Published January 1, 2022 | Version v1
Publication Open

Improving the Power Quality of Island Microgrid With Voltage and Frequency Control Based on a Hybrid Genetic Algorithm and PSO

Creators

  • 1. Islamic Azad University, Bushehr Branch
  • 2. University of Gabès
  • 3. G Pulla Reddy Dental College & Hospital
  • 4. Alexandria University
  • 5. Universidade Federal de Itajubá

Description

An efficient power control technique for inverter-based distributed generation (DG) in an islanded microgrid is investigated in this work. The objective is to raise the caliber of the electricity pumped from network-connected DGs. The characteristics that are taken into consideration include voltage and frequency control, dynamic response, and steady-state response, particularly when the microgrid is operating in island mode or when there is a load change. The control method consists of an internal current control loop and an external power control loop based on a synchronous reference frame and a conventional PI controller. The power controller is designed based on voltage-frequency (VF) control. In addition, an intelligent search technique that combines Particle Swarm Optimization (PSO) and Genetic Algorithm (GA) is utilized to automatically modify power controller parameters. The control technique in this research is that the DG modifies its control mode to modify the system voltage and frequency when the microgrid is islanded or load conditions change. The simulation results in MATLAB/SIMULINK software show that the proposed control system has been able to improve the power quality well.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يتم التحقيق في تقنية فعالة للتحكم في الطاقة للتوليد الموزع القائم على العاكس (DG) في شبكة صغيرة جزرية في هذا العمل. الهدف هو رفع عيار الكهرباء التي يتم ضخها من مجموعات التوزيع المتصلة بالشبكة. تشمل الخصائص التي يتم أخذها في الاعتبار التحكم في الجهد والتردد، والاستجابة الديناميكية، واستجابة الحالة الثابتة، خاصة عندما تعمل الشبكة الدقيقة في وضع الجزيرة أو عندما يكون هناك تغيير في الحمل. تتكون طريقة التحكم من حلقة تحكم في التيار الداخلي وحلقة تحكم خارجية في الطاقة بناءً على إطار مرجعي متزامن ووحدة تحكم PI تقليدية. تم تصميم وحدة التحكم في الطاقة بناءً على التحكم في تردد الجهد (VF). بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام تقنية بحث ذكية تجمع بين تحسين سرب الجسيمات (PSO) والخوارزمية الجينية (GA) لتعديل معلمات وحدة التحكم في الطاقة تلقائيًا. تتمثل تقنية التحكم في هذا البحث في أن مولد الديزل يعدل وضع التحكم الخاص به لتعديل جهد النظام وتردده عندما تكون الشبكة الصغرى معزولة أو تتغير ظروف الحمل. تُظهر نتائج المحاكاة في برنامج ماتلاب/سيمولينك أن نظام التحكم المقترح كان قادرًا على تحسين جودة الطاقة بشكل جيد.

Translated Description (French)

Une technique de contrôle de puissance efficace pour la génération distribuée (DG) basée sur un onduleur dans un micro-réseau îloté est étudiée dans ce travail. L'objectif est d'augmenter le calibre de l'électricité pompée à partir des DG connectées au réseau. Les caractéristiques qui sont prises en considération comprennent le contrôle de la tension et de la fréquence, la réponse dynamique et la réponse en régime permanent, en particulier lorsque le micro-réseau fonctionne en mode îlot ou lorsqu'il y a un changement de charge. Le procédé de contrôle se compose d'une boucle de contrôle de courant interne et d'une boucle de contrôle de puissance externe basées sur un cadre de référence synchrone et un contrôleur PI classique. Le contrôleur de puissance est conçu sur la base d'un contrôle tension-fréquence (VF). En outre, une technique de recherche intelligente qui combine l'optimisation de l'essaim de particules (PSO) et l'algorithme génétique (GA) est utilisée pour modifier automatiquement les paramètres du contrôleur de puissance. La technique de contrôle dans cette recherche est que le DG modifie son mode de contrôle pour modifier la tension et la fréquence du système lorsque le micro-réseau est îloté ou que les conditions de charge changent. Les résultats de simulation dans le logiciel MATLAB/SIMULINK montrent que le système de contrôle proposé a pu améliorer la qualité de l'alimentation.

