Hasan, NaimulAlharbi, Ibrahim Abdullah20217370https://hdl.handle.net/20.500.14154/27996نظام الطاقة الكهربائية هي واحدة من أقدم البنى التحتية وتعمل في الغالب في المرافق المتكاملة رأسياً (VIU) التحول الجديد لنظام الطاقة من المرافق المتكامله رأسيا لتحرير وإعادة هيكلة المرافق أحدثت التغييرات التي يتم رؤيتها في الهيكل والتشغيل توافر الطاقة للصناعات وغيرها مهم بالنسبة لتطوير البلد ويعتبر نصيب الفرد من استهلاك الطاقة الكهربائية المؤشر الرئيسي لتقييم التنمية الشاملة لأي بلد لذلك يبذل مهندسو الطاقة والوكالات الحكومية جنبا إلى جنب القطاعات العامة قصارى جهدهم بإستمرار لتحسين البنية التحتية وتقليل هذه الفجوة ونظراً لهذه الجهود الفضلي، تم مع تضييق هذه الفجوة إلى حد كبير، ولكنها لا تزال موجودة زادت الطاقة المركبة في المملكة العربية السعودية بأكثر من خمس مرات من عام 2005 حتى عام 2021 ومن المتوقع أن يزداد الطلب على الحمولة القصوى بمعدل سنة بالمائة. سنويًا على مدى السنوات العشر القادمة. كما توسعت شبكة النقل والتوزيع في المملكة العربية السعودية إلى السكان وفقاً لذلك، المرجع [1]. يعتبر تحليل نظام الطاقة أمراً لا غنى عنه لتحقيق الكفاءة في التشغيل والتحكم وتعتبر حالة التشغيل المطلوبة هي الحالة الطبيعية ولكن اعتماداً على الأحمال وصحة التوليد التي قد تكون لدى الدول الأخرى، في الحالة الوقائية وحالة الطوارئ والحالات الإصلاحية. ينشأ التسلسل الهرمي الزمني لتنفيذ وظائف التحكم في نظام الطاقة بسبب مجموعة واسعة للغاية من وقت الاستجابة الكامنة في تشغيل نظام الطاقة والتحكم. ويتم دائماً تحليل الوقت لتقسيم مشكلة صعبة إلى مشاكل فرعية أصغر وتبدأ عملية التحكم في التحكم التلقائي في التوليد (AGC) في غضون ثوان معدودة. يتصل هيكل نظام الطاقة الكهربائية بالعديد من مناطق التحكم المنتشرة على مساحة كهربائية كبيرة. وقد جعل هذا الجانب. المسيطر في نظام الطاقة مصدر قلق كبير لجميع مهندسي الطاقة حيث تعتمد الحياة اليوم بشكل كبير على الطاقة الكهربائية ويجب موازنة زيادة الطلب على الطاقة من خلال توليد الطاقة. لذلك تعتبر استراتيجية التحكم التلقائي في الطاقة أمرا حتمياً في تحقيق التوازن بين الطاقة في الشبكة وهي تهتم بصيانة التردد وتدفقات خطوط الترابط تم تحويل هيكل الطاقة التقليدية إلى نموذج موجه للسوق وتم تقسيم الكيان المركزي بأكمله إلى مختلف وحدات الأعمال التشغيلية. ونظام الطاقة هذا غير المنظم والذي تمت إعادة هيكلته يمتلك وحدات نمطية مثل شركات نقل وتوزيع التوليد وكذلك نقل الطاقة الكهربائية بالتجزئة ومع ذلك، فإن هذا التحول قد طرح العديد من المشاكل التقنية الجديدة وتحديات في تشغيل أنظمة الطاقة المحررة. لذلك يجب أن تعدل المبادئ الأساسية الحالية لفلسفات التشغيل والتحكم للتعامل مع بيئة نظام الطاقة الجديدة في العمل الحالي، تم تصميم وحدة التحكم والتحكم الأمثل للمتحكم تناسبي تكاملي تفاضلي (PID) للتحكم التلقائي في الطاقة للحصول على نظام طاقة منظمة جديدة لدراسات الحالة المختلفة تم تصميم منظم التحكم التلقائي في الطاقة أيضا على أساس تقنيات ضبط الخوارزمية الجينية (GA). ويتم أخذ نموذج نظام الطاقة المحرر في الحسبان في معاملات السوق المحتملة المختلفة وبالنسبة للعقود الثنائية وانتهاكات العقود الثنائية، لوحظ وجود تبادلات الطاقة بين مناطق السيطرة. تقدم هذه الأطروحة دراسة مقارنة لوحدات التحكم المصممة طورت الدراسة نموذج المساحة الحكومي النظام الطاقة المعاد هيكلته للتحكم التلقائي في الطاقة وصممت تطبيق وحدة التحكم على أساس مفاهيم نظرية التحكم. كما تناولت الدراسة مقارنة الاستجابات الديناميكية لكل من تصميم وتقنيات ضبط وحدة التحكم وتم إجراء تحليل الاستقرار. واستخدمت الدراسة برنامج MATLAB والأدوات المرتبطة لإجراء الأعمال الحسابية وتم التحقق من النتائج التي تم الحصول عليها.The electric power system is one of the oldest infrastructures and operates mostly in vertically integrated utility (VIU). The new transformation of power system from VIU to deregulated and restructured utilities has brought the sea changes in structure and operation. The availability