کنترل مبتنی بر انفعال و تحلیل پایداری در سیستم‌های کنترل توربین آبی

نوسانات فرکانس پایین می‌تواند در سیستم‌های برق آبی تحت شرایط جدید سیستم قدرت رخ دهد و کنترل‌کننده کلاسیک برای سیستم‌های کنترلی توربین آبی باید با هدف بهبود ثبات آن افزایش یابد. ما یک کنترل‌کننده را براساس نظریه پسیو بودن با هدف نوسانات میرایی در یک سیستم قدرت پیشنهاد می‌کنیم. کنترل بر پایه انفعال به عنوان یک گزینه طبیعی برای سیستم‌های آبی – توربین، از زمانی که دینامیک حلقه باز دارای ساختار منفعل است، ایجاد می‌شود که به طراحی کنترل‌کننده که ساختار غیرفعال را در حلقه بسته از طریق اتصال و میرایی اجازه تغییر می‌دهد. کنترل‌کننده پیشنهادی مدل غیر خطی کامل سیستم را در نظر می‌گیرد و ثبات مجانبی سراسری را در مفهوم لیاپونف تضمین می‌کند. شبیه‌سازی‌های حوزه زمان، مقاومت و عملکرد مناسب روش پیشنهادی تحت شرایط عملیاتی مختلف را در مقایسه با کنترل‌کننده‌های کلاسیک نشان می‌دهند.

Highlights•Nonlinear dynamic model of hydro-turbine governing systems with surge tank is shown.•A controller of a hydro-turbine governing system with surge tank based on pH systems is proposed.•The proposed controller is based on interconnection and damping assignment passivity-based control.•A comparison of the proposed controller with two standard controllers is presented.AbstractLow-frequency oscillations can occur in hydropower systems under in the new context of power system and the classical controller for hydro-turbine governing systems need to be enhanced with the purpose of improving its stability. We propose a controller based on passivity theory with the aim of damping oscillations in a power system. Passivity-based control arises as a natural choice for hydro-turbine governing system since its open-loop dynamic has a port-Hamiltonian structure, which allows designing a controller that preserves the passive structure in closed-loop via interconnection and damping reassignmen