Een Nieuwe Inzinkingvoorspellingsindex voor Spanningsstabiliteitsanalyse en Contingentieranking in Elektriciteitsnetwerken

   Spanning is een ernstig fenomeen dat kan optreden in een elektriciteitsnetwerk vanwege kritieke of belaste omstandigheden. Om voltage instorting veroorzaakt door dergelijke instabiliteit te voorkomen, is accurate voorspelling van voltage instorting noodzakelijk voor het plannen en bedrijf van het elektriciteitsnetwerk. Dit artikel stelt een nieuwe instortingsvoorspellingsindex (NCPI) voor om de spanningstabiliteit van het elektriciteitsnetwerk en de kritieke toestanden van de lijnen te beoordelen. De effectiviteit en toepasbaarheid van de voorgestelde index worden onderzocht op de IEE-Business 30-bus en IEE-Business 118-bus systemen en vergeleken met bekende bestaande indices (L mn, FVSI, LQP, NLSI en VSLI) onder verschillende elektriciteitsnetwerkoperaties om de praktische toepasbaarheid en veelzijdigheid ervan te valideren. Het onderzoek presenteert ook de gevoeligheidsaannames van bestaande indices en analyseert hun impact op de voorspelling van voltage instorting. De resultaten tonen de superioriteit van de voorgestelde index bij het nauwkeurig schatten van de maximale belastingvermogen en het voorspellen van kritieke lijnen, zwakke busknooppunten en zwakke gebieden in middelgrote en grote netwerken tijdens verschillende elektriciteitsbelastingoperaties en noodgevallen.

1.Inleiding.

     Spanningsinstabiliteit is een van de belangrijkste problemen in het elektriciteitsnetwerk dat in overweging moet worden genomen om de veilige overdracht van elektriciteit naar consumenten te waarborgen. Vanwege de continue toename van de elektrische belasting heeft het huidige elektriciteitsnetwerk dringend behoefte aan veilige elektriciteitsoverdrachtinstallaties. Vanuit milieueconomisch oogpunt is het uitdagend om nieuwe overdrachtlijnen aan te leggen. Bovendien wordt de situatie complexer naarmate de penetratie van hernieuwbare energieën toeneemt. De meest cruciale uitdaging waarmee het netwerk wordt geconfronteerd, is de excessieve belasting van overdrachtlijnen die leidt tot een enorme spanningsdaling, wat kan resulteren in een spanningsinstorting door overbelasting van de lijnen. In dit geval raakt de lijn in een kritieke staat, en het systeem kan instorten bij zelfs kleine verstoringen. Spanningsinstorting leidt tot het uittreden van een lijn uit het systeem wanneer de belasting de toegestane limiet overschrijdt. Hierdoor neemt de stroom in andere lijnen toe, wat potentiële opeenvolgende uittredingen van de lijnen kan veroorzaken en uiteindelijk leiden tot een black-out van het hele netwerk.

2.Spanningsstabiliteitsindices (VSIs).

     VSIs worden gebruikt als meetinstrumenten om te bepalen of een systeem stabiel is of niet. Er zijn vele methoden voor de beoordeling van spanningsstabiliteit voorgesteld in de literatuur. Drie categorieën VSIs worden geclassificeerd: lijn-VSIs, bus-VSIs en algemene VSIs. De classificatie van VSIs kan worden ingedeeld in vier types: (1) indices gebaseerd op lijnvariabelen; (2) indices gebaseerd op busvariabelen; (3) indices gebaseerd op Jacobian-matrix; en (4) indices gebaseerd op Phasor Measurement Units (PMU). Indices gebaseerd op Jacobian-matrix kunnen de punten van spanningsinstorting identificeren en de stabiliteitsmarge bepalen.

3.Voorgestelde Nieuwe Instortingsvoorspellingsindex NCPI.

     De formulering van de index LQP is gebaseerd op het volledig negeren van de lijnweerstand. Dit leidt tot foute instortingsvoorspellingen. Deze index negeert ook de relatieve richting van de actieve vermogensstroom in relatie tot de reactieve vermogensstroom. Om deze nadelen te vermijden, wordt een verbeterde Nieuwe Instortingsvoorspellingsindex (NCPI) geformuleerd op basis van het gedeeltelijk negeren van de weerstand van een overdrachtlijn, terwijl rekening wordt gehouden met de invloed van de actieve en reactieve vermogensstroom op de spanningsstabiliteit van het systeem.

4.Spanningsstabiliteitsanalyse Gebaseerd op NCPI.

    Het hoofddoel van de spanningsstabiliteitsanalyse is om de spanningsinstortingspunten, het maximale belastingsvermogen, zwakke busknooppunten en kritieke lijnen te bepalen met behulp van de voorgestelde index NCPI. Spanningsstabiliteit heeft doorgaans een hoge gevoeligheid voor reactief vermogen. Daarom wordt het zware reactieve vermogen op elk specifiek busknooppunt bepaald om de zwakke busknooppunten en kritieke lijnen te identificeren.

5.Noodscenario Ranking en Analyse Gebaseerd op NCPI.

      De resultaten tonen de meest gevoelige of kritieke lijn wegens een lijnuitval of een generatie-eenheiduitval, die de hoogste NCPI-waarde heeft onder de lijnen. De meest kritieke lijn is in aanmerking om uit de dienst te worden genomen wegens een lijnuitval. In dit geval zullen er een reeks lijnuitvallen optreden als de operators niet op tijd correcties aanbrengen.

Bron: IEEE Xplore

Verklaring: Respecteer het oorspronkelijke, goede artikelen zijn de moede gedeeld, indien er een inbreuk is neem contact op voor verwijdering.