מדד צפיה קollapse חדש לנתח יציבות מתח ודירוג תקריות במערכות חשמל

   אי-יציבות במתח היא תופעה חמורה שיכולה להתרחש במערכת חשמל בשל מצבים קריטיים או מאמץ. כדי למנוע את קריסת המתח שנגרמת מהאי-יציבות הזו, יש צורך בהערכה מדוייקת של קריסת המתח לתכנון ופעולה של מערכת החשמל. מאמר זה מציג אינדקס tiênז' פיתוח חדש (NCPI) להערכת מצב היציבות של המתח במערכת החשמל והמצבים הקריטיים של הקווים. יעילות והישימות של האינדקס המוצע נבדקו על מערכות IEEE 30-נוזלים ו-IEEE 118-נוזלים ושוונו עם האינדקסים הידועים (L mn, FVSI, LQP, NLSI, ו-VSLI) תחת מספר פעולות של מערכת החשמל כדי לאשר את התועלת והגמישות שלו. המחקר גם מציג הנחות רגישות של האינדקסים הקיימים ומנתח את השפעתם על הערכה של קריסת המתח. התוצאות מראות על עדיפות האינדקס המוצע בהערכת המטען מקסימלי והצפתה של קווים קריטיים, תחנות חלשות ושטחים חלשים ברשתות בינוניות וגבוהות במהלך פעולות מטען שונות ומקרי חירום.

1. מבוא

     אי-יציבות במתח היא אחת מהבעיות המשמעותיות במערכת החשמל שצריך לקחת בחשבון כדי להבטיח העברת חשמל ללקוחות. בשל עלייה מתמדת בעומס חשמלי, מערכת החשמל המודרנית דורשת באופן דחוף תתקנים בטיחותיים להעברת חשמל. מהיבט סביבתי וכלכלי, קשה להתקין קווים חדשים להעברת חשמל. בנוסף, המצב נעש יותר מורכב עם חדירת אנרגיות מתחדשות. האתגר החשוב ביותר בפני הרשת הוא עומס יתר בקווים להעברת חשמל הגורם לעירוב מתח עצום שיכול לגרום לקריסת מתח עקב עומס יתר על הקווים. במקרה כזה הקו נמצא במצב קריטי והמערכת יכולה להתמוטט אפילו בשל הפרעות קטנות. קריסת מתח גורמת ליציאת קו מהמערכת כאשר העומס עולה על הגבול המותר. בעקבות יציאת הקו מהמערכת, גדל זרם החשמל בקווים אחרים, אולי גורם ליציאות נוספות של קווים וכתוצאה מכך לשכחה של כל הרשת.

2. אינדקסים של יציבות מתח (VSIs)

     VSIs משמשים ככלי מדידה לקביעת יציבות המערכת. בספרות הוצעו שיטות רבות להערכת יציבות המתח. אינדקסים אלה מסווגים לשלוש קטגוריות: אינדקסים של קו, אינדקסים של תחנה ואינדקסים כלליים. הסיווג של VSIs ניתן לחלק לארבעה סוגים: (1) אינדקסים מבוססי משתני קו; (2) אינדקסים מבוססי משתני תחנה; (3) אינדקסים מבוססי מטריצת יאקוביאן; (4) אינדקסים מבוססי יחידות מדידת פאזור (PMU). אינדקסים מבוססי מטריצת יאקוביאן יכולים לזהות נקודות קריסה במתח לקבוע את שולי היציבות.

3. אינדקס tiênז' פיתוח חדש NCPI שהוצע

     הנוסחה של האינדקס LQP מבוססת על התעלמות מלאה מהתנגדות הקו. זה מוביל לחיזויים שגויים של קריסה. האינדקס הזה גם מתעלם מהכיוון היחסי של זרימת ההספק הפעיל בקו ביחס לזרימת ההספק реакטיבי. כדי להימנע מהחסרונות הללו, נוצר אינדקס novelty Collapse Prediction Index (NCPI) משופר שמבוסס על התעלמות חלקית מהתנגדות הקו תוך الأخذ בחשבון את השפעות זרימת ההספק הפעיל והריאקטיבי על יציבות המתח של המערכת.

4. ניתוח יציבות מתח מבוסס על NCPI

    המטרה העיקרית של ניתוח יציבות מתח היא לקבוע את נקודות קריסת המתח, המטען המקסימלי, תחנות חלשות וקווים קריטיים באמצעות האינדקס NCPI שהוצע. יציבות מתח בדרך כלל רגישה מאוד להספק ריאקטיבי. לכן, נקבע ההספק הריאקטיבי הכבד בכל תחנה מסוימת כדי לזהות תחנות חלשות וקווים קריטיים. 

5. דירוג ושילוב מקרי חירום מבוססים על NCPI

     התוצאות מראות את הקו המרגיש או הקריטי ביותר עקב תקלה בקו או התקלה ביחידה לייצור, שיש לו את הערך הגבוה ביותר של NCPI בין הקווים. הקו הקריטי ביותר יכול להיות מופסק מהשירות עקב תקלה בקו. במקרה כזה, תתרחש סדרה של תקלות בקו אם המפעילים לא יבצעו תיקונים בזמן.

מקור: IEE-Business Xplore

הצהרה: כבוד למקור, מאמרים טובים ראויים לשיתוף, אם יש פרת זכויות אנא צרו קשר למחיקה.