Influence of FACTS device like UPFC on damping of electromechanical swings. Part II. Application of LQR technique to design of UPFC controller

• Autorzy: Robak Sylwester , Rasolomampionona Desire Dauphin , Januszewski Marcin

Warianty tytułu

PL

Wpływ urządzenia FACTS typu UPFC na tłumienie kołysań elektromechanicznych. Część II. Zastosowanie techniki LQR do projektowania regulatora UPFC

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

FACTS devices, and in particular the Unified Power Flow Controller (UPFC) can be used to enhance the power system stability by improving voltage control and damping power swings. In the accompanying paper (Part I) the mathematical model of a multi-machine system, for which UPFC has been used is presented. This paper presents the application of the LQR method in designing of UPFC controller. A detailed analysis of the performance index selection has been conducted. The influence of different state variables and control variables in control efficiency is defined. Finally results of simulation tests undertaken, which confirmed the efficiency of the control device proposed in power swing damping and improving the quality of generator voltage control are presented.

PL

Urządzenia FACTS a w szczególności typu UPFC mogą być stosowane w systemie elektroenergetycznym do regulacji w celu poprawy stabilności oraz tłumienia kołysań mocy. W artykule towarzyszącym (część I) opisano matematyczny liniowy model wielomaszynowego systemu elektroenergetycznego zawierającego urządzenie FACTS typu UPFC. W tym referacie przedstawiono zastosowanie metody LQR do projektowania optymalnego regulatora urządzenia UPFC. Przeprowadzono szczegółową analizę wyboru wskaźnika jakości wykorzystywanego w procesie optymalizacji. Określono wpływ poszczególnych zmiennych stanu oraz zmiennych sterujących na efektywność sterowania. Przedstawiono wyniki badań symulacyjnych, które potwierdziły dużą efektywność proponowanego regulatora zarówno w przypadku tłumienia kołysań mocy jak i poprawy jakości regulacji napięcia generatora.

Słowa kluczowe

EN

UPFC; power system stability; optimal control; LQR method

PL

UPFC; stabilność systemu elektroenergetycznego; sterowanie optymalne; metoda LQR

• Wydawca: Polish Academy of Sciences, Committee on Electrical Engineering
• Czasopismo: Archives of Electrical Engineering
• Rocznik: 2004
• Tom: Vol. 53, nr 1
• Strony: 35--48
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Robak Sylwester

• Warsaw University of Technology

autor

Rasolomampionona Desire Dauphin

• Warsaw University of Technology

autor

Januszewski Marcin

• Warsaw University of Technology

Bibliografia

• 1. Januszewski M: Urządzenia FACTS jako środek poprawy stabilności systemu elektroenergetycznego. (FACTS devices as means of transient stability enhancement of power systems — in Polish). PhD dissertation, Warsaw University of Technology, Warsaw, 2002.
• 2. Machowski J., Januszewski M.: Urządzenia FACTS typu TCPAR oraz UPFC. Część 1. Algorytmy sterowania (FACTS devices of type TCPAR and UPFC. Part 1. Control algorithms — in Polish). Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej, Z. 13 Elektryka, Oficyna Wydawnicza PW, 2000, pp. 185-212.
• 3. L o K. L., Ma T. T.: UPFC damping control strategy based on transient energy function. Electric Power Systems Research, 56, 2000, pp. 195-203.
• 4. Chen H., Wang Y., Zhou R.: Transient and voltage stability enhancement via coordinated excitation and UPFC control. IEE Proc.-Gener. Transm. Distrib., Vol. 148, No. 3, May 2001, pp. 201-208.
• 5. Chang C.-T., Hsu Y. Y.: Design of UPFC controllers and supplementary damping controller for power transmission control and stability enhancement of longitudinal power system. IEE Proceedings - Generation, Transmission and Distribution, Vol. 149, No. 4, July 2002, pp. 463-471.
• 6. Guruprasada Rau V., Kirshanamoorthy N.: Stability Analysis of Power Systems. Omega Scientific Publishers, New Delhi, 1994.
• 7. Yu Y. - N .: Electric Power System Dynamics. Academic Press, New York, 1983.
• 8. Robandi I., Nishimori K., Nishimura R., Ishihara N.: Optimal feedback control design using genetic algorithm in multimachine power system. Electric Power and Energy Systems, 23, 2001, pp. 263-271.
• 9. Lee Y. S., Sun S. Y: STATCOM controller design for power system stabilization with sub-optimal control and strip pole assignment. Electric Power and Energy Systems, 24, 2002, pp. 771-779.
• 10. Son K. M., Park J. K.: On the robust LQG control of TCSC for damping power system oscillations. IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 15, No. 4, November 2000, pp. 1306-1312.
• 11. Robak S., Rasolomampionona D. D., Januszewski M.: Influence of the FACTS device of UPFC type on damping of electromechanical swings. Part I. Multimachine system model for steady state analysis. Archives of Electrical Engineering, Vol. LII (206), No 4, 2003, pp. 399-419.
• 12. To u J. T.: Nowoczesna teoria sterowania. (Modern control theory — in Polish). WNT, Warszawa 1967.
• 13. Brzózka J.: Regulatory cyfrowe w automatyce (Digital controllers in automatics — in Polish). Wydawnictwo MIKOM,Warszawa 2002.
• 14. De Larminat P., Tomas Y.: Automatyka - układy liniowe. T.3 Sterowanie. (Automatics — linear systems. Vol. 3 Control — in Polish). WNT 1983.
• 15. Analysis and control of power system oscillations. CIGRE Task Force 38.01.07, Dec. 1996.