A new adaptive differential evolution-hybrid fuzzy PIDN controller for performance amelioration of power systems
Creators
- 1. Veer Surendra Sai University of Technology
- 2. Bose (United States)
- 3. University of Science and Technology
- 4. Korea University of Science and Technology
- 5. University of Technology
- 6. J.C. Bose University of Science & Technology, YMCA
Description
Abstract Rapidly returning back the synchronism of an inter-connected multi-area power system under continuous varying load demand conditions is documented as a distinguished issue to be tackled by automatic generation control (AGC). AGC supports to alleviate both the frequency and tie-line power deviations on occurrence of load perturbations. Therefore, a robust and intelligent controller is indispensable for an effective AGC in power system. In the current work, a hybrid fuzzy proportional-integral-derivative with filter (FPIDN) controller is employed for AGC of 2-area non-reheat/reheat thermal power systems. A new adaptive differential evolution (ADE) is exploited to adjust parameters of the controller. The dominance of the endorsed technique is revealed by evaluating it with lately published approaches. Then, the recommended scheme is extended to a realistic 4-area interconnected reheat thermal system, which includes all possible uncertainties such as generation rate constraint, boiler dynamics and governor dead band. It is perceived that the performance of the suggested ADE aided hybrid FPIDN controller provides a better response than other control techniques. Lastly, the robustness of the advocated method is tested for an extensive variety of system parameters. The stability analysis is validated by analyzing frequency domain specifications such as gain margin and phase margin. Finally, real-time hardware-in-the-loop simulations are performed to confirm the applicability of the advocated controller for AGC.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
الملخص يتم توثيق العودة السريعة إلى تزامن نظام طاقة متعدد المناطق مترابط في ظل ظروف طلب حمل متفاوتة مستمرة كمسألة مميزة يجب معالجتها عن طريق التحكم التلقائي في التوليد (AGC). تدعم شركة إيه جي سي تخفيف كل من انحرافات التردد وطاقة خط الربط عند حدوث اضطرابات الحمل. لذلك، لا غنى عن وحدة تحكم قوية وذكية للحصول على AGC فعال في نظام الطاقة. في العمل الحالي، يتم استخدام وحدة تحكم هجينة متناسبة ومتكاملة مع فلتر (FPIDN) لـ AGC لأنظمة الطاقة الحرارية غير القابلة لإعادة التسخين/إعادة التسخين في منطقتين. يتم استغلال التطور التفاضلي التكيفي الجديد (ADE) لضبط معلمات وحدة التحكم. يتم الكشف عن هيمنة التقنية المعتمدة من خلال تقييمها باستخدام الأساليب المنشورة مؤخرًا. بعد ذلك، يتم توسيع المخطط الموصى به ليشمل نظامًا حراريًا واقعيًا مترابطًا لإعادة التسخين في 4 مناطق، والذي يتضمن جميع أوجه عدم اليقين المحتملة مثل قيود معدل التوليد وديناميكيات الغلاية والنطاق الميت للمحافظ. من المتصور أن أداء وحدة التحكم الهجينة المقترحة لـ FPIDN بمساعدة ADE يوفر استجابة أفضل من تقنيات التحكم الأخرى. أخيرًا، يتم اختبار متانة الطريقة الموصى بها لمجموعة واسعة من معلمات النظام. يتم التحقق من صحة تحليل الاستقرار من خلال تحليل مواصفات نطاق التردد مثل هامش الكسب وهامش المرحلة. أخيرًا، يتم إجراء عمليات محاكاة للأجهزة في الحلقة في الوقت الفعلي لتأكيد قابلية تطبيق وحدة التحكم الموصى بها لـ AGC.Translated Description (French)
Résumé Le retour rapide du synchronisme d'un système d'alimentation multizone interconnecté dans des conditions de demande de charge variables et continues est documenté comme un problème distinct à résoudre par le contrôle automatique de la génération (AGC). AGC prend en charge pour atténuer à la fois les déviations de puissance de fréquence et de ligne de liaison lors de l'apparition de perturbations de charge. Par conséquent, un contrôleur robuste et intelligent est indispensable pour un AGC efficace dans le système d'alimentation. Dans les travaux actuels, un contrôleur hybride proportionnel-intégral-dérivé avec filtre (FPIDN) est utilisé pour l'AGC des systèmes d'énergie thermique à 2 zones sans réchauffage/réchauffage. Une nouvelle évolution différentielle adaptative (ADE) est exploitée pour ajuster les paramètres du contrôleur. La prédominance de la technique approuvée est révélée en l'évaluant avec des approches récemment publiées. Ensuite, le schéma recommandé est étendu à un système thermique de réchauffage interconnecté réaliste à 4 zones, qui comprend toutes les incertitudes possibles telles que la contrainte de taux de production, la dynamique de la chaudière et la bande morte du régulateur. Il est perçu que les performances du contrôleur FPIDN hybride ADE suggéré fournissent une meilleure réponse que d'autres techniques de contrôle. Enfin, la robustesse de la méthode préconisée est testée pour une grande variété de paramètres du système. L'analyse de stabilité est validée en analysant les spécifications du domaine fréquentiel telles que la marge de gain et la marge de phase. Enfin, des simulations matérielles en boucle en temps réel sont effectuées pour confirmer l'applicabilité du contrôleur préconisé pour AGC.Translated Description (Spanish)
