Ένας Νέος Δείκτης Πρόβλεψης Κατάρρευσης για την Ανάλυση της Σταθερότητας της Τάσης και την Κατάταξη Επιχειρηματικών Υποθέσεων στα Συστήματα Ρεύματος
Η αστάθεια της τάσης είναι ένα σοβαρό φαινόμενο που μπορεί να παρουσιαστεί σε ένα σύστημα ηλεκτροδότησης λόγω κρίσιμων ή υπερφορτωμένων συνθηκών. Για την πρόληψη της κατάρρευσης της τάσης που προκαλείται από τέτοια αστάθεια, είναι απαραίτητη η ακριβής πρόβλεψη της κατάρρευσης της τάσης για τον σχεδιασμό και τη λειτουργία του συστήματος ηλεκτροδότησης. Αυτή η εργασία προτείνει ένα νέο δείκτη πρόβλεψης κατάρρευσης (NCPI) για την αξιολόγηση των συνθηκών σταθερότητας της τάσης του συστήματος ηλεκτροδότησης και των κρίσιμων συνθηκών των γραμμών. Η αποτελεσματικότητα και η εφαρμοστικότητα του προτεινόμενου δείκτη εξετάζονται στα συστήματα IEEE 30-bus και IEEE 118-bus και συγκρίνονται με γνωστούς υφιστάμενους δείκτες (L mn, FVSI, LQP, NLSI, VSLI) κατά τη διάρκεια διαφόρων λειτουργιών του συστήματος ηλεκτροδότησης, για την επαλήθευση της εφαρμοστικότητάς του και της πολυεπιλογής. Η μελέτη παρουσιάζει επίσης τις υποθέσεις ευαισθησίας των υφιστάμενων δεικτών και αναλύει την επίδρασή τους στην πρόβλεψη της κατάρρευσης της τάσης. Τα αποτελέσματα δείχνουν την υπεροχή του προτεινόμενου δείκτη στην ακριβή εκτίμηση της μέγιστης φορτοδόσης και την πρόβλεψη των κρίσιμων γραμμών, των αδύναμων σημείων και των αδύναμων περιοχών σε μεσαία και μεγάλα δίκτυα κατά τη διάρκεια διάφορων λειτουργιών φορτίου και επικίνδυνων καταστάσεων.
1.Εισαγωγή.
Η αστάθεια της τάσης είναι ένα από τα σημαντικά προβλήματα στο σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας που πρέπει να λαμβάνεται υπόψη για την εξασφάλιση της μεταφοράς ενέργειας στους καταναλωτές. Λόγω της συνεχούς αύξησης της ηλεκτρικής φορτίας, το σύγχρονο σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας απαιτεί επείγουσα ασφαλή μεταφορικές εγκαταστάσεις. Από περιβαλλοντική και οικονομική άποψη, είναι προκλητικό να εγκατασταθούν νέες μεταφορικές γραμμές. Επιπλέον, η κατάσταση γίνεται πιο περίπλοκη με την αυξανόμενη ενσωμάτωση ανανεώσιμων ενεργειών. Το πιο κρίσιμο πρόβλημα που αντιμετωπίζει το δίκτυο είναι η υπερφόρτωση των μεταφορικών γραμμών, η οποία οδηγεί σε μεγάλη μείωση της τάσης, η οποία μπορεί να προκαλέσει κατάρρευση της τάσης λόγω υπερφόρτωσης των γραμμών. Σε αυτή την περίπτωση, η γραμμή βρίσκεται σε κρίσιμη κατάσταση και το σύστημα μπορεί να αντιμετωπίσει κατάρρευση ακόμη και με μικρές διαταραχές. Η κατάρρευση της τάσης οδηγεί στην αποχώρηση μιας γραμμής από το σύστημα όταν η φορτία υπερβαίνει το επιτρεπτό όριο. Στη συνέχεια, η αποχώρηση της γραμμής από το σύστημα αυξάνει την ροή ενέργειας σε άλλες γραμμές, πιθανότατα προκαλώντας συνεχείς αποχωρήσεις γραμμών και οδηγώντας στην απορρυθμισμένη λειτουργία του ολόκληρου του δικτύου.
