Новый индекс прогнозирования коллапса для анализа устойчивости напряжения и ранжирования аварийных ситуаций в энергетических системах

   Нестабильность напряжения - это серьезное явление, которое может возникнуть в энергетической системе из-за критических или перегруженных условий. Для предотвращения обрушения напряжения, вызванного такой нестабильностью, необходимо точное прогнозирование обрушения напряжения для планирования и эксплуатации энергосистемы. В данной работе предлагается новый индекс прогнозирования обрушения (NCPI) для оценки условий стабильности напряжения в энергосистеме и критических условий линий. Эффективность и применимость предложенного индекса исследуются на системах IEEE 30-узлов и IEEE 118-узлов и сравниваются с известными существующими индексами (L mn, FVSI, LQP, NLSI и VSLI) при различных операциях энергосистемы для подтверждения его практичности и универсальности. Исследование также представляет предположения о чувствительности существующих индексов и анализирует их влияние на прогнозирование обрушения напряжения. Результаты показывают превосходство предложенного индекса в точной оценке максимальной нагрузочной способности и прогнозировании критических линий, слабых узлов и слабых областей в средних и крупных сетях при различных операциях нагрузки и аварийных ситуациях.

1.Введение.

     Нестабильность напряжения является одной из значительных проблем в электроэнергетической системе, которую необходимо учитывать для обеспечения передачи электроэнергии потребителям. В связи с постоянным увеличением электрической нагрузки современная энергосистема требует надежных средств передачи электроэнергии. С точки зрения экологии и экономики, установка новых линий электропередачи представляет собой сложную задачу. Кроме того, ситуация усложняется с ростом проникновения возобновляемых источников энергии. Самым важным вызовом, с которым сталкивается сеть, является чрезмерная загрузка линий передачи, что приводит к значительному падению напряжения, что может вызвать обрушение напряжения из-за перегрузки линий. В этом случае линия оказывается в критическом состоянии, и система может столкнуться с обрушением даже при небольших возмущениях. Обрушение напряжения приводит к выходу линии из системы, когда загрузка превышает допустимый предел. В результате выхода линии из системы увеличивается поток мощности по другим линиям, что может привести к последовательному выходу линий и отключению всей сети.

2.Индексы стабильности напряжения (VSIs).

     Индексы стабильности напряжения используются как инструменты измерения для определения стабильности системы. В литературе предложено множество методов оценки стабильности напряжения. Индексы стабильности напряжения можно разделить на три категории: индексы линий, индексы узлов и общие индексы. Классификация индексов стабильности напряжения может быть группирована в четыре типа: (1) индексы, основанные на переменных линий; (2) индексы, основанные на переменных узлов; (3) индексы, основанные на матрице Якоби; (4) индексы, основанные на фазовых измерительных устройствах (PMU). Индексы, основанные на матрице Якоби, могут определить точки обрушения напряжения и определить запас стабильности.

3.Предложенный новый индекс прогнозирования обрушения NCPI.

     Формулировка индекса LQP основана на полном игнорировании сопротивления линии. Это приводит к ошибочным прогнозам обрушения. Этот индекс также игнорирует относительное направление активного потока мощности в линии в отношении реактивного потока мощности. Чтобы избежать этих недостатков, был разработан улучшенный новый индекс прогнозирования обрушения (NCPI), основанный на частичном игнорировании сопротивления линии передачи, при учете влияния активного и реактивного потока мощности на стабильность напряжения системы.

4.Анализ стабильности напряжения на основе NCPI.

    Основная цель анализа стабильности напряжения - определить точки обрушения напряжения, максимальную нагрузочную способность, слабые узлы и критические линии с использованием предложенного индекса NCPI. Стабильность напряжения обычно имеет высокую чувствительность к реактивной нагрузке. Поэтому определяется большая реактивная мощность на каждом конкретном узле, чтобы выявить слабые узлы и критические линии.

5.Ранжирование и анализ аварийных ситуаций на основе NCPI.

     Результаты показывают наиболее чувствительную или критическую линию из-за выхода из строя линии или генерирующего агрегата, которая имеет наибольшее значение NCPI среди линий. Наиболее критическая линия подлежит отключению из-за выхода линии из строя. В этом случае, если операторы не сделают корректировки вовремя, произойдет серия отключений линий.

Источник: IEEE Xplore

Заявление: Уважайте авторские права, хорошие статьи стоят того, чтобы их делиться, если есть нарушение авторских прав, пожалуйста, свяжитесь для удаления.