بهبود پایداری سیستم‌های قدرت مقیاس بزرگ در حضور مزارع بادی با استفاده از HVDC و STATCOM براساس یک کنترل‌کننده غیر خطی

در این مقاله، یک کنترل پیش‌بین عمومی غیر خطی (‏NGPC)‏برای تحلیل پایداری در یک سیستم قدرت ترکیبی شامل جبران‌کننده سری و موازی در حضور مزارع بادی استفاده شده‌است. در این سیستم، STATCOM به عنوان جبران‌کننده موازی برای بهبود توان راکتیو مزرعه بادی استفاده می‌شود، و HVDC برای بهبود میرایی خط انتقال متصل به سیستم قدرت به کار می‌رود. روش پیشنهادی براساس دو حلقه کنترل داخلی و خارجی است. حلقه کنترل داخلی برای اعمال سیگنال‌های کلیدزنی مناسب برای مبدل سمت روتور در DFIG، مبدل HVDC، و اینورتر STATCOM استفاده می‌شود. در حلقه کنترل خارجی، از یک ناظر اختلال برای تخمین گشتاور آیرودینامیکی و کنترل سرعت توربین بادی استفاده شده‌است. هدف از طراحی ناظر، ارزیابی قدرت کنترل‌کننده تحت تغییرات پارامترهای داخلی سیستم است. شبیه‌سازی‌ها در نرم‌افزار MATLAB در حالت‌محتملهای مختلف در یک سیستم قدرت مقیاس بزرگ با ۱۶ ماشین و ۶۸ باس اجرا شده‌اند.

Highlights•Dynamic equations of a large-scale power system including DFIG, HVDC, and STATCOM have been extracted in state space.•Switching signals in STATCOM converters, RSC in DFIG and rectifiers in HVDC are controlled.•Disturbance observer is designed for estimating the aerodynamic torque of a wind turbine defined in NGPC.AbstractIn this paper, a non-linear generalized predictive control (NGPC) has been used for the stability analysis in a hybrid power system consisting of series and parallel compensators in the presence of wind farms. In this system, STATCOM has been used as a parallel compensator for improving reactive power of the wind farm, and HVDC is employed to improve damping of transmission line connected to the power system. The proposed method is based on two internal and external control loops. The internal control loop is used to apply the switching signals suitable for the rotor-side converter in DFIG, HVDC’s converter, and the STATCOM inverter. In the external control