Thesis Title: CProbing Signal Design for Identification of Power System Inter-Area Oscillations
Abstract: Damping of local and inter-are electromechanical oscillations is one of the important stability issues in power systems, so the transmission lines' capacity can be used without reducing the stability margins. Damping controller design requires knowing the electromechanical mode's characteristics such as their frequency and damping ratio. In this regard, the problem of power systems identification and extraction of dynamic modes has been raised. To identify electromechanical modes, it is necessary to use signals that excite these modes and create components with the frequency of the desired modes in the system's response. Among these signals are system response signals to large disturbances, system response signals to small and permanent load and production changes, and artificial probing signals. Although the system response to a large disturbance includes all system modes, this method postpones the system identification until a large disturbance occurs. The continuous identification of system modes is provided by the system response to permanent small disturbances, but the identification by these random signals needs to many considerations. A probing signal with a good design can excite concerned modes and are always available. The purpose of this thesis is to design proper probing signals to excite electromechanical modes and appear as corresponding components in the system response. To achieve this, the algorithm of the multi-sine probing signal design is presented by considering all the design considerations and after designing it is applied to test systems of two-Area Kondur and IEEE 39-Bus under constant loads and randomly load change and finally using the Fourier transform (FT), the frequency components of the system's responses, including generators electrical power output, rotor speed of the generators, and the transmission power on the system lines are extracted and compared with model analysis results.
عنوان پایان نامه: طراحی سیگنال جستجوگر برای شناسایی نوسانات بین ناحیه‌ای سیستم قدرت
چکیده: از جمله مسائل مهم پایداری سیستم‌های قدرت، میرایی کافی نوسانات الکترومکانیکی محلّی و بین ناحیه‌ای است بطوری‌که بتوان از ظرفیت خطوط انتقالی بدون کاهش حاشیه‌های پایداری استفاده کرد. ایجاد کنترل کننده‌های میرایی مستلزم شناخت ویژگی‌های مُودهای الکترومکانیکی از جمله فرکانس و نسبت میرایی آن‌ها است. در همین راستا موضوع شناسایی سیستم‌های قدرت و استخراج مُودهای دینامیکی مطرح شده است. برای شناسایی مُودهای الکترومکانیکی لازم است از سیگنال‌هایی که این مُودها را تحریک می‌کنند و باعث ایجاد مولفه‌هایی با فرکانس مُودهای مورد نظر در پاسخ سیستم می‌شوند، استفاده کرد. از جمله این سیگنال‌ها می‌توان به سیگنال‌های پاسخ سیستم به اغتشاش بزرگ، سیگنال‌های پاسخ به تغییرات کوچک و دائمی بار و تولید و سیگنال‌های مصنوعی جستجوگر قابل اعمال است. اگرچه پاسخ سیستم به اغتشاش بزرگ حاوی همه مُودها است امّا شناسایی سیستم تا وقوع یک اغتشاش بزرگ به تعویق می‌افتد. شناسایی پیوسته مُودهای سیستم را می‌توان با استفاده از پاسخ سیستم به اغتشاشات کوچک ودائمی در سیستم قدرت انجام داد امّا برای شناسایی توسط این سیگنال تصادفی باید ملاحظات زیادی در نظر گرفته شود. سیگنال‌های شناسایی مصنوعی که خوب طراحی شده‌اند می‌توانند مُودهای موردنظر را تحریک کنند و همیشه در دسترس هستند. هدف این پایان نامه، طراحی سیگنال‌های جستجوگر مناسب برای تحریک مُودهای الکترومکانیکی و ظاهر شدن مولفه‌های متناظر در پاسخ سیستم است. به این منظور الگوریتم طراحی سیگنال جستجوگر چند سینوسه با در نظر گرفتن همه ملاحظات طراحی ارائه شده و پس از طراحی به سیستم‌های آزمون دوناحیه‌ای کندور و 39 باس استاندارد IEEE در شرایط بارثابت و تغییرات تصادفی بارها اعمال و در نهایت با استفاده از تبدیل فوریه مولفه‌های فرکانسی پاسخ‌های سیستم از جمله توان الکتریکی خروجی ژنراتورها، سرعت ژنراتورها و توان انتقالی روی خطوط سیستم استخراج می‌شود و با نتایج حاصل از تحلیل مُدال مقایسه می‌شود.
