پيش بيني هم زمان وقوع ناپايداري گذرا و ناپايداري ولتاژ كوتاه مدت در شبكه هاي قدرت با به كارگيري سيستم هوشمند پايش سراسري

Concurrent Prediction of Transient and Short-term Voltage Instability in Power Systems Employing Intelligent Wide Area Measurement System

عمده روش ها در تشخيص ناپايداري گذرا يا ناپايداري ولتاژ كوتاه مدت با اين فرض است كه يكي از اين دو پديده در شبكه حادث خواهد شد. اين در حاليست كه اين دو پديده به صورت هم زمان اما با غالب بودن يكي بر ديگري، بسته به نقطه كار سيستم و شرايط اغتشاش در شبكه بروز مي كنند. در اين مقاله، الگوريتمي جديد با هدف پيش بيني آنلاين و يكپارچه وضعيت پايداري گذرا و پايداري ولتاژ كوتاه مدت بعد از وقوع خطاي اتصال كوتاه در سيستم قدرت معرفي شده است. در روش پيشنهادي، با به كارگيري سيستم هوشمند پايش سراسري، روند تغييرات دو متغير انحراف فركانس DFi و عدم تعادل توان DPi توسط شين هاي ژنراتوري كه به عنوان شين هاي هوشمند داراي توان محاسباتي در نظر گرفته شده اند، بررسي شده و وقوع ناپايداري هاي گذرا (به هر دو حالت نوسان اول و يا چند نوسانه) و يا ولتاژ كوتاه مدت، به صورت زودهنگام پيش بيني مي شود. عملكرد الگوريتم به منظور اعتبارسنجي روش پيشنهادي، روي چهار شبكه شامل تك ماشين متصل به شين بي نهايت، شبكه تك ماشين متصل به بار و شبكه هاي چندماشينه 39 و 118 شين IEEE ارزيابي شده است. مطابق نتايج به دست آمده، الگوريتم پيشنهادي داراي دقت عملكرد كلي 99/5 % در شرايط مختلفي همچون انواع خطاهاي اتصال كوتاه، خطاي اندازه گيري PMU، شرايط مختلف بهره برداري و تغيير توپولوژي است.

Most of the proposed methods for investigating the transient and short-term voltage (STV) stability have assumed that only one of the two phenomena exists, i.e. either transient instability or STV instability. While these two phenomena exist simultaneously with one of them being dominant, according to the operating point of the system and disturbance condition. A unified online prediction method is presented in this paper to distinguish between the stable and unstable conditions. In the proposed method, by employing the intelligent wide area measurement system (IWAMS), the frequency deviation and the active power imbalance are calculated by the generation buses, which are considered as the intelligent generation buses (IGB). By tracking the trajectories of the frequency deviation and the active power imbalance and checking some simple defined rules, early prediction of both transient and STV instability can be achieved. In order to evaluate the performance of the proposed algorithm, the method has been tested on single machine infinite bus (SMIB) system, single machine load bus (SMLB) system, IEEE 39-bus system and IEEE 118-bus system. According to the obtained results, the proposed algorithm has the overall accuracy of 99.5% under symmetrical and asymmetrical faults, PMU measurement error, different operating points and topological changes.