy Syst. https://doi.org/10.1002/2050-7038.12883
Elkasem AHA, Khamies M, Magdy G, Taha IBM, Kamel S (2021) Frequency stability of AC/DC interconnected power systems with wind energy using arithmetic optimization algorithm-based fuzzy-PID controller. Sustainability (Switzerland). https://doi.org/10.3390/su132112095
Sharma P, Mishra A, Saxena A, Shankar R (2021) A novel hybridized fuzzy PI-LADRC based improved frequency regulation for restructured power system integrating renewable energy and electric vehicles. IEEE Access 9:7597–7617. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2020.3049049
Agwa AM (2020) Equilibrium optimization algorithm for automatic generation control of interconnected power systems. Przeglad Elektrotechniczny 96(9):143–148. https://doi.org/10.15199/48.2020.09.30
Abou El-Ela AA, El-Sehiemy RA, Shaheen AM, Diab AEG (2022) Design of cascaded controller based on coyote optimizer for load frequency control in multi-area power systems with renewable sources. Control Eng Pract. https://doi.org/10.1016/j.conengprac.2021.105058
Ahmed EM, Elmelegi A, Shawky A, Aly M, Alhosaini W, Mohamed EA (2021) Frequency regulation of electric vehicle-penetrated power system using MPA-tuned new combined fractional order controllers. IEEE Access 9:107548–107565. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2021.3100800
Mahapatra AK, Samal P, Mohapatra S, Sahu PC, Panda S (2021) Analysis of Gaussian fuzzy logic-sliding model control and flexible AC transmission systems controllers for automatic generation control of hybrid power system under chaotic-water cycle algorithm approach. Int Trans Electr Energy Syst. https://doi.org/10.1002/2050-7038.13163
Alam MS, Al-Ismail FS, Abido MA (2021) PV/wind-integrated low-inertia system frequency control: PSO-optimized fractional-order pi-based SMES approach. Sustainability (Switzerland). https://doi.org/10.3390/su13147622
Çelik E, Öztürk N, Arya Y, Ocak C (2021) (1 + PD)-PID cascade controller design for performance betterment of load frequency control in diverse electric power systems. Neural Comput Appl 33(22):15433–15456. https://doi.org/10.1007/s00521-021-06168-3
Saxena A, Shiva CK, Shankar R, Vedik B (2021) Impacts of wind farms with multi-terminal HVDC system in frequency regulation using quasi-opposition pathfinder algorithm. Int J Syst Assur Eng Manag 12(6):1434–1446. https://doi.org/10.1007/s13198-021-01365-8
Pradhan PC, Sahu RK, Panda S (2021) Analysis of hybrid fuzzy logic control based PID through the filter for frequency regulation of electrical power system with real-time simulation. J Control Autom Electr Syst 32(2):439–457. https://doi.org/10.1007/s40313-020-00684-8
Latif A, Hussain SMS, Das DC, Ustun TS (2021) Design and implementation of maiden dual-level controller for ameliorating frequency control in a hybrid microgrid. Energies (Basel). https://doi.org/10.3390/en14092418
El-Dabah MA, Hassan MH, Kamel S, Zawbaa HM (2022) Robust parameters tuning of different power system stabilizers using a quantum artificial gorilla troops optimizer. IEEE Access 10:82560–82579. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2022.3195892
Ali M, Kotb H, Aboras KM, Abbasy NH (2021) Design of cascaded pi-fractional order PID controller for improving the frequency response of hybrid microgrid system using gorilla troops optimizer. IEEE Access 9:150715–150732. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2021.3125317
Gomaa Haroun AH, Li Y (2017) A novel optimized hybrid fuzzy logic intelligent PID controller for an interconnected multi-area power system with physical constraints and boiler dynamics. ISA Trans 71:364–379. https://doi.org/10.1016/j.isatra.2017.09.003
Abdollahzadeh B, Soleimanian Gharehchopogh F, Mirjalili S (2021) Artificial gorilla troops optimizer: a new nature-inspired metaheuristic algorithm for global optimization problems. Int J Intell Syst 36(10):5887–5958. https://doi.org/10.1002/int.22535