Ett nytt kollapsprognosindex för spänningsstabilitetsanalys och nödsituationssortering i elkraftsystem

   Spänningsinstabilitet är ett allvarligt fenomen som kan uppstå i ett elkraftsystem på grund av kritiska eller belastade förhållanden. För att förhindra spänningskollaps orsakad av sådan instabilitet är det nödvändigt med exakt prediktion av spänningskollaps för planering och drift av elkraftsystem. I detta arbete föreslås en ny kollapsprediktionsindex (NCPI) för att bedöma spänningsstabilitetsförhållandena i elkraftsystemet och de kritiska förhållandena för linjerna. Effektiviteten och tillämpbarheten av den föreslagna indexen undersöks på IEEE 30-buss- och IEEE 118-buss-system och jämförs med välkända befintliga index (L mn, FVSI, LQP, NLSI och VSLI) under flera elkraftsystemoperationer för att verifiera dess praktiskhet och mångsidighet. Studien presenterar också känslighetsantaganden för befintliga index och analyserar deras inverkan på prediktion av spänningskollaps. Resultaten visar överlägsenheten hos det föreslagna indexet när det gäller att exakt uppskatta maximal lastförmåga och förutsäga kritiska linjer, svaga busser och svaga områden i medelstora och stora nätverk under olika lastoperationer och oregelbundenheter.

1.Introduktion.

     Spänningsinstabilitet är ett av de viktigaste problemen i elkraftsystemet som måste beaktas för att säkra strömförsörjning till konsumenter. På grund av en kontinuerlig ökning av elanvändningen kräver dagens elkraftsystem akut säker eltransmission. Från miljö- och ekonomisk synvinkel är det utmanande att installera nya transmissionslinjer. Situationen blir ännu mer komplex med den ökande andelen förnybara energier. Den mest kritiska utmaningen som nätverket står inför är överbelastning i transmissionslinjerna, vilket leder till en drastisk spänningsnedgång, vilket kan orsaka spänningskollaps på grund av överbelastning på linjerna. I detta fall hamnar linjen i ett kritiskt tillstånd, och systemet kan kollapsa vid ens små störningar. Spänningskollaps leder till att en linje lämnar systemet när belastningen överstiger det tillåtna gränsvärdet. Därefter ökar strömmen i andra linjer, vilket potentiellt kan leda till upprepade avkopplingar av linjer och hela nätverkets mörkläggning.

2.Spänningsstabilitetsindex (VSIs).

     VSIs används som mätverktyg för att fastställa om ett system är stabilt eller inte. Det finns många metoder för spänningsstabilitetsbedömning som har föreslagits i litteraturen. Tre kategorier av VSIs klassificeras: linje-VSIs, buss-VSIs och totala VSIs. Klassificeringen av VSIs kan grupperas i fyra typer: (1) linjevariabler baserade index; (2) bussvariabler baserade index; (3) Jacobian-matris baserade index; och (4) fasormätning enheter (PMU) baserade index. Jacobian-matris baserade index kan identifiera spänningskollaps punkter och bestämma stabilitetsmarginalen.

3.Föreslaget nytt kollapsprediktionsindex NCPI.

    Formuleringen av indexet LQP bygger på fullständig ignorering av linjeresistans. Detta leder till felaktiga kollapsprediktioner. Detta index ignorerar också den relativa riktningen för aktiv effektförflyttning i relation till reaktiv effektförflyttning. För att undvika dessa brister formuleras ett förbättrat nytt kollapsprediktionsindex (NCPI) som delvis ignorerar resistansen i en transmissionslinje, samtidigt som den tar hänsyn till effekten av aktiv och reaktiv effektförflyttning på systemets spänningsstabilitet.

4.Spänningsstabilitetsanalys baserad på NCPI.

    Huvudmålet med spänningsstabilitetsanalys är att fastställa spänningskollaps punkter, maximal lastförmåga, svaga busser och kritiska linjer med hjälp av det föreslagna indexet NCPI. Spänningsstabilitet har vanligtvis hög känslighet för reaktiv effektlast. Därför fastställs den tunga reaktiva effekten vid varje specifik buss för att identifiera svaga busser och kritiska linjer.

5.Kontingensrangordning och analys baserad på NCPI.

     Resultaten visar den mest känsliga eller kritiska linjen på grund av linjeavbrott eller genereringsenhetens avbrott, vilken har det högsta NCPI-värdet bland linjerna. Den mest kritiska linjen är berättigad att avbrytas från tjänsten på grund av ett linjeavbrott. I detta fall kommer en serie linjeavbrott att inträffa om operatörerna inte åtgärdar situationen i tid.

Källa: IEE-Business Xplore

Förklaring: Respektera originalartikeln, bra artiklar är värda att dela, om det finns upphovsrättsskydd kontakt oss för borttagning.