Translated Description (Spanish)

En este trabajo se investiga una técnica de control de potencia eficiente para la generación distribuida (DG) basada en inversores en una microrred aislada. El objetivo es elevar el calibre de la electricidad bombeada desde las DG conectadas a la red. Las características que se tienen en cuenta incluyen el control de voltaje y frecuencia, la respuesta dinámica y la respuesta de estado estable, particularmente cuando la microrred está operando en modo isla o cuando hay un cambio de carga. El método de control consiste en un bucle de control de corriente interno y un bucle de control de potencia externo basado en un marco de referencia síncrono y un controlador PI convencional. El controlador de potencia está diseñado en función del control de voltaje-frecuencia (VF). Además, se utiliza una técnica de búsqueda inteligente que combina la optimización de enjambre de partículas (PSO) y el algoritmo genético (GA) para modificar automáticamente los parámetros del controlador de potencia. La técnica de control en esta investigación es que la DG modifica su modo de control para modificar el voltaje y la frecuencia del sistema cuando la microrred está aislada o cambian las condiciones de carga. Los resultados de la simulación en el software MATLAB/SIMULINK muestran que el sistema de control propuesto ha podido mejorar la calidad de la energía.

Files

09867998.pdf.pdf

Files (245 Bytes)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:e5001a69b2b1c166c620b4d49fd2c15f
245 Bytes
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تحسين جودة الطاقة للشبكة الجزيرية الصغيرة مع التحكم في الجهد والتردد بناءً على خوارزمية وراثية هجينة و PSO
Translated title (French)
Amélioration de la qualité de l'alimentation du micro-réseau insulaire avec contrôle de la tension et de la fréquence basé sur un algorithme génétique hybride et PSO
Translated title (Spanish)
Mejora de la calidad de la energía de la microrred insular con control de voltaje y frecuencia basado en un algoritmo genético híbrido y PSO

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4293370695
DOI
10.1109/access.2022.3201819

Is supplement to
https://openalex.org/W4308700935 (Other)
https://openalex.org/W4210780382 (Other)
https://openalex.org/W3006223230 (Other)
https://openalex.org/W2424479016 (Other)
https://openalex.org/W2386414721 (Other)
https://openalex.org/W2356033827 (Other)
https://openalex.org/W2076021085 (Other)
https://openalex.org/W2061539888 (Other)
https://openalex.org/W2057975886 (Other)
https://openalex.org/W1574359403 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Brazil

References

  • https://openalex.org/W2125266200
  • https://openalex.org/W2172764624
  • https://openalex.org/W2184705291
  • https://openalex.org/W2495690063
  • https://openalex.org/W2581448111
  • https://openalex.org/W2748609964
  • https://openalex.org/W2751324973
  • https://openalex.org/W2770557216
  • https://openalex.org/W2792701615
  • https://openalex.org/W2800797501
  • https://openalex.org/W2899506446
  • https://openalex.org/W2900271993
  • https://openalex.org/W2905891138
  • https://openalex.org/W2908426475
  • https://openalex.org/W2913163073
  • https://openalex.org/W2938062693
  • https://openalex.org/W2963527309
  • https://openalex.org/W2965615045
  • https://openalex.org/W2980751306
  • https://openalex.org/W2982373961
  • https://openalex.org/W3019563556
  • https://openalex.org/W3044604536
  • https://openalex.org/W3047595610
  • https://openalex.org/W3080253838
  • https://openalex.org/W3081299832
  • https://openalex.org/W3083688569
  • https://openalex.org/W3090297334
  • https://openalex.org/W3095755917
  • https://openalex.org/W3099727927
  • https://openalex.org/W3136397704
  • https://openalex.org/W3140765549
  • https://openalex.org/W3160265686
  • https://openalex.org/W3161842935
  • https://openalex.org/W3171298776
  • https://openalex.org/W3197364302
  • https://openalex.org/W4200366357
  • https://openalex.org/W4205542482
  • https://openalex.org/W4280557129
  • https://openalex.org/W4376522640