Novi indeks predviđanja kolapsa za analizu stabilnosti napona i rangiranje kontingencija u elektroenergetskim sustavima

   Nestabilnost napona je ozbiljno pojava koja se može dogoditi u elektroenergetskom sustavu zbog kritičnih ili opterećenih stanja. Za sprečavanje kolapsa napona uzrokovanog takvom nestabilnošću, potrebna je točna predviđanja kolapsa napona za planiranje i operacije elektroenergetskog sustava. Ovaj rad predlaže novi indeks predviđanja kolapsa (NCPI) za procjenu uvjeta stabilnosti napona elektroenergetskog sustava i kritičnih uvjeta linija. Učinkovitost i primjenjivost predloženog indeksa ispitana su na IEE-Business 30-bus i IEE-Business 118-bus sustavima te uspoređene s dobro poznatim postojećim indeksima (L mn, FVSI, LQP, NLSI i VSLI) pod raznim operativnim uvjetima elektroenergetskog sustava kako bi se potvrdila njegova praktičnost i univerzalnost. Studija također prikazuje pretpostavke o osjetljivosti postojećih indeksa i analizira njihov utjecaj na predviđanje kolapsa napona. Rezultati pokazuju nadmoć predloženog indeksa u točnoj procjeni maksimalne nosivosti i predviđanju kritičnih linija, slabih čvorova i slaboća u srednjim i velikim mrežama tijekom različitih operacija snaga i nesreća.

1.Uvod

     Nestabilnost napona je jedan od značajnih problema u elektroenergetskom sustavu koji mora biti uzet u obzir kako bi se osiguralo prenosenje struje potrošačima. Zbog stalnog porasta električne opterećenosti, savremenom elektroenergetskom sustavu očito je potrebno sigurne instalacije za prenos električne energije. S ekološkog i ekonomskog stajališta, postavljanje novih linija za prenos je izazov. Također, situacija postaje složenija s povećanjem penetracije obnovljivih izvora energije. Najveći izazov s kojim se suočava mreža jest prekomjerna opterećenost linija za prenos, što rezultira velikim padom napona, što može uzrokovati kolaps napona zbog preopterećenja linija. U tom slučaju, linija dolazi u kritično stanje, a sustav može doživjeti kolaps čak i pod malim perturbacijama. Kolaps napona dovodi do izlaska linije iz sustava kada opterećenje premaši dopušteni limit. Nakon toga, izlazak linije iz sustava povećava protok struje u drugim linijama, što može uzrokovati uzastopne izlasci linija i dovesti do crne rupe cijele mreže.

2.Indeksi stabilnosti napona (VSIs).

     VSIs koriste se kao mjerni alati za utvrđivanje je li sustav stabilan ili ne. Postoji mnogo metoda za procjenu stabilnosti napona koje su predložene u literaturi. VSIs su klasificirani u tri kategorije: VSIs linija, VSIs čvorova i opći VSIs. Klasifikacija VSIs može se grupirati u četiri vrste: (1) indeksi temeljeni na varijablama linija; (2) indeksi temeljeni na varijablama čvorova; (3) indeksi temeljeni na Jacobian matrici; i (4) indeksi temeljeni na Phasor Measurement Units (PMU). Indeksi temeljeni na Jacobian matrici mogu identificirati točke kolapsa napona i odrediti maržu stabilnosti.

3.Predloženi novi indeks predviđanja kolapsa (NCPI).

     Formulacija indeksa LQP temelji se na potpuno ignoriranju otpora linije. To vodi do pogrešnih predviđanja kolapsa. Taj indeks također ignoriše relativni smjer toka aktivne snage u odnosu na reaktivnu snagu. Da bi se izbjegle ove nedostatke, formuliran je poboljšani novi indeks predviđanja kolapsa (NCPI) temeljen na djelomičnom ignoriranju otpora prenosne linije, uzimajući u obzir utjecaj toka aktivne i reaktivne snage na stabilnost napona sustava.

4.Analiza stabilnosti napona temeljena na NCPI.

    Glavni cilj analize stabilnosti napona je odrediti točke kolapsa napona, maksimalnu nosivost, slabe čvorove i kritične linije koristeći predloženi indeks NCPI. Stabilnost napona obično ima visoku osjetljivost na reaktivnu snagu. Stoga, težaka reaktivna snaga na svakom pojedinačnom čvoru određuje se kako bi se identificirali slabi čvorovi i kritične linije. 

5.Rangiranje i analiza nesreća temeljena na NCPI.

      Rezultati pokazuju najosjetljiviju ili kritičnu liniju zbog prekida linije ili generacijske jedinice, koja ima najveću vrijednost NCPI među linijama. Najkritičnija linija je upućena da bude prekinuta iz usluge zbog prekida linije. U tom slučaju, ako operateri ne unaprijede pravovremeno, dobit će se niz prekida linija.

Izvor: IEE-Business Xplore

Izjava: Pozdravite original, dobre članke vrijede podijeliti, ako postoji kršenje autorskih prava molimo kontaktirajte za brisanje.