of power to industries and others is important for the development of nation. The per capita consumption of electrical energy has been considered as the prime index to evaluate the overall development of any country. The power engineers and the government agencies along with public sectors are continuously putting their best efforts to improving infrastructure and minimize this gap. Due to best efforts, this gap has been narrowed down to great extent, but still a gap exists. The installed capacity in Saudi Arabia has increased about more than five times from 2005 until 2021 and peak load demand expected to increase at rate of six percent per year over the coming 10 years. The transmission and distribution network in Saudi Arabia have also expanded to the population accordingly [1]. The decomposition of the power system is indispensable for efficient operation and control. The desired state of operation is normal state but depending upon the loads and generation health the other states may be like; preventive state, emergency state and restorative states. The time hierarchy of execution of control functions in power system arises because of the extremely wide range of response time inherent in power system operation and control. Time decomposition is always carried out to subdivide a difficult problem into smaller sub problems and automatic generation control (AGC) action initiates within seconds. The electrical power system structure is operationally connected to many control areas spreading over a large electrical area. This has made the controlling aspect of power system a huge concern for all power engineers. Today’s life is dominantly reliant on the electrical energy and the increasing power demand is to be balanced by the generation of power. The AGC strategy is imperative in balancing the power in the network and takes care of frequency maintenance and tie-line flows. The conventional power structure transforming into the market oriented model and splitting the entire single central entity to different operational business modules. This deregulated and restructured power system has separate module entities like generation transmission and distribution companies and also the retail wheeling of power. However, this transition has posed many new technical issues and challenges to the operation of deregulated power systems. Therefore, the existing fundamental principles of operational and control philosophies are to be modified to handle new power system environment. In the present work, the conventional proportional integral derivative (PID) controller and optimal controller are designed for AGC for new structured power system for the different case studies. The AGC regulator also designed based on genetic algorithm (GA) tuning techniques. The deregulated power system model is considered with various possible market transactions. For the bilateral contracts and bilateral contract violations, the power exchanges have been noticed between the control areas. The comparative study for the designed controllers is presented in this thesis. The state space model of restructured power system is developed for AGC implementation and the controller based on the control theory concepts are designed. The dynamic responses have been compared for both controller design and tuning techniques and stability analysis has been carried out. The MATLAB software and associated tools have been utilized to perform computation work and the results so obtained have been investigated.87enThesis