वोल्टेज स्थायित्व की शक्ति प्रणालियों में समझ: बड़े विकार और छोटे विकार और स्थायित्व सीमाओं की तुलना

वोल्टेज स्थिरता की परिभाषा

पावर सिस्टम में वोल्टेज स्थिरता को नॉर्मल संचालन परिस्थितियों में और विक्षोभ के बाद सभी बसों पर स्वीकार्य वोल्टेज को बनाए रखने की क्षमता के रूप में परिभाषित किया जाता है। नॉर्मल संचालन में, सिस्टम की वोल्टेज स्थिर रहती है; हालांकि, जब एक दोष या विक्षोभ होता है, तो वोल्टेज अस्थिरता उत्पन्न हो सकती है, जिससे धीरे-धीरे और नियंत्रण के बाहर वोल्टेज की गिरावट हो सकती है। वोल्टेज स्थिरता को कभी-कभी "लोड स्थिरता" के रूप में भी जाना जाता है।

वोल्टेज अस्थिरता यदि विक्षोभ के बाद लोडों के पास इक्विलिब्रियम वोल्टेज स्वीकार्य सीमाओं से नीचे आ जाता है, तो वोल्टेज कोलेप्स को ट्रिगर कर सकती है। वोल्टेज कोलेप्स एक प्रक्रिया है जिसमें वोल्टेज अस्थिरता के परिणामस्वरूप सिस्टम के महत्वपूर्ण भागों पर बहुत कम वोल्टेज प्रोफाइल बनता है, जिससे टोटल या आंशिक ब्लैकआउट हो सकता है। ध्यान दें, "वोल्टेज अस्थिरता" और "वोल्टेज कोलेप्स" शब्दों का अक्सर बदलाबदल का उपयोग किया जाता है।

वोल्टेज स्थिरता का वर्गीकरण

वोल्टेज स्थिरता को दो मुख्य प्रकारों में वर्गीकृत किया जाता है:

• बड़े विक्षोभ वाली वोल्टेज स्थिरता：यह सिस्टम की क्षमता को संदर्भित करता है जो महत्वपूर्ण विक्षोभ, जैसे सिस्टम दोष, अचानक लोड लॉस, या जनरेशन लॉस के बाद वोल्टेज नियंत्रण बनाए रखने में सक्षम होता है। इस प्रकार की स्थिरता का मूल्यांकन करने के लिए, ऑन-लोड टैप-चेंजिंग ट्रांसफॉर्मर, जनरेटर फील्ड नियंत्रण, और करंट लिमिटर जैसे उपकरणों के व्यवहार को ध्यान में रखते हुए, एक लंबे समय के लिए सिस्टम की गतिक प्रदर्शन का विश्लेषण करना आवश्यक होता है। बड़े विक्षोभ वाली वोल्टेज स्थिरता का अध्ययन आमतौर पर शुद्ध सिस्टम मॉडलिंग के साथ गैर-रैखिक समय-डोमेन सिमुलेशन का उपयोग करके किया जाता है।

• छोटे विक्षोभ वाली वोल्टेज स्थिरता：यदि छोटे विक्षोभ के बाद लोडों के पास वोल्टेज या तो अपरिवर्तित रहते हैं या अपने पूर्व विक्षोभ मूल्यों के निकट रहते हैं, तो पावर सिस्टम की संचालन स्थिति छोटे विक्षोभ वाली वोल्टेज स्थिरता प्रदर्शित करती है। यह अवधारणा निरंतर स्थितियों से घनिष्ठ रूप से जुड़ी हुई है और छोटे सिग्नल सिस्टम मॉडल का उपयोग करके विश्लेषित की जा सकती है।

वोल्टेज स्थिरता सीमा

वोल्टेज स्थिरता सीमा एक आलोचनात्मक थ्रेशहोल्ड है जिसके बाद कोई भी रिएक्टिव पावर इंजेक्शन वोल्टेज को उनके नोमिनल स्तरों पर वापस नहीं ला सकता। इस सीमा तक, सिस्टम वोल्टेज को रिएक्टिव पावर इंजेक्शन के माध्यम से समायोजित किया जा सकता है जबकि स्थिरता बनाए रखी जा सकती है।निर्लोष लाइन पर पावर ट्रांसफर निम्नलिखित द्वारा दिया जाता है:

• जहाँ P = प्रति फेज पावर ट्रांसफर

• Vs = भेजने वाले फेज वोल्टेज

• Vr = प्राप्त करने वाले फेज वोल्टेज

• X = प्रति फेज ट्रांसफर रिएक्टेंस

• δ = Vs और Vr के बीच फेज कोण।

चूंकि लाइन निर्लोष है

पावर उत्पादन को स्थिर मानते हुए,

अधिकतम पावर ट्रांसफर के लिए: δ = 90º, ताकि δ→∞

उपरोक्त समीकरण द्वारा δ और Vs के वक्र पर क्रिटिकल बिंदु की स्थिति निर्धारित की जाती है, यह मानते हुए कि प्राप्त करने वाला वोल्टेज स्थिर रहता है।इसी तरह का परिणाम भेजने वाले वोल्टेज को स्थिर मानकर और Vr को चर पैरामीटर के रूप में मानते हुए सिस्टम के विश्लेषण करने पर प्राप्त किया जा सकता है। इस परिदृश्य में, परिणामी समीकरण है

प्राप्त करने वाले एंड बस पर रिएक्टिव पावर अभिव्यक्ति निम्न प्रकार लिखी जा सकती है

उपरोक्त समीकरण स्थिर-स्थिति वोल्टेज स्थिरता सीमा का प्रतिनिधित्व करता है। यह दर्शाता है कि, स्थिर-स्थिति स्थिरता सीमा पर, रिएक्टिव पावर अनंत की ओर अग्रसर होता है। यह इंगित करता है कि डेरिवेटिव dQ/dVr शून्य हो जाता है। इस प्रकार, रोटर एंगल स्थिरता सीमा स्थिर-स्थिति पर स्थिर-स्थिति वोल्टेज स्थिरता सीमा के साथ संपाती होती है। इसके अलावा, स्थिर-स्थिति वोल्टेज स्थिरता लोड द्वारा भी प्रभावित होती है।