M. Rezaei Barzani

Thesis Title:

Study of Impact of Remote Signal Delay on Performance of Wide-Area Damping Controller

Abstract:

To increase the damping of inter-area mode oscillations in modern power systems, Wide-Area control systems (WACS) based on Wide-Area Measurement Systems (WAMSs) and remote signals, in which inter-area modes have high observability are used. One factor that can reduce the efficiency of WACSs is the delay, including data transmission delay and computational delay, which is imposed by remote signals to the closed-loop control system. Therefore, investigating the effect of delay on the performance of the WACS and, if necessary, modifying the controller design to compensate for the effect of delay is one of the most important issues in the field of WACSs and inter-area modes oscillations. In this thesis, a wide-area damping controller based on a Thyristor Controlled Series Compensator (TCSC) is designed. The effect of delay of remote signals on the performance of the controller is investigated using the residual method. By completing the design using the residual method, the effect of reduction in controller performance due to the effect of signal delay is largely compensated. In this regard, after investigating the nature, features, and components of delay in the wide-area control loop system, some models are added to the initial closed-loop system to investigate the effect of delay. The effect of delay on the performance of the damping controller is investigated using some criteria such as delay margin, Modal analysis, time-domain simulation, and root locus methods. Studies are performed on the two-area Kundur and 39-bus IEEE systems.

عنوان پایان نامه: مطالعه اثر تأخیر سیگنال‌های دور روی عملکرد کنترل کننده میرایی ناحیه گسترده

چکیده: برای افزایش میرایی نوسانات مود بین ناحیه ای در سیستم های قدرت مدرن، از کنترل کننده های ناحیه گسترده (WACS) مبتنی بر سیستم اندازه گیری ناحیه گسترده (WAMS) و سیگنال های راه دور که مود بین ناحیه‌ای در آنها دارای رؤیت پذیری بالایی است ، استفاده می‌شود. عاملی که می‌تواند باعث کاهش کارایی کنترل کننده های ناحیه گسترده شود، تأخیری شامل تأخیر انتقال داده و تأخیر محاسباتی است که توسط سیگنال های راه دور به سیستم کنترل حلقه بسته تحمیل می‌شود. بنابراین بررسی تأثیر تأخیر در عملکرد کنترل کننده ناحیه گسترده و در صورت لزوم اصلاح طراحی کنترل کننده برای جبران تأثیر تأخیر از اهم موارد در حوزه کنترل کننده های ناحیه گسترده و نوسانات مود بین ناحیه‌ای است. در این پایان نامه ضمن طراحی یک کنترل کننده میرایی ناحیه گسترده مبتنی بر جبران کننده سری کنترل شده با تریستور (TCSC) با استفاده از روش باقیمانده تأثیر تأخیر سیگنال های راه دور روی عملکرد کنترل کننده بررسی و با تکمیل طراحی به روش باقی مانده، تأثیر کاهش عملکرد کنترل کننده ناشی از تأثیر تأخیر سیگنال، تا حدود زیادی جبران می‌شود. در این راستا پس از بررسی ماهیت ، ویژگی ها و اجزاء تشکیل دهنده تأخیر در سیستم حلقه بسته کنترل ناحیه گسترده، مدل هایی برای بررسی تأثیر تأخیر به سیستم حلقه بسته اولیه اضافه می‌شود و با معیار های مثل حد تأخیر تأثیر تأخیر روی عملکرد کنترل کننده میرایی بررسی می‌شود. برای بررسی تأثیر تأخیر از روش های تحلیل مودال ، شبیه سازی زمانی و مکان هندسی ریشه ها استفاده می‌شود. مطالعات روی سیستم های دو ناحیه ای کندور و 39 باس IEEE انجام می‌شود.