World scientific research journal
https://scientific-jl.com/wsrj
Volume-39_Issue-1_May-2025
39
MODEL PREDICTIVE CONTROL USULINING MEUT (AC)
QURILMALARI BILAN BIRGALIKDAGI QO‘LLANILISHI
Samad Nimatov -
t.f.d dotsent
Toshkent davlat texnika universiteti,
Elektr texnikasi kafedrasi dotsenti
Abraev Tursunpolat Azamat o’g’li
Toshkent davlat texnika universiteti
doktorantura talabasi
E-mail: abraevtursunpulat@gmail.com
Annotatsiya:
Ushbu maqolada Model Predictive Control (MPC) algoritmining
MEUT (AC) qurilmalari, ayniqsa STATCOM bilan birgalikda zamonaviy
elektroenergetika tizimlarida reaktiv quvvatni optimallashtirish, kuchlanish
barqarorligini ta’minlash va tizimning dinamik javobini yaxshilashdagi roli
yoritilgan. Grafik tahlillar asosida MPC asosidagi boshqaruv usulining afzalliklari
ko‘rsatib beriladi.
Kalit so‘zlar:
Model Predictive Control, STATCOM, reaktiv quvvat,
kuchlanishni barqarorlashtirish, optimal boshqaruv
Аннотация:
В статье рассматривается применение алгоритма Model
Predictive Control (MPC) в сочетании с устройствами MEUT (AC), в частности
STATCOM, для оптимизации реактивной мощности и повышения
устойчивости напряжения в современных энергетических системах. Приведены
сравнительные графики для анализа эффективности управления на основе
MPC.
Ключевые слова:
Model Predictive Control, STATCOM, реактивная
мощность, стабилизация напряжения, оптимальное управление
Abstract:
This article discusses the application of the Model Predictive Control
(MPC) algorithm in conjunction with MEUT (AC) devices, especially STATCOM,
in modern power systems for optimizing reactive power and ensuring voltage
stability. Graphical analysis is presented to demonstrate the efficiency of MPC-based
control.
Keywords:
Model Predictive Control, STATCOM, reactive power, voltage
stabilization, optimal control
Kirish
Model Predictive Control (MPC) algoritmi va MEUT (AC) qurilmalari
kombinatsiyasi zamonaviy energetika tizimlarida reaktiv quvvatni boshqarish,
barqarorlikni ta'minlash va o‘tish jarayonlarini optimallashtirish uchun ilg‘or
boshqaruv yondashuvlaridan biri hisoblanadi.
World scientific research journal
https://scientific-jl.com/wsrj
Volume-39_Issue-1_May-2025
40
MPC asoslari
Model Predictive Control — bu tizim modeli asosida ishlovchi, kelajakdagi
holatlarni prognoz qiluvchi va optimal boshqaruv signallarini hosil qiluvchi
algoritmdir:
Holat fazosi modeli:
x(k+1)=Ax(k)+Bu(k)
y(k)=Cx(k)
Tushunchalar:
- x: tizim holati (masalan, kuchlanish)
- u: boshqaruv signali (reaktiv quvvat injektsiyasi)
- y: chiqish signal (bus voltage va h.k.)
MPC qo‘llanilishi
1.
Kuchlanishni real vaqt rejimida barqarorlashtirish hamda reaktiv quvvat va
kuchlanishni optimallashtirish.
MPC yordamida STATCOM va SSSC kabi qurilmalar orqali reaktiv quvvat
oqimini va kuchlanish darajasini optimal boshqarish mumkin. Bu esa tizimning
umumiy samaradorligini oshiradi.
2. O‘tish holatlarini (fault, switching) samarali boshqarish hamda o‘tkinchi
jarayonlar barqarorligini ta'minlash.
MPC usuli yordamida MEUT(AC) qurilmalari o‘tkinchi holatlarda tizimning
barqarorligini saqlab qolish uchun optimal boshqaruv signallarini ishlab chiqadi. Bu,
ayniqsa, kuchlanish o‘zgarishlari yoki avariyaviy holatlarda muhim ahamiyatga ega.
2.
Energiya samaradorligini oshirish.
3.
FACTS turi
MPC orqali boshqariladigan
parametrlar
Energiya samaradorligiga ta’siri
SVC
Reaktiv quvvat injeksiyasi QQ
Yo‘qotishlar kamayadi, PF oshadi
TOBKK
Seriyali reaktans XX boshqaruvi
Quvvat oqimini muvozanatlaydi
STATCOM
Kuchlanish regulyatsiyasi
Kuchlanish barqarorligi oshadi
BQOBQ
U, P, Q to‘liq boshqaruv
Optimal quvvat oqimi, isrof kamayadi
[1]
4. Yuklama o‘zgarishiga adaptiv moslashuv.
MPC bilan: 1. Tizim kuchlanishi tezroq barqarorlashadi. 2. Reaktiv quvvatni
optimal taqsimlash orqali yuk balanslanadi . 3. Energiya yo‘qotishlari (line losses)
sezilarli darajada kamayadi (~10-20% gacha).