2.Δείκτες Σταθερότητας Τάσης (VSIs).
Οι VSIs χρησιμοποιούνται ως εργαλεία μέτρησης για την απόφαση αν ένα σύστημα είναι σταθερό ή όχι. Υπάρχουν πολλές μεθόδους για την αξιολόγηση της σταθερότητας της τάσης που έχουν προταθεί στη βιβλιογραφία. Τα VSIs κατατάσσονται σε τρεις κατηγορίες: VSIs γραμμών, VSIs σημείων και συνολικά VSIs. Η ταξινόμηση των VSIs μπορεί να ομαδοποιηθεί σε τέσσερις τύπους: (1) δείκτες με βάση μεταβλητές γραμμών; (2) δείκτες με βάση μεταβλητές σημείων;(3) δείκτες με βάση τον πίνακα Jacobian; και (4) δείκτες με βάση Μονάδες Μέτρησης Φάσεων (PMU). Οι δείκτες με βάση τον πίνακα Jacobian μπορούν να αναγνωρίσουν τα σημεία κατάρρευσης της τάσης και να καθορίσουν το περιθώριο σταθερότητας.
3.Προτεινόμενος Νέος Δείκτης Πρόβλεψης Κατάρρευσης NCPI.
Η σύνθεση του δείκτη LQP βασίζεται στην πλήρη αγνόηση της αντίστασης της γραμμής. Αυτό οδηγεί σε λανθασμένες προβλέψεις κατάρρευσης. Αυτός ο δείκτης αγνοεί επίσης τη σχετική κατεύθυνση της ροής ενεργού ρεύματος σε μια γραμμή σε σχέση με τη ροή ανενεργού ρεύματος. Για να αποφευχθούν αυτά τα προβλήματα, ένα βελτιωμένο Νέος Δείκτης Πρόβλεψης Κατάρρευσης (NCPI) διατυπώνεται με βάση την επιλεκτική αγνόηση της αντίστασης της μεταφορικής γραμμής, λαμβάνοντας υπόψη τις επιπτώσεις της ροής ενεργού και ανενεργού ρεύματος στη σταθερότητα της τάσης του συστήματος.
4.Ανάλυση Σταθερότητας Τάσης Με Βάση το NCPI.
Το κύριο στόχος της ανάλυσης σταθερότητας της τάσης είναι η αποδοχή των σημείων κατάρρευσης της τάσης, της μέγιστης φορτοδόσης, των αδύναμων σημείων και των κρίσιμων γραμμών με τη χρήση του προτεινόμενου δείκτη NCPI. Η σταθερότητα της τάσης έχει συνήθως υψηλή ευαισθησία στη φορτία ανενεργού ρεύματος. Συνεπώς, ορίζεται η βαριά φορτία ανενεργού ρεύματος σε κάθε σημείο για την αναγνώριση των αδύναμων σημείων και των κρίσιμων γραμμών.
5.Ταξινόμηση και Ανάλυση Επικίνδυνων Καταστάσεων Με Βάση το NCPI.
Τα αποτελέσματα δείχνουν την πιο ευαίσθητη ή κρίσιμη γραμμή λόγω αποχώρησης γραμμής ή μονάδας παραγωγής, η οποία έχει την υψηλότερη τιμή NCPI μεταξύ των γραμμών. Η πιο κρίσιμη γραμμή είναι επιλέξιμη για αποχώρηση από την υπηρεσία λόγω αποχώρησης γραμμής. Σε αυτή την περίπτωση, θα προκύψει μια σειρά αποχωρήσεων γραμμών αν οι τεχνικοί δεν κάνουν διορθώσεις εγκαίρως.
Πηγή: IEEE Xplore
Δήλωση: Σεβαστά τα αρχικά, καλά άρθρα αξίζουν κοινή χρήση, αν υπάρχει παραβίαση δικαιωμάτων παρακαλείται να επικοινωνήσετε για διαγραφή.
