Chess Optimizer for Load Frequency Control of Multi-Source Renewable Energy Based on PID Plus Second-Order Derivative Controller

Abstract

This paper proposes load frequency control for a nonlinear multi-source power system divided into three areas, with thermal reheat power plants and a generation rate constraint of 5% per minute for areas 1 and 3, where area 3 has a wind turbine generator. For Area 2, it is a hydropower plant with a generation rate constraint of 370 percent per minute combined with a wind turbine generator. That is proposed to use a PID controller plus second-order derivatives and a chess-inspired algorithm based on the game of chess, utilizing strategies, planning, forecasting, and understanding the situation to find the controller parameters. Comparative analyses indicate that the PID plus second-order derivatives controller outperforms the conventional PID controller, while the chess-inspired approach demonstrates superior outcomes compared to other techniques for overshoot in all areas and undershoot in some areas. The chess algorithm exhibits enhanced efficacy in random load scenarios relative to other techniques.

บทความนี้นำเสนอการควบคุมความถี่โหลดแบบไม่เชิงเส้นของระบบไฟฟ้าหลายแหล่งจ่ายสามพื้นที่ โดยแบ่งเป็นสามพื้นที่ โดยมีโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนแบบมีการอุ่นย้อนกลับ มีค่าการจำกัดอัตราการผลิตอยู่ที่ 5 เปอร์เซ็นต์ต่อนาที สำหรับพื้นที่ 1 และ 3 ซึ่งพื้นที่ 3 มีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานลม สำหรับพื้นที่ 2 เป็นโรงไฟฟ้าพลังงานลมและพลังงานน้ำ โดยที่โรงไฟฟ้าพลังงานน้ำมีข้อจำกัดอัตราการผลิตอยู่ที่ 370 เปอร์เซ็นต์ต่อนาที เสนอใช้ตัวควบคุมพีไอดีกับอนุพันธ์อันดับสอง และใช้วิธีหมากรุกที่มีแรงบันดาลใจมาจากเกมกระดานหมากรุก อาศัยการใช้กลยุทธ์ การวางแผน และการพยากรณ์ รวมไปถึงการเข้าใจในสถานการณ์ นำมาประยุกต์ใช้หาค่าพารามิเตอร์ของตัวควบคุม จากการเปรียบเทียบ พบว่าตัวควบคุมพีไอดีกับอนุพันธ์อันดับสองมีประสิทธิภาพดีกว่าตัวควบคุมพีไอดีแบบดั้งเดิม และวิธีหมากรุกให้ผลลัพธ์ที่ดีกว่าวิธีอื่น ๆ ในแง่ของโอเวอร์ชูตในทุกพื้นที่ และอันเดอร์ชูตในบางพื้นที่ นอกจากนี้วิธีหมากรุกยังแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพที่ดีกว่าในสถานการณ์ที่มีการโหลดแบบสุ่มเมื่อเปรียบเทียบกับเทคนิคอื่น ๆ