Novi indeks predviđanja kolapsa za analizu stabilnosti napona i rangiranje kontingencija u električnim sistemima

   Nestabilnost napona je ozbiljan fenomen koji se može pojaviti u sistemu snabdijevanja električnom energijom zbog kritičnih ili opterećenih stanja. Da bi se spriječio kolaps napona nastao zbog takve nestabilnosti, potrebna je tačna predikcija kolapsa napona za planiranje i operaciju sistema snabdijevanja električnom energijom. Ovaj rad predlaže novi indeks predikcije kolapsa (NCPI) za procjenu uslova stabilnosti napona sistema snabdijevanja električnom energijom i kritičnih stanja linija. Efikasnost i primjenjljivost predloženog indeksa istražuju se na IEE-Business 30-bus i IEE-Business 118-bus sistemima i uspoređuju s dobro poznatim postojećim indeksima (L mn, FVSI, LQP, NLSI i VSLI) pod različitim operacijama sistema snabdijevanja električnom energijom kako bi se potvrdila njegova praktičnost i univerzalnost. Studija takođe prikazuje pretpostavke o osjetljivosti postojećih indeksa i analizira njihov uticaj na predikciju kolapsa napona. Rezultati pokazuju nadmoć predloženog indeksa u tačnoj procjeni maksimalne mogućnosti opterećenja i predviđanju kritičnih linija, slabičnih čvorova i slabičnih zona u srednjim i velikim mrežama tijekom različitih operacija opterećenja i situacija.

1.Uvod.

     Nestabilnost napona je jedan od značajnih problema u sistemu snabdijevanja električnom energijom koji treba uzeti u obzir kako bi se osiguralo prenosenje struje konzumentima. Zbog kontinuiranog porasta električnog opterećenja, savremenom sistemu snabdijevanja električnom energijom hitno su potrebni sigurni objekti za prenos električne energije. Sa ekološkog i ekonomskog stajališta, instalacija novih linija za prenos je izazov. Takođe, situacija postaje složenija s povećanjem penetracije obnovljivih izvora energije. Najveći izazov sa kojim se suočava mreža jest prekomerno opterećenje linija za prenos, što dovodi do velikog pada napona, što može uzrokovati kolaps napona zbog preopterećenja linija. U ovom slučaju, linija dolazi u kritično stanje, a sistem može doživjeti kolaps čak i pod malim perturbacijama. Kolaps napona dovodi do izlaska linije iz sistema kada prelazi dopušteni limit. Nakon toga, izlazak linije iz sistema povećava protok struje u drugim linijama, što može dovesti do uzastopnog izlaska linija i do crne mreže cijelog sistema.

2.Indeksi stabilnosti napona (VSIs).

     VSIs koriste se kao alati za merenje da bi se utvrdilo da li je sistem stabilan ili ne. U literaturi su predložene mnoge metode za procjenu stabilnosti napona. VSIs se klasificiraju u tri kategorije: indeksi linija, indeksi čvorova i opšti indeksi. Klasifikacija VSIs može se grupisati u četiri vrste: (1) indeksi temeljeno na varijablama linija; (2) indeksi temeljeno na varijablama čvorova; (3) indeksi temeljeno na Jakobijanoj matrici; i (4) indeksi temeljeno na fazor merilima (PMU). Indeksi temeljeno na Jakobijanoj matrici mogu identificirati tačke kolapsa napona i odrediti margine stabilnosti.

3.Predloženi novi indeks predikcije kolapsa NCPI.

    Formulacija indeksa LQP zasnovana je na potpuno zanemarivanju otpora linije. To dovodi do grešaka u predikciji kolapsa. Taj indeks takođe zanemaruje relativnu orijentaciju protoka aktivne snage u liniji u odnosu na reaktivnu snagu. Da bi se izbegle ove mane, formulisan je poboljšani novi indeks predikcije kolapsa (NCPI) temeljen na djelomičnom zanemarivanju otpora linije za prenos, uz uzimanje u obzir uticaja protoka aktivne i reaktivne snage na stabilnost napona sistema.

4.Analiza stabilnosti napona temeljena na NCPI.

    Glavni cilj analize stabilnosti napona je odrediti tačke kolapsa napona, maksimalnu mogućnost opterećenja, slabične čvorove i kritične linije koristeći predloženi indeks NCPI. Stabilnost napona obično ima visoku osjetljivost na reaktivnu snagu. Stoga se određuje težak protok reaktivne snage na svakom pojedinačnom čvoru kako bi se identifikovali slabični čvorovi i kritične linije.

5.Rangiranje i analiza situacija temeljena na NCPI.

      Rezultati pokazuju najosjetljiviju ili kritičnu liniju zbog ispadanja linije ili jedinice proizvodnje, koja ima najveću vrijednost NCPI među linijama. Najkritičnija linija je upućena da bude prekinuta iz usluge zbog ispadanja linije. U ovom slučaju, ako operateri ne poduzeću pravovremene popravke, dobit će se niz ispadanja linija.

Izvor: IEE-Business Xplore

Izjava: Poštovanje originala, dobre članke vrijede podijeliti, ukoliko postoji kršenje autorskih prava kontaktirajte zauključivanje.