نمذجة نظم التحكم الشبكية المتقطعة في فضاء الحالة لنظام قدرة كهربائية مع وجود التأخيرات الزمنية

Electrical power systems distributed over wide geographical areas are exposed to a set of factors that affect their stability. The most important factors are the time delays between their subsystems. In this paper, a flexible modeling method was concluded consisting of a set of generalized rules and conditions that apply to any network controlled system to ensure its stability with time delays between the elements of the controlled network. In addition, a linear quadratic regulator (LQR) controller was implemented. The aim of the LQR controller is to reduce the negative impact of the time delay on the stability of the electrical power system. The study was applied to a networked electrical power system consisting of three-generation stations distributed in three separate geographical areas. Computer simulations using MATLAB showed a remarkable improvement in the stability of the discrete networked system through the speed of damping the vibrations in the system, and the system ability to be stable at certain limits of the time delay.  Keywords: Discrete Networked Control Systems (DNCS), Time Delay (TDS), Electrical Power Systems, Linear Quadratic Regulator, State Space (SS), Supervisory Control (SC)

تتعرض نظم القدرة الكهربائية الموزعة على مساحات جغرافية واسعة لمجموعة من العوامل تؤثر على استقرارها ومن أهمها التأخيرات الزمنية بين أنظمتها الفرعية. تم في هذا البحث استنتاج أسلوب نمذجة مرن مؤلف من مجموعة قواعد وشروط معممة تطبق على أي نظام تحكم شبكي لضمان استقراره مع وجود التأخيرات الزمنية بين عناصر الشبكة التحكمية، بالإضافة إلى تطبيق متحكم تربيعي خطي يهدف إلى الحد من تأثير التأخير الزمني السلبي على استقرار نظام القدرة الكهربائية. وطبقت الدراسة على نظام شبكي للقدرة الكهربائية مؤلف من ثلاث مجموعات توليد موزعة على ثلاث مناطق جغرافية منفصلة. بينت المحاكاة الحاسوبية باستخدام MATLAB تحسن ملحوظ في استقرار النظام الشبكي المتقطع من خلال سرعة إخماد الاهتزازات في النظام، وإمكانية استقرار النظام عند حدود معينة للتأخير الزمني. الكلمات المفتاحية: نظم التحكم الشبكية المتقطعة، التأخير الزمني، نظم القدرة الكهربائية، المتحكم التربيعي الخطي، فضاء الحالة، التحكم الاشرافي.