توسعه مدل حلقه كنترل بار– فركانس نيروگاه ها با در نظرگرفتن ضريب دمپينگ توربين

Modification in Model of Load-Frequency Control Loop of Power Plants Considering Damping Coefficient of Turbine

چكيده: كنترل توليد متناسب با تغييرات بار از مهمترين وظايف سيستم هاي قدرت بمنظور بهره برداري ايمن از واحد هاي نيروگاهي مي باشد. به همين دليل سيستم كنترل بار-فركانس در واحدهاي نيروگاهي يكي از مهمترين بخش هاي نيروگاه محسوب مي گردد. اين سيستم تحت عنوان سيستم كنترل اتوماتيك بار فركانس شناخته مي شود.اگر چه در مطالعات مرتبط با سيستم هاي قدرت به تغييرپذيري توان توليدي توربين هاي نيروگاهي در اثر تغيير سرعت اشاره شده است، با اين حال، تاكنون اين اثر در مدل سازي هاي مرسوم براي حلقه كنترل بار-فركانس يا لحاظ نگرديده است و يا اثر آن بصورت توام در ضريب وابستگي بار به فركانس منظور شده است.اين در حالي است كه، ضريب وابستگي بار به فركانس اساساً مرتبط به شبكه مي باشد ولي ضريب دمپينگ توربين ها كه در مدل سازي مرسوم حلقه كنترل لحاظ نمي گردد، از خصوصيات توربين بوده و براي توربين-هاي مختلف، تاثير آن متفاوت مي باشد. در اين مقاله، مدل توسعه يافته اي براي حلقه كنترل بار-فركانس ارايه گرديده و با شبيه سازي برروي يك شبكه چندماشينه نشان داده شده است كه استفاده از مدل مرسوم در برخي از مطالعات ممكن است به نتايج وتحليل هاي ناصحيح منجر گردد. به كمك مدل ارايه شده مي توان ضمن لحاظ نمودن ضريب دمپينگ توربين تك تك واحدهاي نيروگاه ها، به تحليل نقش هر كدام در مطالعات پرداخت، ضمن اينكه در پيچيدگي مطالعات تغيير چنداني ايجاد نمي گردد.

Maintaining desired megawatt output of a generator unit is an essential role of Automatic Load-Frequency Control (ALFC) loop for secure operation of power system. In modeling this control loop, a major part concerns with the modeling of the mechanical behavior of turbine-generator. While, the efficiency of turbines normally depends on the speed they are operated, in most studies it is not included in the accurately modeling. In cases that this dependency is considered, its effect, together with load frequency dependency is included in load-frequency factor (D). On other hand, it should be mentioned that the frequency dependency of a turbine indicated by its damping coefficient relates to its own physical properties, while the load frequency dependency concerns to the rest of the system. Therefore, considering these two properties in the modeling with one parameter may not accurately express the characteristics of the whole system. In this paper, a developed model for automatic load frequency control loop is proposed in which the turbine dependency coefficient is accurately considered. It is shown that while the traditionally used approximate models for ALFC may lead to not acceptable conclusions, accurate modeling of ALFC will result in more accurate and reliable results.