การควบคุมความถี่-โหลด ของระบบไฟฟ้าเชื่อมโยงโดยใช้ตัวควบคุมฟัซซีลอจิก

Abstract

วิทยานิพนธ์นี้นำเสนอการออกแบบการควบคุมความถี่ – โหลด ของระบบไฟฟ้าเชื่อมโยงโดยใช้ตัวควบคุมแบบฟัซซีลอจิก เพื่อรักษาความถี่ของระบบให้คงที่ไม่แปรผันตามโหลดที่เปลี่ยนแปลงของในแต่ละพื้นที่ที่เชื่อมโยงกัน การควบคุมความถี่ของระบบไฟฟ้าให้ใกล้เคียงหรือเท่ากับค่าพิกัดเป็นตัวแปรบ่งชี้ถึงความสมดุลของกำลังไฟฟ้าในระบบที่มีการเชื่อมโยงกัน การออกแบบตัวควบคุมเพื่อที่จะปรับปรุงระบบควบคุมความถี่ – โหลดของการเชื่อมโยงระบบไฟฟ้าได้มีการจำลองตัวควบคุม 3 กรณี คือ การไม่ใช้ตัวควบคุม กับแบบใช้พีไอเป็นตัวควบคุมและแบบที่ใช้ฟัซซีลอจิกเป็นตัวควบคุม การจำลองระบบโดยใช้พารามิเตอร์ของโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนโรงที่ 3 และโรงที่ 4 ของบริษัทไทยเพาเวอร์ ซับพลาย จำกัด เขตนิคมอุตสาหกรรมแหลมเขา จังหวัดฉะเชิงเทรา ที่มีกำลังการจ่ายทั้งสองแห่งรวมกัน 47.55 เมกกะวัตต์ จำหน่ายให้การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทยไป 40 เมกกะวัตต์ ส่วนที่เหลือได้จ่ายให้กับกลุ่มโรงงานในเขตนิคมอุตสาหกรรม โดยจำลองระบบเป็นแบบสองพื้นที่เปรียบเทียบกับทั้งที่ไม่มีการควบคุมกับที่มีการควบคุมโดยใช้ตัวควบคุมพีไอและการใช้ตัวควบคุมฟัซซีลอจิก การจำลองระบบใช้โปรแกรม MATLAB/SIMULINK ผลการจำลองการทำงานของระบบทั้ง 3 กรณี เห็นได้ว่าการเปลี่ยนแปลงความถี่ที่ 0.025 เฮิรตซ์ เมื่อโหลดมีเปลี่ยนแปลง 1.75 เมกกะวัตต์ จากการเชื่อมโยงทั้งสองพื้นที่ ผลตอบสนองที่สภาวะคงที่ค่าเวลาแบบที่ยังไม่มีการควบคุมเป็น 5.8 วินาที กับแบบที่ใช้ PI เป็นตัวควบคุมที่ค่าเกรนอินทริเกรตควบคุมของพื้นที่ 0.02 ต่อหน่วย เป็น 2.4 วินาที และแบบใช้ฟัซซีลอจิกที่ค่าฟังก์ชันการควบคุม -0.6 ถึง 0.6 เป็น 1.9 วินาที ซึ่งการใช้ฟัซซีลอจิกเป็นตัวควบคุมได้ค่าสมรรถนะที่ดีกว่าแบบที่ยังไม่มีการควบคุมร้อยละ 29 และดีกว่าแบบที่ใช้พีไอเป็นตัวควบคุมร้อยละ 5 สามารถที่จะนำไปประยุกต์ใช้กับระบบโรงไฟฟ้าชนิดอื่นหรือพัฒนาระบบการควบคุมและการใช้ตัวควบคุมชนิดอื่นของการส่งจ่ายพลังงานไฟฟ้า เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและเสถียรภาพของระบบไฟฟ้า

This thesis presents the design of load-frequency control of interconnected power system using fuzzy logic controller. In order to stabilize the system frequency when load changed in the interconnected area, the frequency control of power system has to be closed to the rated of the interconnection system frequency. The controller is designed into 3 types for the load frequency control in interconnected power system namely, non-controller, PI controller and fuzzy logic controller respectively. The simulation parameters are modeled by using thermal power plant No. 3 and No. 4 of Thai Power Supply Co., Ltd. at Lamkhaow Industrial in the Chachoengsao province. The total power is generated about 47.55 MW, which 40 MW supplies to Electricity Generating Authority of Thailand. The remaining is supplied to factory group in industrial zone. The system is simulated by using MATLAB with SIMULINK program. Simulation results showed that 3 types of the controller have deviation frequency about 0.025 Hz when tie-line load changed 1.75 MW from interconnected power system. Steady state time respond is 5.8 seconds for non-controller system, 2.4 seconds for under controlled system at 0.2 p.u. with PI controller and -0.6 to 0.6 membership function at 1.9 seconds for the fuzzy logic controller. Therefore, the fuzzy logic control has the better efficiency and better result than non-controller about 29 % and PI controller about 5 %. It can be concluded that this study can use for applying to the distribution power system to increase efficiency and power system stability.