A Simultaneous Perturbation Stochastic Approximation (SPSA)-Based Model Approximation and its Application for Power System Stabilizers

Hee-Sang Ko; Kwang Y. Lee; Ho-Chan Kim

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자료유형: 학술저널

저자정보: Hee-Sang Ko (삼성중공업) Kwang Y. Lee (Baylor University) Ho-Chan Kim (제주대학교)

저널정보: 제어로봇시스템학회 International Journal of Control, Automation, and Systems International Journal of Control, Automation, and Systems 제6권 제4호

발행연도: 2008.8

수록면: 506 - 514 (9page)

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This paper presents an intelligent model; named as free model, approach for a closed-loop system identification using input and output data and its application to design a power system stabilizer (PSS). The free model concept is introduced as an alternative intelligent system technique to design a controller for such dynamic system, which is complex, difficult to know, or unknown, with input and output data only, and it does not require the detail knowledge of mathematical model for the system. In the free model, the data used has incremental forms using backward difference operators. The parameters of the free model can be obtained by simultaneous perturbation stochastic approximation (SPSA) method. A linear transformation is introduced to convert the free model into a linear model so that a conventional linear controller design method can be applied. In this paper, the feasibility of the proposed method is demonstrated in a one-machine infinite bus power system. The linear quadratic regulator (LQR) method is applied to the free model to design a PSS for the system, and compared with the conventional PSS. The proposed SPSA-based LQR controller is robust in different loading conditions and system failures such as the outage of a major transmission line or a three phase to ground fault which causes the change of the system structure.

#Free model #linear quadratic regulator #power system stabilization #simultaneous perturbation stochastic approximation

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S. A. Doi , 1984 , Coordinated synthesis of power system stabilizers in multimachine power systems , IEEE Trans. on Power Apparatus and Systems 103 : 1473 ~ 1479

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K. T. Law , 1994 , Robust controller structure for coordinate power system voltage regulator and stabilizer design , IEEE Trans. Control Sys. Tech 2 (3) : 220 ~ 232

A. Ghosh , 1984 , Power system stabilizer based on adaptive control techniques , IEEE Trans. on Power Apparatus and Systems 103 : 1983 ~ 1989

W. Gu , 1989 , A self-tuning power system stabilizer for wide-range synchronous generator operation , IEEE Trans. on Power Systems 4 (2) : 1191 ~ 1199

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