Resumen El retorno rápido del sincronismo de un sistema de energía multiárea interconectado bajo condiciones de demanda de carga variable continua se documenta como un problema distinguido que debe abordarse mediante el control automático de generación (AGC). AGC soporta para aliviar tanto la frecuencia como las desviaciones de potencia de la línea de conexión en caso de ocurrencia de perturbaciones de carga. Por lo tanto, un controlador robusto e inteligente es indispensable para un AGC eficaz en el sistema de energía. En el trabajo actual, se emplea un controlador híbrido proporcional-integral-derivado con filtro (FPIDN) para AGC de sistemas de energía térmica sin recalentamiento/recalentamiento de 2 áreas. Se explota una nueva evolución diferencial adaptativa (ADE) para ajustar los parámetros del controlador. El dominio de la técnica avalada se revela evaluándola con enfoques publicados recientemente. Luego, el esquema recomendado se extiende a un sistema térmico de recalentamiento interconectado de 4 áreas realista, que incluye todas las incertidumbres posibles, como la restricción de la tasa de generación, la dinámica de la caldera y la banda muerta del regulador. Se percibe que el rendimiento del controlador FPIDN híbrido asistido por ADE sugerido proporciona una mejor respuesta que otras técnicas de control. Por último, la solidez del método defendido se prueba para una amplia variedad de parámetros del sistema. El análisis de estabilidad se valida analizando las especificaciones del dominio de la frecuencia, como el margen de ganancia y el margen de fase. Finalmente, se realizan simulaciones de hardware en el bucle en tiempo real para confirmar la aplicabilidad del controlador recomendado para AGC.Files
latest.pdf.pdf
Files
(1.6 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:ea10882e2479b94cf0d318ccdfa0fa41
|
1.6 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- وحدة تحكم PIDN ضبابية جديدة للتطور التفاضلي التكيفي لتحسين أداء أنظمة الطاقة
- Translated title (French)
- Un nouveau contrôleur PIDN flou hybride à évolution différentielle adaptative pour l'amélioration des performances des systèmes d'alimentation
- Translated title (Spanish)
- Un nuevo controlador PIDN difuso híbrido de evolución diferencial adaptativo para mejorar el rendimiento de los sistemas de energía
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4378983224
- DOI
- 10.21203/rs.3.rs-2971237/v1
References
- https://openalex.org/W1484104892
- https://openalex.org/W1511783830
- https://openalex.org/W1595159159
- https://openalex.org/W1963554837
- https://openalex.org/W1965951800
- https://openalex.org/W1973814103
- https://openalex.org/W2001762124
- https://openalex.org/W2006898563
- https://openalex.org/W2009498319
- https://openalex.org/W2010861271
- https://openalex.org/W2015304446
- https://openalex.org/W2032588499
- https://openalex.org/W2064146073
- https://openalex.org/W2070213873
- https://openalex.org/W2071784306
- https://openalex.org/W2094438713
- https://openalex.org/W2099090487
- https://openalex.org/W2164052368
- https://openalex.org/W2215671409
- https://openalex.org/W2311488312
- https://openalex.org/W2332038338
- https://openalex.org/W2491359649
- https://openalex.org/W2567088692
- https://openalex.org/W2569502801
- https://openalex.org/W2589111021
- https://openalex.org/W2599790086
- https://openalex.org/W2602593588
- https://openalex.org/W2755829924
- https://openalex.org/W2765682349
- https://openalex.org/W2766188596
- https://openalex.org/W2783516810
- https://openalex.org/W2821089002
- https://openalex.org/W2889493157
- https://openalex.org/W2918933107
- https://openalex.org/W2967340410
- https://openalex.org/W3036430770
- https://openalex.org/W3048182745
- https://openalex.org/W3090000279
- https://openalex.org/W3091951038
- https://openalex.org/W3122708293
- https://openalex.org/W3133343793
- https://openalex.org/W3192639047
- https://openalex.org/W4232276623
- https://openalex.org/W4247292016