Pag-unawa sa Estabilidad ng Voltaje sa mga Sistemang Pwersa: Malaking Labis Kumpara sa Maliit na Pagkakahaba at mga Limitasyon sa Estabilidad

Paglalarawan ng Voltage Stability

Ang voltage stability sa isang power system ay inilalarawan bilang kakayahan na panatilihin ang tanggap na mga tensyon sa lahat ng bus sa ilalim ng normal na kondisyon ng operasyon at pagkatapos mabigyan ng disturbance. Sa normal na operasyon, ang tensyon ng sistema ay nananatiling matatag; ngunit, kapag mayroong fault o disturbance, maaaring magkaroon ng voltage instability, na nagdudulot ng patuloy at hindi ma kontrol na pagbaba ng tensyon. Ang voltage stability ay kung minsan tinatawag na "load stability."

Maaaring magsimula ang voltage collapse dahil sa voltage instability 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 ay nagresulta sa napakababang profile ng tensyon sa mahahalagang bahagi ng sistema, na maaaring maging sanhi ng total o partial blackout. Mahalagang tandaan na ang mga termino na "voltage instability" at "voltage collapse" ay kadalasang ginagamit nang magkakapareho.

Klasipikasyon ng Voltage Stability

Ang voltage stability ay nakakategorya sa dalawang pangunahing uri:

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

• Small-Disturbance Voltage Stability：Ang isang estado ng operasyon ng power system ay nagpapakita ng small-disturbance voltage stability kung, pagkatapos ng maliit na disturbance, ang mga tensyon malapit sa mga load ay mananatili walang pagbabago o naiiwan malapit sa kanilang pre-disturbance values. Ang konsepto na ito ay malapit na nauugnay sa steady-state conditions at maaaring ma-analisa gamit ang small-signal system models.

Voltage Stability Limit

Ang voltage stability limit ay ang critical threshold sa isang power system na lumampas dito, wala nang anumang halaga ng reactive power injection ang makakabalik ng tensyon sa kanilang nominal levels. Hanggang sa limit na ito, maaaring i-adjust ang mga tensyon ng sistema sa pamamagitan ng reactive power injections habang pananatili 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 ang Vr ay isang variable parameter sa pag-analyze ng sistema. Sa scenario na ito, ang resulting equation ay

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

Ang itaas na equation ay kumakatawan sa steady - state voltage stability limit. Ito ay nagpapahiwatig na, sa steady - state stability limit, ang reactive power ay lumalapit 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 kasabay ng steady - state voltage stability limit. Bukod dito, ang steady - state voltage stability ay din nadadama ng load.