كاربرد روش جديد براي حل مسئله پخش بار در سيستم‌هاي قدرت با نسبت بالاي R/X

Application of new Method to solve Load flow problem in Power systems with High Ratio of R/X

در يك سيستم قدرت مقدار راكتانس خط، عموماً بيش‌تر از مقدار مقاومت خط مي‌باشد و در نتيجه روش‌هايي همچون روش نيوتن رافسون استاندارد و روش‌هاي مبتني بر نيوتن رافسون، به‌راحتي در اين سيستم‌ها همگرا مي‌شوند. اما در حالت استفاده از جبران‌سازي سري همانند استفاده از خازن سري، ميزان راكتانس خط كاهش پيدا مي‌كند و در نتيجه نسبت R/X خط انتقال افزايش مي‌يابد كه در اين حالت شرايط سيستم تغيير كرده و روش‌هاي مبتني بر نيوتون رافسون استاندارد، يا داراي همگرايي با سرعت كم (تعداد تكرار بالا) و يا به‌كلي واگرا مي‌شوند. در واقع با كم شدن مقدار راكتانس خط،اصطلاحاً عدد شرايط سيستم (نسبت بيش‌ترين مقدار ويژه به كمترين مقدار ويژه ماتريس ژاكوبين) افزايش يافته و روش نيوتون رافسون استاندارد در اين سيستم همگرا نمي‌شود. در اين مقاله از كاربرد يك روش جديد مبتني بر تكرار براي حل سيستم‌هاي با نسبت R/X بالا ارائه شده است. مزيت اين روش ارائه شده اين است كه مستقل از نسبت R/X، در كليه سيستم‌ها با تعداد تكرار كم، همگرا مي‌شود. روش پيشنهادي روي شبكه‌هاي تست 9، 30 و 118 باس IEEE همچنين 11 و 2383 باس شبيه‌سازي و تحليل شده است. نتايج به‌دست‌آمده نشان از دقت بالا و كارايي روش ارائه شده در حل مسائل پخش بار سيستم‌هاي قدرت مي‌باشد.

In the power system, usually the reactance of transmission line is greater than its resistance and thereby power flow algorithms such as Newton Raphson methods and newton based methods can easily converged. However, in the case of series compensation such as series capacitor, the reactance of transmission line is decreased and accordingly the ratio of R/X is increased. In such case system condition is changed and therefore Newton based power flow methods will converged hardly or even diverged. In fact, with increase of R/X ratio, conventionally the system condition number (the ratio of maximum to minimum eigenvalue of Jacobian matrix) is increased and Newton Raphson method is not converged. In this paper, a new iterative based method is present to solve power flow of system with high ratio of R/X. The main advantage of the proposed method is its independence to R/X ratio and will converged even for system with high ratio of R/X. The suggested method is studied based on IEEE 9-bus, 30-bus and 118-bus also 11-bus and 2383-bus test systems. The obtained results show the effectiveness and accuracy of the proposed method in solving power flow problem of power systems, independent to R/X ratio.