Skip to main content

03.03.2025 | Original Paper

Fire hawk optimizer adjusted PD-PI cascade controller for automatic generation control of IPS

verfasst von: Moses Awal, Michael Robson Atim, Jimmy Nabende Wanzala, Johnes Obungoloch, Mohamad Barakat

Erschienen in: Electrical Engineering

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

Der Artikel stellt einen neuartigen Ansatz vor, der den Fire Hawk Optimizer (FHO) zur Optimierung von PD-PI-Kaskadenreglern für die automatische Erzeugungssteuerung (AGC) in vernetzten Energiesystemen (IPS) einsetzt. Die FHO-Technik, inspiriert vom Futterverhalten der Fire Hawks, bietet Vorteile wie schnelle Konvergenz und ein effektives Gleichgewicht zwischen Exploration und Ausbeutung. Die Studie vergleicht den FHO-gesteuerten PD-PI-Controller mit anderen metaheuristischen Optimierungsmethoden und zeigt überlegene Leistung in Bezug auf Dynamik, Robustheit und Anpassungsfähigkeit. Der auf FHO abgestimmte Controller wird durch umfangreiche Simulationen und Sensitivitätsanalysen ausgewertet, die deutliche Verbesserungen bei objektiven Funktionswerten, Setzzeit und Spitzenunterschreitung im Vergleich zu bestehenden Methoden zeigen. Der Artikel beleuchtet das Potenzial der FHO-Technik, die sich entwickelnden Herausforderungen moderner Energiesysteme zu bewältigen und einen effizienten und stabilen Betrieb unter dynamischen Bedingungen sicherzustellen.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Anhänge
Nur mit Berechtigung zugänglich
Literatur
2.
Zurück zum Zitat Choudhary R, Rai JN, Arya Y (2023) FOPTID+ 1 controller with capacitive energy storage for AGC performance enrichment of multi-source electric power systems. Electr Power Syst Res 221:109450CrossRefMATH Choudhary R, Rai JN, Arya Y (2023) FOPTID+ 1 controller with capacitive energy storage for AGC performance enrichment of multi-source electric power systems. Electr Power Syst Res 221:109450CrossRefMATH
8.
Zurück zum Zitat Jabari M and Rad A, “Optimization of speed control and reduction of torque ripple in switched reluctance motors using metaheuristic algorithms based PID and FOPID controllers at the edge,” Tsinghua Sci. Technol., vol. x, no. x, pp. 1–13, 2024, [Online]. Available: https://www.sciopen.com/article/https://doi.org/10.26599/TST.2024.9010021 Jabari M and Rad A, “Optimization of speed control and reduction of torque ripple in switched reluctance motors using metaheuristic algorithms based PID and FOPID controllers at the edge,” Tsinghua Sci. Technol., vol. x, no. x, pp. 1–13, 2024, [Online]. Available: https://​www.​sciopen.​com/​article/​https://​doi.​org/​10.​26599/​TST.​2024.​9010021
10.
Zurück zum Zitat Mohanty P and Sahu RK, (2019) “Differential evolution optimized cascade tilt-integral-tilt-integral-derivative controller for frequency regulation of interconnected power system,” In: International conference on application of robotics in industry using advanced mechanisms, Springer, pp. 104–111 Mohanty P and Sahu RK, (2019) “Differential evolution optimized cascade tilt-integral-tilt-integral-derivative controller for frequency regulation of interconnected power system,” In: International conference on application of robotics in industry using advanced mechanisms, Springer, pp. 104–111
11.
Zurück zum Zitat Ekinci S, Izci D, Turkeri C, Ahmad MA (2024) Spider wasp optimizer-optimized cascaded fractional-order controller for load frequency control in a photovoltaic-integrated two-area system. Mathematics 12(19):3076CrossRef Ekinci S, Izci D, Turkeri C, Ahmad MA (2024) Spider wasp optimizer-optimized cascaded fractional-order controller for load frequency control in a photovoltaic-integrated two-area system. Mathematics 12(19):3076CrossRef
13.
Zurück zum Zitat Izci D, Ekinci S, Abualigah L, Ghandour R, and Salman M, (2024) “Mountain gazelle optimizer-tuned PID controller for frequency stabilization of PV-reheat thermal power system,” In: 2024 8th international symposium on multidisciplinary studies and innovative technologies (ISMSIT), pp. 1–5. Izci D, Ekinci S, Abualigah L, Ghandour R, and Salman M, (2024) “Mountain gazelle optimizer-tuned PID controller for frequency stabilization of PV-reheat thermal power system,” In: 2024 8th international symposium on multidisciplinary studies and innovative technologies (ISMSIT), pp. 1–5.