5. Tezkor chastota boshqaruvi.
World scientific research journal
https://scientific-jl.com/wsrj
Volume-39_Issue-1_May-2025
41
MPC asosida ishlab chiqilgan boshqaruv algoritmlari inverterli resurslar orqali
tizim chastotasini tez va samarali boshqarish imkonini beradi. Bu, ayniqsa, past
inersiyali tizimlarda chastota barqarorligini ta'minlashda muhimdir.
MPC asosidagi STATCOM boshqaruvi
Maqolada
STATCOM
yordamida
kuchlanishni
boshqarishda
MPC
algoritmining afzalliklari grafik tahlil asosida ko‘rsatilgan:
- MPC yoqilmagan holatda 20% gacha kuchlanish tebranishi kuzatildi.
- MPC bilan esa kuchlanish 5% ichida ushlab turildi va 0.6 soniyada barqaror
holatga keldi.
Boshqaruv signali: Dastlab yuqori bo‘lib, keyinchalik nolga yaqinlashadi — bu
energiya tejashni ko‘rsatadi [2].
MPC algoritmining asosiy bosqichlari
.
1.
Tizim modelini aniqlash: Tizimning dinamikasini ifodalovchi matematik
model (masalan, holat fazosidagi model) yaratiladi. 2.Bashorat qilish: Tizim modeli
yordamida kelajakdagi holatlar va chiqishlar bashorat qilinadi. 3.Maqsadli
funktsiyani optimallashtirish: Bashorat qilingan holatlar asosida maqsadli funktsiya
(odatda kvadratik shaklda) optimallashtiriladi [3]. 4.Cheklovlarni hisobga olish:
Tizim va boshqaruv signallariga qo‘yilgan cheklovlar inobatga olinadi. 5.Boshqaruv
signalini qo‘llash: Hisoblangan boshqaruv signallari tizimga qo‘llaniladi.Takrorlash:
Yangi holat o‘lchanadi va jarayon qayta boshlanadi.
Boshqaruv vositalari
- MEUT(AC) qurilmalari: STATCOM, SVC, TOBKK
- KAR: generator kuchlanishini boshqaradi
- GAK: chastota va quvvat almashinuvini boshqaradi
- OLTC: transformator kuchlanishini sozlaydi
Amaliy tajriba
Masalan, quyosh va shamol stansiyalarining ulanishi kuchlanish tebranishiga
olib keldi. MPC asosidagi STATCOM boshqaruvi bilan tizim tez tiklandi va
barqarorlik saqlandi.
Umumiy xulosa
Model Predictive Control usuli MEUT (AC) qurilmalari bilan birgalikda elektr
energiya tizimlarining barqarorligini oshirish, tezkor javob berish imkoniyatlarini
kengaytirish va energiya oqimini optimallashtirishda samarali yechim hisoblanadi.
Bu integratsiya, ayniqsa, zamonaviy elektr tarmoqlarida yuzaga keladigan murakkab
holatlarda muhim ahamiyatga ega.
MPC yordamida STATCOM boshqaruvi:
- Bus kuchlanishidagi tebranishlarni kamaytiradi
- Tiklanish vaqtini qisqartiradi
- Optimal reaktiv quvvatni ta’minlaydi
- Tizim barqarorligi va energiya samaradorligini oshiradi.
World scientific research journal
https://scientific-jl.com/wsrj
Volume-39_Issue-1_May-2025
42
MPC asosida MEUT(AC) boshqaruvi — yuqori dinamik ishlash, tizim
barqarorligi va energiya samaradorligini maksimal oshirishga xizmat qiluvchi
zamonaviy yechimdir. Hozirgi kunda bu yondashuv SCADA, EMS va aqlli tarmoqlar
uchun ayniqsa muhim hisoblanadi.
Qisqartmalar: 1. BQOBQ-Birlashtirilgan quvvat oqimini boshqaruvchi qurilma
2.SVC-Statik VAR Compensator 3.MEUT(AC)-Moslashuvchan elekt uzatish
tizimlari(Alternating Current). 4.TOBKK-tristor orqali boshqariladigan ketma-ket
kondensator. 5.STATCOM-statik kompensator 6.MPC-Model Predictive Control
Foydalanilgan adabiyotlar ro’yxati:
1.
Qin, S.J. & Badgwell, T.A. (2003). A Survey of Industrial Model Predictive
Control Technology.
2.
Camacho, E.F. & Bordons, C. (2004). Model Predictive Control.
3.
Rawlings, J.B., Mayne, D.Q., & Diehl, M.M. (2017). Model Predictive Control:
Theory, Computation, and Design (2nd Edition).
