کنترل پیشبین مبتنی بر مدل یک روش پیشرفته کنترل است که از یک مدل ریاضی برای پیشبینی رفتار سیستم در آینده استفاده میکند. اصول کلی MPC بر اساس یک مدل خطی یا غیرخطی ریاضی از سیستم کار میکند که میتواند دینامیک آن را توصیف کند. افق پیشبینی در هر مرحله، وضعیت آینده سیستم را برای چندین گام زمانی پیشبینی میکند و به دنبال بهینهسازی ورودیها (کنترل) بر اساس تابع هدف و محدودیتهای مشخص برای دستیابی به عملکرد مطلوب است. به عبارت دیگر، هدف این است که نتایج مطلوبی (مانند حداقلسازی خطا یا مصرف انرژی) با توجه به محدودیتها به دست آید. این ویژگی به MPC قابلیت انطباق با تغییرات غیرمنتظره را می دهد و در نهایت منجر به بهبود میرایی نوسانات الکترومکانیکی در سیستم می گردد. کنترل کننده های کلاسیک اگرچه ساده و کاربردی هستند، اما در مواجهه با نوسانات و تغییرات شدید ورودیها عملکرد ضعیف تری نشان میدهد و ممکن است باعث افزایش فرسودگی تجهیزات شود. اما کنترل کننده پیشبین مدل به دلیل قابلیت پیشبینی دینامیک سیستم و بهینهسازی ورودیها، به طور موثرتری نوسانات سیستم قدرت را حتی در حضور منابع تجدیدپذیر میرا میکند. این کنترل کننده علاوه بر بهبود پایداری سیستم، باعث کاهش مصرف انرژی کنترلی میشود که برای بهبود کارایی اقتصادی سیستم اهمیت بالایی دارد. استفاده از کنترل پیش بین مدل برای بهبود میرایی نوسانات بین ناحیه ای در حضور منابع تجدیدپذیر از طریق سیستم تحریک مهمترین هدفی است که در این پایایان نامه مورد تحقیق و بررسی قرار گرفته است. در این پژوهش ابتدا به شرحی بر میرایی نوسانات الکترومکانیکی و انواع این نوسانات پرداخته شده و انواع کنترل کننده های کلاسیک مرسوم، برخی از راههای متداول بهبود میرایی و اثرات آن در پایداری شبکه قدرت معرفی شده است. در ادامه ساختار و معادلات مربوط به ژنراتور سنکرون از مرتبه چهار به همراه توربین بادی از نوع دو سو تغذیه تشریح و مدلسازی دینامیکی آن انجام گردیده است. پس از آن به ارائه بعضی از روشهای کنترلی مرسوم مورد استفاده برای افزایش میرایی و همچنین شرح جامعی از کنترل پیش بین مبتنی بر مدل همراه با مدلسازی و تحلیل عملکرد آنها پرداخته شده است. با توجه به غیرخطی بودن سیستم شبکه قدرت در این پایان نامه از کنترل پیش بین مدل غیرخطی از نوع فضای حالت استفاده شده و اثرات روش پیشنهادی در شرایط مختلف تحت ارزیابی قرار گرفته است. در بخش شبیه سازی و تحلیل نتایج استفاده از NMPC برای میرایی نوسانات سیستم قدرت، ابتدا در یک سیستم دوناحیه ای و سپس در سیستم 68 باسه 16 ماشینه در حضور مزارع بادی و پایدار ساز سیستم قدرت در محیط نرم افزار متلب بهره گرفته شده است و نتایج حاصله در دو بخش، ابتدا با کنترل کننده های متداول کلاسیک مرسوم و سپس با کنترل پیش بین مدل متمرکز مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفته، که نتایج مطلوبی حاصل شده است.