16.
Zurück zum Zitat Singh K, Arya Y (2023) Tidal turbine support in microgrid frequency regulation through novel cascade Fuzzy-FOPID droop in de-loaded region. ISA Trans 133:218–232CrossRefMATH Singh K, Arya Y (2023) Tidal turbine support in microgrid frequency regulation through novel cascade Fuzzy-FOPID droop in de-loaded region. ISA Trans 133:218–232CrossRefMATH
17.
Zurück zum Zitat Ekinci S, Izci D, Salman M, and Hilal HA, (2024) “Load frequency controller design of a two-area power system via artificial rabbits optimization,” In: 2024 advances in science and engineering technology international conferences (ASET), pp. 1–5. Ekinci S, Izci D, Salman M, and Hilal HA, (2024) “Load frequency controller design of a two-area power system via artificial rabbits optimization,” In: 2024 advances in science and engineering technology international conferences (ASET), pp. 1–5.
24.
Zurück zum Zitat Peddakapu K, Srinivasarao P, Mohamed MR, Arya Y, Kishore DJK (2022) Stabilization of frequency in Multi-Microgrid system using barnacle mating Optimizer-based cascade controllers. Sustain Energy Technol Assess 54:102823 Peddakapu K, Srinivasarao P, Mohamed MR, Arya Y, Kishore DJK (2022) Stabilization of frequency in Multi-Microgrid system using barnacle mating Optimizer-based cascade controllers. Sustain Energy Technol Assess 54:102823
31.
Zurück zum Zitat Hosseinzadeh M et al (2023) A cluster-based trusted routing method using fire hawk optimizer (FHO) in wireless sensor networks (WSNs). Sci Rep 13(1):13046CrossRefMATH Hosseinzadeh M et al (2023) A cluster-based trusted routing method using fire hawk optimizer (FHO) in wireless sensor networks (WSNs). Sci Rep 13(1):13046CrossRefMATH
33.
Zurück zum Zitat Rani BS, Vairamuthu S, Subramanian S (2024) Archimedes fire hawk optimization enabled feature selection with deep maxout for network intrusion detection. Comput Secur 140:103751CrossRef Rani BS, Vairamuthu S, Subramanian S (2024) Archimedes fire hawk optimization enabled feature selection with deep maxout for network intrusion detection. Comput Secur 140:103751CrossRef
44.
Zurück zum Zitat Abubakr H, Hussein MM, Mohamed TH (2020) Frequency stabilization of two area power system interconnected by AC/DC links using Jaya algorithm. Int J Adv Sci Technol 29(1):548–559MATH Abubakr H, Hussein MM, Mohamed TH (2020) Frequency stabilization of two area power system interconnected by AC/DC links using Jaya algorithm. Int J Adv Sci Technol 29(1):548–559MATH
48.
Zurück zum Zitat Kalaiselvi B, Pushparani M (2023) A novel impulsive genetic fuzzy c-means for task scheduling and hybridization of improved fire hawk optimizer and enhanced deep q-learning algorithm for load balancing in cloud. J Data Acquisition Process. 38(2):1091 Kalaiselvi B, Pushparani M (2023) A novel impulsive genetic fuzzy c-means for task scheduling and hybridization of improved fire hawk optimizer and enhanced deep q-learning algorithm for load balancing in cloud. J Data Acquisition Process. 38(2):1091
49.
Zurück zum Zitat Hassaan GA (2024) Furnace control using I-PD, PD-PI and 2DOF controllers compared with fuzzy-neural controller. Int J Comput Tech 11(2):10MATH Hassaan GA (2024) Furnace control using I-PD, PD-PI and 2DOF controllers compared with fuzzy-neural controller. Int J Comput Tech 11(2):10MATH
Metadaten
Titel
Fire hawk optimizer adjusted PD-PI cascade controller for automatic generation control of IPS
verfasst von
Moses Awal
Michael Robson Atim
Jimmy Nabende Wanzala
Johnes Obungoloch
Mohamad Barakat
Publikationsdatum
03.03.2025
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Erschienen in
Electrical Engineering
Print ISSN: 0948-7921
Elektronische ISSN: 1432-0487
DOI
https://doi.org/10.1007/s00202-025-03009-7