WIDE AREA DAMPING CONTROLLER DESIGN AND IMPLEMENTATION. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF (WIDE AREA DAMPING CONTROLLER DESIGN AND IMPLEMENTATION) A__Mulhim_MS_THESIS_(G199926830).pdf - Accepted Version Download (3MB) | Preview

Arabic Abstract

مع أزدياد إتساع شبكات الطاقة الكهربائية و إستمرار الربط الكهربي بينها لهدف نقل الطاقة عبر خطوط النقل و التي عادةً ما تكون محدودية القدرة, ذلك يجعل خطر الذبذبات ذات التردد المنخفض أكبر على أداء و موثوقية أنظمة الشبكة الكهربائية. فأي أضطراب بسيط في الشبكة يمكن أن يؤثر على ثبات النظام أو يؤدي الى عدم إستقراره. لهذا السبب إنّ وجود المُثبتات ضروري لإخماد الذبذبات منخفضة التردد مما يُحسن الأداء الديناميكي للنظام الكهربائي. في العادة يتم استخدام مُثبت شبكة الطاقة كمُضبط مُساعد من خلال تأثيره على النظام المُحفز للمُولد. ولكن هذه المُثبتات تعتمد على القياسات المحلية المتاحة في موقع المُثبت والتي عادةً ما تكون فعالة على نمط الذبذبات الناتجه بين المولدات في نفس المنطقة أو القريبة نسبياً, أما فعاليتها في نمط الذبذبات المتداخلة بين منطقتين تكون ضعيفة. حديثاً مع توافر إمكانية الحصول على القياسات البعيدة من خلال نظام القياس واسع المدى, أتاح للباحثين إمكانية تصميم مُثبتات شبكة الطاقة تعتمد على نظام القياس واسع المدى. هذا البحث يعرض مُقترح تصميم مُثبت شبكة الطاقة الكهربائية بالأعتماد على نظام القياس واسع المدى. للحصول على أفضل أداء للمُثبت المُقترح, يتم تطبيق طريقة التحليل الخطي في تفاصيل تصميم المُثبت لتحديد أمثل موقع للمُثبت, ويتم اختيار مجموعة الإشارات المُدخلة بالاعتماد على المُولدات ذات المشاركة المؤُثرة في النطاق. لتقدير مدى قدرة و كفاءة المُثبت المقترح, يتم دراسة نطام طاقة متعدد المكائن و يجري اختبار المُثبت عن طريق تحليل معامل التحول الخطي و مضائلة الشكل الكهروميكانيكي, إضافةً الى المحاكاة الزمنية غير الخطية لإشارات الشبكة. يهدف هذا البحث أيضاً لتطبيق النظام المُختبر و المُجهز بالمُثبت المُقترح على منصة محاكاة بالزمن الحقيقي. جهاز المحاكاة بالزمن الحقيقي يعكس ديناميكية النظام و يعطي السلوك او الإستجابات الحقيقية لمكونات النظام في حال تعرض النظام الى إضطراب بسيط او خطأ. بعد الحصول على نتائج المحاكاة بالزمن الحقيقي يتم التحقق من صحتها و فعاليتها و ذلك عن طريق مقارنتها بالبحوث السابقة.

English Abstract

As power systems grow-up and continue to be interconnected and more power is transmitted over weak (or limited capacity) transmission lines, low frequency oscillation becomes a major concern for secure and reliable operation of large power systems. Small disturbance at poorly damped Low Frequency Oscillation (LFO) system may affect the stability or lead to unstable the system. So damping controllers are required to damped out these oscillations and improve the dynamic performance of the power system. Conventionally, Power System Stabilizers (PSSs) are used to provide supplementary control action through the excitation system. But these controllers are using local measurements as inputs and this not effective enough to damp out the inter-area oscillations. Recently, availability of remote signals provided by Wide Area Measurement System (WAMS), gives researchers possibilities to design Wide Area Damping Controller (WADC). In this thesis, power system stabilizer based on WAMS is proposed and designed. Modal analysis including controllability, observability and residue analysis are carried out in order to identify the best location and the combination of input signals of WADC. The controller location is selected based on Controllability measurements, and the input signals to the controller will be a combination of all machines that participate in the concern mode. Locations of local PSS are determined based on residue analysis of certain oscillation mode. A multi-machine two-area power system is used to test the performance of the proposed wide area damping control scheme. Eigenvalue analysis and time domain simulation are performed to the two area system in order to evaluate the performance of the controller. It is also aimed for implementing the tested power system equipped with wide area damping controller (WADC), on Real Time Digital Simulator (RTDS®). The simulation results are verified and the effectiveness of the proposed wide area damping controller are assessed.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Engineering Electrical
Department:	College of Engineering and Physics > Electrical Engineering
Committee Advisor:	ABIDO, MOHAMMAD
Committee Members:	AL-HAMOUZ, ZAKARIYA and HABIBALLAH, IBRAHIM
Depositing User:	AL-MULHEM FAHD (g199926830)
Date Deposited:	30 Dec 2013 18:11
Last Modified:	01 Nov 2019 15:40
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/139031