Un Novo Índice de Predición de Colapso para a Análise de Estabilidade de Tensión e a Clasificación de Contingencias nos Sistemas Eléctricos

   A instabilidade de tensión é un fenómeno serio que pode ocorrer nun sistema eléctrico debido a condicións críticas ou estresadas. Para prever o colapso de tensión causado por tal inestabilidade, é necesaria unha predición precisa do colapso de tensión para a planificación e operación do sistema eléctrico. Este artigo propón un novo índice de predición de colapso (NCPI) para avaliar as condicións de estabilidade de tensión do sistema eléctrico e as condicións críticas das liñas. A efectividade e aplicabilidade do índice proposto son investigadas nos sistemas IEEE 30-bus e IEEE 118-bus e comparadas con os índices existentes e coñecidos (L mn, FVSI, LQP, NLSI e VSLI) baixo varias operacións do sistema eléctrico para validar a súa practicabilidade e versatilidade. O estudo tamén presenta as suposicións de sensibilidade dos índices existentes e analiza o seu impacto na predición do colapso de tensión. Os resultados mostran a superioridade do índice proposto na estimación precisa da máxima capacidade de carga e na predición das liñas críticas, barras débiles e áreas débiles en redes medias e grandes durante varias operacións de carga e contingencias.

1.Introdución.

     A inestabilidade de tensión é un dos problemas significativos no sistema eléctrico que debe ser considerado para asegurar a transferencia de potencia aos consumidores. Debido ao continuo aumento da carga eléctrica, o sistema eléctrico actual necesita urgentemente instalacións seguras de transmisión de potencia. Dende un punto de vista ambiental e económico, é desafiante instalar novas liñas de transmisión. Ademais, a situación torna-se máis complexa coa crecente penetración de enerxías renovables. O desafío máis crucial que enfrenta a rede é a sobrecarga nas liñas de transmisión, resultando nunha caída masiva de tensión, que pode causar o colapso de tensión debido á sobrecarga nas liñas. Neste caso, a liña entra nun estado crítico, e o sistema pode colapsar incluso baixos pequenos perturbadores. O colapso de tensión leva á saída dunha liña do sistema cando a carga excede o límite permitido. Subsequentemente, a saída da liña do sistema aumenta o fluxo de potencia noutras liñas, podendo causar salidas consecutivas das liñas e levando ao apagón da rede completa.

2.Índices de Estabilidade de Tensión (VSIs).

     Os VSIs son utilizados como ferramentas de medida para determinar se un sistema é estable ou non. Existen moitos métodos para a avaliación da estabilidade de tensión que foron suxeridos na literatura. Três categorías de VSIs están clasificadas: VSIs de liña, VSIs de barra e VSIs xerais. A clasificación de VSIs pode agruparse en catro tipos: (1) índices baseados en variables de liña; (2) índices baseados en variables de barra; (3) índices baseados na matriz Jacobian; e (4) índices baseados en Unidades de Medida de Fásor (PMU). Os índices baseados na matriz Jacobian poden identificar os puntos de colapso de tensión e determinar a margen de estabilidade.

3.Índice Novel de Predición de Colapso Proposto (NCPI).

     A formulación do índice LQP está baseada en ignorar completamente a resistencia da liña. Isto leva a prediccións erróneas de colapso. Este índice tamén ignora a dirección relativa do fluxo de potencia activa en relación co fluxo de potencia reactiva. Para evitar estas desvantaxes, formúlase un mellorado Índice Novel de Predición de Colapso (NCPI) baseado en ignorar parcialmente a resistencia da liña de transmisión, tendo en conta os efectos do fluxo de potencia activa e reactiva sobre a estabilidade de tensión do sistema.

4.Análise de Estabilidade de Tensión Baseada en NCPI.

    O obxectivo principal da análise de estabilidade de tensión é determinar os puntos de colapso de tensión, a máxima capacidade de carga, as barras débiles e as liñas críticas utilizando o índice proposto NCPI. A estabilidade de tensión xeralmente ten unha alta sensibilidade á carga de potencia reactiva. Polo tanto, determina-se a forte carga reactiva en cada barra específica para identificar as barras débiles e as liñas críticas.

5.Clasecación e Análise de Contingencia Baseada en NCPI.

      Os resultados mostran a liña máis sensible ou crítica debido ao fallo dunha liña ou a unha unidade de xeración, que ten o valor NCPI máis alto entre as liñas. A liña máis crítica está apta para ser interrompida do servizo debido ao fallo dunha liña. Neste caso, ocorrerá unha serie de fallos de liña se os operadores non fai correccións a tempo.

Fonte: IEEE Xplore

Declaración: Respetar o original, artigos bóns merécen ser compartidos, se hai infracción contacte para eliminar.