Pag-unawa sa Estabilidad ng Voltaheng sa mga Sistemang Pwersa: Malaking labis kontra Maliit na Pagkabigla at mga Limitasyon ng Estabilidad

Pangungusap ng Voltage Stability

Ang voltage stability sa isang power system ay inilalarawan bilang kakayahan na panatiliin ang tanggap na mga voltages sa lahat ng buses sa ilalim ng normal na kondisyon ng operasyon at pagkatapos makuha ang isang disturbance. Sa normal na operasyon, ang mga voltages ng sistema ay nananatiling matatag; gayunpaman, kapag nangyari ang isang fault o disturbance, maaaring lumitaw ang voltage instability, na nagdudulot ng paulit-ulit at hindi kontroladong pagbagsak ng voltage. Ang voltage stability ay minsan tinatawag ding "load stability."

Maaaring i-trigger ng voltage instability ang voltage collapse kung ang post-disturbance equilibrium voltage malapit sa mga load bumaba sa ibaba ng tanggap na limit. Ang voltage collapse ay isang proseso kung saan ang voltage instability nagresulta sa napakababang voltage profile sa mahahalagang bahagi ng sistema, na maaaring magdulot ng total o partial blackout. Mahalagang tandaan, ang mga termino "voltage instability" at "voltage collapse" madalas ginagamit bilang kapalit.

Klasipikasyon ng Voltage Stability

Ang voltage stability ay nakaklase sa dalawang pangunahing uri:

• Large-Disturbance Voltage Stability: Ito ay tumutukoy sa kakayahan ng sistema na panatiliin ang voltage control pagkatapos ng malaking disturbance, tulad ng mga system faults, biglaang pagkawala ng load, o pagkawala ng generation. Ang pag-assess ng anyo ng estabilidad ay nangangailangan ng pagsusuri sa dynamic performance ng sistema sa isang timeframe na sapat upang i-account ang pag-uugali ng mga device tulad ng on-load tap-changing transformers, generator field controls, at current limiters. Ang Large-disturbance voltage stability karaniwang pinag-aaralan gamit ang nonlinear time-domain simulations na may accurate system modeling.

• Small-Disturbance Voltage Stability: Ang estado ng operasyon ng isang power system ay nagpapakita ng small-disturbance voltage stability kung, pagkatapos ng minor na disturbance, ang mga voltages malapit sa load ay nananatiling hindi nagbabago o naiiwan malapit sa kanilang pre-disturbance values. Ang konsepto na ito ay malapit na nauugnay sa steady-state conditions at maaaring ma-analyze gamit ang small-signal system models.

Voltage Stability Limit

Ang voltage stability limit ay ang critical threshold sa isang power system na labas sa kung saan walang halaga ng reactive power injection ang maaaring ibalik ang mga voltages sa kanilang nominal levels. Hanggang sa limit na ito, maaaring i-adjust ang mga voltages ng sistema sa pamamagitan ng reactive power injections habang panatilihin ang estabilidad.Ang power transfer sa isang lossless line ay ibinibigay ng:

• kung saan P = power transferred per phase

• Vs = sending-end phase voltage

• Vr = receiving-end phase voltage

• X = transfer reactance per phase

• δ = phase angle between Vs at Vr.

Dahil ang Line ay walang pagkawala

Sa pag-assume na ang power generation ay constant,

Para sa maximum power transfer: δ = 90º, kaya na bilang δ→∞

Ang itaas na equation ay nagtatakda ng posisyon ng critical point sa curve ng δ versus Vs, sa assumption na ang receiving-end voltage ay nananatiling constant.Isang katulad na resulta maaaring makamit sa pamamagitan ng pag-assume na ang sending-end voltage ay constant at pagtreat ng Vr bilang variable parameter sa pag-analyze ng sistema. Sa scenario na ito, ang resulting equation ay

Ang reactive power expression sa receiving-end bus maaaring isulat bilang

Ang itaas na equation ay nag-represent ng steady-state voltage stability limit. Ito ay nagpapahiwatig na, sa steady-state stability limit, ang reactive power ay lumapit sa infinity. Ito ay nangangahulugan na ang derivative dQ/dVr ay naging zero. Kaya, ang rotor angle stability limit sa ilalim ng steady-state conditions ay naka-coincide sa steady-state voltage stability limit. Bukod dito, ang steady-state voltage stability ay din nadadama ng load.