عنوان پایان‌نامه
شناسایی و کنترل سیستم تحریک ژنراتور سنکرون
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق-کنترل
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 3128;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 79689;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 3128;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 79689
- تاریخ دفاع
- ۱۷ شهریور ۱۳۹۵
- دانشجو
- مهتاب کیان
- استاد راهنما
- حمید لسانی, تورج عباسیان نجف آبادی
- چکیده
- ژنراتورهای سنکرون از اصلی ترین منابع تولید انرژی در سراسر جهان به شمار می روند. در دست داشتن مدل های دقیق اجزای مختلف این سیستم ها برای مطالعات پایداری و کنترل آنها دارای نقش کلیدی هستند. از جمله مهم ترین اجزای ژنراتورهای سنکرون، می توان به سیستم های تحریک اشاره نمود که وظیفه‌ی تامین جریان سیم پیچ‌های میدان ژنراتور و تنظیم ولتاژ پایانه‌ی آن را بر عهده دارند. در این پایان نامه، هدف ارائه ی روش مناسبی برای تخمین مرتبه و شناسایی پارامترهای سیستم تحریک ژنراتور سنکرون در وضعیت کاری برخط بودن ژنراتور می باشد. به این منظور از دو رویکرد مختلف برای شناسایی تابع تبدیل زمان پیوسته استفاده شده است: رویکرد غیرمستقیم و رویکرد مستقیم. در رویکرد غیر مستقیم ابتدا با استفاده از روش ARX پارامترها تخمین زده شده و سپس با استفاده از روش حداقل مربعات خطا پارامترها به روزرسانی می شوند تا نُرم خطای پیش بینی به حداقل مقدار خود برسد. سپس مدل به دست آمده از حوزه‌ی گسسته به حوزه‌ی پیوسته انتقال داده می شود. در رویکرد مستقیم از سه الگوریتم آغازین مختلف SRIVC، SVF و GPMF استفاده شده و پس از تخمین مقدار اولیه ی پارامترها با استفاده از روش های حداقل مربعات غیرخطی، پارامترها تغییر داده می شوند تا نُرم خطای پیش بینی حداقل شود. نشان داده می شود که با اینکه محاسبات روش غیرمستقیم کمتر است با این حال نتایج به دست آمده از روش های مستقیم دارای دقت بهتری هستند. داده های مورد استفاده در این تحقیق داده‌های اندازه‌گیری شده متعلق به یکی از نیروگاه‌های ایران می باشند. با به دست آوردن مدل به ازای تعداد قطب و صفر مختلف و ارزیابی هر یک با دو معیار NRMSE و MSE مرتبه ی مناسب مدل انتخاب شد و مشخص شد که مدل سیستم از مدل استاندارد ST1A تبعیت می کند و به این ترتیب پارامترهای متناظر با این مدل استخراج شد. برای ارزیابی مدل منتخب برای سیستم، سیگنال مانده به کمک دو آزمون سفید بودن و مستقل بودن مورد ارزیابی قرار گرفت که با توجه به پاسخ های رضایت بخش دریافت شده در این دو مرحله از مناسب بودن مدل انتخابی اطمینان حاصل شد. در نهایت نیز با استفاده از تحلیل-های حساسیت در حوزه‌ی زمان و در حوزه‌ی فرکانس، میزان شناسایی پذیری پارامترهای مدل ST1A مورد بررسی قرار گرفت.
- Abstract
- Synchronous generators are considered as one of the main sources of electrical energy all around the world. Having acute models of different elements of these systems plays a critical role in stability studies and control analysis. One of the most important elements of synchronous generators are excitation systems which have the responsibility of providing the direct current to the field winding and controlling the terminal voltage of generators. The aim of this thesis is presenting a method for order estimation and parameter identification of an excitation system with generator working online. To achieve this, two approach for identification of a continuous-time transfer function has been proposed: The indirect approach and the direct approach. In the indirect approach, first parameters are identified using ARX method. Then, the parameters are updated by nonlinear least square methods in order to minimalize the prediction error norm. After that the obtained model is transferred from discrete domain to continuous domain. In direct approach, three different initialization algorithm including SRIVC, SVF and GPMF have been used and after the estimation of the parameters’ initial values, they are updated using nonlinear least square methods to achieve the minimal norm of prediction error. It has been shown that although the calculation of the indirect method is less, the results from the direct method are more accurate. Data that has been used in this thesis was collected one of the power plants of Iran. After obtaining the model of the system with different number of zeros and poles and evaluating each of them with MSE and NRMSE criteria, the best structure was specified. It was determined that the system’s model match the standard model ST1A and therefore the related parameters were extracted. To evaluate the chosen mode, the residual signal was analyzed by Whiteness test and independence test, an according to the satisfactory results gained from these test the suitability of the chosen model was confirmed. Finally, the identifiability of the ST1A model was studied using analysis techniques. Key words: Excitation system of synchronous generators, Continuous-time identification, Order estimation, Parameter identification, Prediction Error Method, Nonlinear Least Square method, Residual signal, Identifiablity
