Automatic Voltage Regulator Based on Fuzzy Logic Control

Abstract

The change in real power demand affects the frequency while the change in the reactive power affects the voltage. Automatic voltage regulator plays a vital role in power system in order to regulate the output voltage at a nominal constant voltage level. The main functions of AVR are to detect terminal voltage, compare with the voltage setter and regulate field current via the exciter. The stability of the AVR system is of great concern because it can seriously affect the security of the power system The voltage stability and power quality of the electrical system depend on proper operation of AVR. Nowadays, Design technology of AVR is being broadly improved. Nonlinearities and parametric uncertainties are unavoidable problem faced in controlling the output voltage of Synchronous Generator (SG) when working alone or with others. This thesis proposes fuzzy logic controller (FLC) as a voltage controller. Nonlinearities due to the effect of saturation in machine between generated voltage and field current, uncertainties arise because variation of the load connected with time and the change of rotors resistance with temperature. Due to this fact, Proportional- Integral- Derivative (PID) controller cannot be used effectively since it is developed based on linear system theory. Fuzzy logic controller shows less over shoot and steady state error than PID and PI controllers. في منظومات الطاقة الكهربائية التغير في القدرة الحقيقية يؤثر علي التردد بينما الجهد يتغير تبعا للقدره الظاهرية, منظم الجهد الالي(AVR) يلعب دورا جوهريا في منظومة القوة حيث يقوم بقياس جهد الخرج ومقارنته مع الجهد المطلوب ومن ثم التحكم في تيارالمجال لمولد الاثارة للمولد التزامني الرئيسي مما يترتب عليه اسقرارية الشبكة. استقرار الجهد في المنظومة الكهربائية يعتمد كثييرا علي العمل السليم لمنظم الجهد الالي(AVR), اللاخطية وعدم وثوقية المتغيرات هي المشكلة التي يواجهها التحكم في الجهد الكهربائي والتي من الصعب تجنبها في المولد المتزامن عندما يعمل لوحده او ضمن الشبكة. هذا البحث يقترح استخدام التحكم الضبابي (FLC) للسيطرة علي الجهد الكهربائي ومقارنته مع المتحكم التنناسبي التفاضلي التكاملي التقليدي (PID & PI). اللاخطية ناتجة عن حالة التشبع بين الفولتية المنتجة وتيار المجال ,وعدم وثوقية المتغيرات الناتجة عن تغير الحمل مع الوقت وارتفاع درجة الحرارة التي تغير مقاومة ملفات الجزء الدوار للمولد, نتيجة لهذا الواقع متحكم (PID) لايمكن استخدامه بشكل فعال وذلك لان تصميمه علي اساس النظرية الخطية. المتحكم الضبابي (FLC) اظهر اقل ارتفاع عن مستوى الجهد المطلوب واقل نسبة خطأ مقارنة مع متحكم (PID).