یک شاخص پیش‌بینی انهدام جدید برای تحلیل پایداری ولتاژ و رتبه‌بندی وضعیت‌های اضطراری در سیستم‌های برق

   ولایت ولتاژ یک پدیده جدی است که ممکن است به دلیل شرایط بحرانی یا تحت فشار در سیستم توان برق رخ دهد. برای جلوگیری از انهدام ولتاژ ناشی از چنین ناپایداری، پیش‌بینی دقیق انهدام ولتاژ برای برنامه‌ریزی و عملیات سیستم توان لازم است. این مقاله یک شاخص پیش‌بینی انهدام جدید (NCPI) برای ارزیابی شرایط پایداری ولتاژ سیستم توان و شرایط بحرانی خطوط پیشنهاد می‌دهد. اثربخشی و قابلیت کاربرد شاخص پیشنهادی روی سیستم‌های IEEE 30-باص و IEEE 118-باص بررسی شده و با شاخص‌های موجود مشهور (L mn، FVSI، LQP، NLSI و VSLI) تحت چندین عملیات سیستم توان مقایسه شده تا عملکرد و انعطاف‌پذیری آن تأیید شود. این مطالعه همچنین فرضیات حساسیت شاخص‌های موجود را ارائه می‌دهد و تأثیر آنها بر پیش‌بینی انهدام ولتاژ را تحلیل می‌کند. نتایج نشان‌دهنده برتری شاخص پیشنهادی در تخمین دقیق باردهی ماکسیمم و پیش‌بینی خطوط بحرانی، باس‌های ضعیف و مناطق ضعیف در شبکه‌های متوسط و بزرگ در طی عملیات بار مختلف و حوادث است.

1. مقدمه.

     ولایت ولتاژ یکی از مسائل مهم در سیستم برق است که باید در نظر گرفته شود تا انتقال توان به مصرف‌کنندگان امن باشد. به دلیل افزایش مداوم بار الکتریکی، سیستم توان الکتریکی امروزی به تأسیسات انتقال توان الکتریکی امن نیاز دارد. از دیدگاه محیط زیستی و اقتصادی، نصب خطوط انتقال جدید چالش‌برانگیز است. علاوه بر این، وضعیت با افزایش نفوذ انرژی‌های تجدیدپذیر پیچیده‌تر می‌شود. چالش مهم‌ترین مواجهه شبکه، باردهی بیش از حد در خطوط انتقال است که می‌تواند منجر به سقوط شدید ولتاژ شود که می‌تواند باعث انهدام ولتاژ به دلیل باردهی بیش از حد در خطوط شود. در این صورت، خط در وضعیت بحرانی قرار می‌گیرد و سیستم حتی با اختلالات کوچک ممکن است با انهدام مواجه شود. انهدام ولتاژ منجر به خروج یک خط از سیستم زمانی که باردهی از حد مجاز فراتر رود. سپس خروج خط از سیستم باعث افزایش جریان توان در خطوط دیگر می‌شود که ممکن است منجر به خروج متوالی خطوط و تاریکی کل شبکه شود.

2. شاخص‌های پایداری ولتاژ (VSIs).

     شاخص‌های VSIs به عنوان ابزارهای اندازه‌گیری برای تعیین اینکه آیا یک سیستم پایدار است یا خیر استفاده می‌شوند. روش‌های متعددی برای ارزیابی پایداری ولتاژ در ادبیات پیشنهاد شده است. شاخص‌های VSIs به سه دسته تقسیم می‌شوند: شاخص‌های خط، شاخص‌های باس و شاخص‌های کل. شاخص‌های VSIs می‌توانند به چهار نوع گروه‌بندی شوند: (1) شاخص‌های مبتنی بر متغیرهای خط؛ (2) شاخص‌های مبتنی بر متغیرهای باس؛ (3) شاخص‌های مبتنی بر ماتریس ژاکوبی؛ و (4) شاخص‌های مبتنی بر واحد‌های اندازه‌گیری فازور (PMU). شاخص‌های مبتنی بر ماتریس ژاکوبی می‌توانند نقاط انهدام ولتاژ را شناسایی کرده و حاشیه پایداری را تعیین کنند.

3. شاخص پیش‌بینی انهدام جدید NCPI پیشنهادی.

    فرمول شاخص LQP بر اساس نادیده گرفتن کامل مقاومت خط استوار است. این منجر به پیش‌بینی‌های نادرست انهدام می‌شود. این شاخص همچنین جهت نسبی جریان توان فعال در یک خط نسبت به جریان توان واکنشی را نادیده می‌گیرد. برای جلوگیری از این معایب، یک شاخص پیش‌بینی انهدام جدید بهبود یافته (NCPI) بر اساس نادیده گرفتن جزئی مقاومت خط انتقال، در حالی که تأثیرات جریان توان فعال و واکنشی بر پایداری ولتاژ سیستم را در نظر می‌گیرد، فرموله شده است.

4. تحلیل پایداری ولتاژ بر اساس NCPI.

    هدف اصلی تحلیل پایداری ولتاژ تعیین نقاط انهدام ولتاژ، باردهی ماکسیمم، باس‌های ضعیف و خطوط بحرانی با استفاده از شاخص پیشنهادی NCPI است. معمولاً پایداری ولتاژ حساسیت بالایی به بار واکنشی دارد. بنابراین، بار واکنشی سنگین در هر باس خاص تعیین می‌شود تا باس‌های ضعیف و خطوط بحرانی شناسایی شوند.

5. رتبه‌بندی و تحلیل حوادث بر اساس NCPI.

      نتایج خط بحرانی‌ترین یا حساس‌ترین را به دلیل خروج خط یا واحد تولید نشان می‌دهد که دارای بیشترین مقدار NCPI در میان خطوط است. خط بحرانی‌ترین می‌تواند به دلیل خروج خط از خدمت خارج شود. در این صورت، اگر اپراتورها به موقع اصلاحات انجام ندهند، مجموعه‌ای از خروج خطوط رخ خواهد داد.

منبع: IEE-Business Xplore

بیانیه: احترام به اصل، مقالات خوب ارزش به اشتراک گذاشتن دارند، اگر نقض حق تکثیر وجود دارد لطفاً تماس بگیرید و حذف کنید.