Nový index pro predikci kolapsu pro analýzu stability napětí a hodnocení nouzových stavů v elektrických systémech

   Nestabilita napětí je vážný jev, který může v elektrickém systému nastat kvůli kritickým nebo zatíženým podmínkám. Pro prevenci kolapsu napětí způsobeného touto nestabilitou je nutné přesné predikce kolapsu napětí pro plánování a provoz elektrického systému. Tento článek navrhuje nový index predikce kolapsu (NCPI) pro hodnocení podmínek stability napětí v elektrickém systému a kritických podmínek linek. Efektivita a použitelnost návrhovaného indexu byla zkoumána na systémech IEEE 30-bus a IEEE 118-bus a porovnána s dobře známými existujícími indexy (L mn, FVSI, LQP, NLSI a VSLI) za různých provozních podmínek elektrického systému, aby byla ověřena jeho praktická použitelnost a univerzálnost. Studie také prezentuje citlivostní předpoklady stávajících indexů a analyzuje jejich dopad na predikci kolapsu napětí. Výsledky ukazují převahu návrhovaného indexu při přesné odhadování maximálního zatížení a predikci kritických linek, slabých uzlů a slabých oblastí ve středně velkých a velkých sítích během různých provozních podmínek a kontingenčních situací.

1.Úvod

     Nestabilita napětí je jedním z významných problémů v elektřinovém systému, který je třeba brát v úvahu pro zajištění bezpečného přenosu energie spotřebitelům. Díky neustálému nárůstu elektrického zatížení vyžaduje současný elektrický systém naléhavě bezpečné zařízení pro přenos elektřiny. Z hlediska životního prostředí a ekonomiky je obtížné instalovat nové přenosové linky. Situace se dále komplikuje s rostoucím průnikem obnovitelných zdrojů energie. Nejdůležitější výzva, které čelí síť, je nadměrné zatížení přenosových linek, což vedou k masivnímu poklesu napětí, což může způsobit kolaps napětí kvůli přetížení linek. V tomto případě se linka ocitne v kritickém stavu a systém může dojít k kolapsu i při malých poruchách. Kolaps napětí vede k odpojení linky ze systému, když zatížení překročí povolenou hranici. Následně odpojení linky ze systému zvyšuje tok energie v ostatních lincích, což může způsobit následné odpojení dalších linek a v důsledku toho celkové vypnutí sítě.

2.Indexy stability napětí (VSIs).

     VSIs se používají jako nástroje pro měření, zda je systém stabilní nebo ne. Existuje mnoho metod pro hodnocení stability napětí, které byly navrženy v literatuře. VSIs lze rozdělit do tří kategorií: indexy linek, indexy uzlů a celkové indexy. Klasifikace VSIs lze seskupit do čtyř typů: (1) indexy založené na proměnných linek; (2) indexy založené na proměnných uzlů; (3) indexy založené na Jacobiho matici; a (4) indexy založené na fázorových měřicích jednotkách (PMU). Indexy založené na Jacobiho matici mohou identifikovat body kolapsu napětí a určit okrajovou stabilitu.

3.Navrhovaný nový index predikce kolapsu NCPI.

     Formulace indexu LQP je založena na úplném ignorování odporu linky. To vede k chybným predikcím kolapsu. Tento index také ignoruje relativní směr toku aktivní síly v lince vzhledem k toku reaktivní síly. Aby bylo možné tyto nedostatky vyhnout, byl formulován zlepšený Nový Index Predikce Kolapsu (NCPI) založený na částečném ignorování odporu přenosové linky, zohledňující dopady toku aktivní a reaktivní síly na stabilitu napětí systému.

4.Analýza stability napětí založená na NCPI.

    Hlavním cílem analýzy stability napětí je určit body kolapsu napětí, maximální zatížení, slabé uzly a kritické linky pomocí navrženého indexu NCPI. Stabilita napětí obvykle má vysokou citlivost na zatížení reaktivní síly. Proto se určuje vysoké zatížení reaktivní síly u každého specifického uzlu, aby byly identifikovány slabé uzly a kritické linky.

5.Hodnocení a analýza kontingenčních situací založená na NCPI.

      Výsledky ukazují nejsenzitivnější nebo nejkritičtější linku v důsledku výpadku linky nebo výkonové jednotky, která má nejvyšší hodnotu NCPI mezi linkami. Nejkritičtější linka je způsobilá k odpojení ze služby v důsledku výpadku linky. V tomto případě dojde k řadě výpadků linek, pokud operátoři neprovedou opravy včas.

Zdroj: IEE-Business Xplore

Poznámka: Respektujte originál, dobré články stojí za sdílení, pokud dochází k porušení autorských práv, obraťte se prosím na nás pro odstranění.