ดัชนีการพยากรณ์การล่มใหม่สำหรับการวิเคราะห์ความมั่นคงของแรงดันและลำดับเหตุฉุกเฉินในระบบไฟฟ้า

   ความไม่เสถียรของแรงดันไฟฟ้าเป็นปรากฏการณ์ที่ร้ายแรงที่อาจเกิดขึ้นในระบบไฟฟ้าเนื่องจากสภาพที่วิกฤตหรือเครียด หากต้องการป้องกันการล่มสลายของแรงดันไฟฟ้าที่เกิดจากความไม่เสถียรนี้ การทำนายการล่มสลายของแรงดันไฟฟ้าอย่างแม่นยำเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการวางแผนและการดำเนินงานของระบบไฟฟ้า บทความนี้เสนอค่าดัชนีการทำนายการล่มสลายใหม่ (NCPI) เพื่อประเมินสภาพความเสถียรของแรงดันไฟฟ้าในระบบไฟฟ้าและสภาพที่วิกฤตของสายส่ง การมีประสิทธิภาพและความเหมาะสมของดัชนีที่เสนอได้ถูกศึกษาบนระบบ IEEE 30-bus และ IEEE 118-bus และเปรียบเทียบกับดัชนีที่มีชื่อเสียงอยู่แล้ว (L mn, FVSI, LQP, NLSI, และ VSLI) ในหลายสถานการณ์ของการดำเนินงานของระบบไฟฟ้าเพื่อยืนยันความสามารถในการใช้งานและความหลากหลาย นอกจากนี้การศึกษายังนำเสนอสมมติฐานความไวของดัชนีที่มีอยู่และวิเคราะห์ผลกระทบที่มีต่อการทำนายการล่มสลายของแรงดันไฟฟ้า ผลลัพธ์แสดงให้เห็นถึงความเหนือกว่าของดัชนีที่เสนอในการประเมินความจุสูงสุดอย่างแม่นยำและการทำนายสายส่งที่วิกฤต จุดเชื่อมต่อที่อ่อนแอ และพื้นที่ที่อ่อนแอในเครือข่ายขนาดกลางและใหญ่ระหว่างการดำเนินงานและสถานการณ์ฉุกเฉินต่างๆ

1.บทนำ

     ความไม่เสถียรของแรงดันไฟฟ้าเป็นหนึ่งในปัญหาสำคัญในระบบไฟฟ้าที่ต้องคำนึงถึงเพื่อรักษาการส่งผ่านพลังงานไฟฟ้าให้แก่ผู้บริโภค เนื่องจากปริมาณโหลดไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ระบบไฟฟ้าในปัจจุบันต้องการสิ่งอำนวยความสะดวกในการส่งผ่านไฟฟ้าที่ปลอดภัยอย่างเร่งด่วน จากมุมมองทางสิ่งแวดล้อมและเศรษฐกิจ การติดตั้งสายส่งใหม่เป็นเรื่องที่ท้าทาย นอกจากนี้สถานการณ์ยังซับซ้อนมากขึ้นจากการแทรกซ้อนของพลังงานทดแทน ความท้าทายที่สำคัญที่สุดที่เผชิญหน้าคือการโหลดเกินในสายส่งทำให้แรงดันไฟฟ้าลดลงอย่างมาก ซึ่งอาจทำให้เกิดการล่มสลายของแรงดันไฟฟ้าเนื่องจากโหลดเกินบนสายส่ง ในกรณีนี้ สายส่งจะอยู่ในสภาพที่วิกฤต และระบบอาจล่มสลายได้แม้กระทั่งจากความรบกวนเล็กน้อย การล่มสลายของแรงดันไฟฟ้าทำให้สายส่งออกจากระบบเมื่อโหลดเกินข้อจำกัดที่ยอมรับได้ หลังจากนั้น การออกจากระบบของสายส่งจะเพิ่มการไหลของพลังงานในสายส่งอื่น ๆ อาจทำให้เกิดการออกจากระบบของสายส่งต่อเนื่องกันและนำไปสู่การขาดแคลนไฟฟ้าทั้งหมดของเครือข่าย

2.ดัชนีความเสถียรของแรงดันไฟฟ้า (VSIs)

     VSIs ถูกใช้เป็นเครื่องมือวัดเพื่อกำหนดว่าระบบมีเสถียรภาพหรือไม่ มีวิธีการประเมินความเสถียรของแรงดันไฟฟ้ามากมายที่ได้รับการเสนอในวรรณกรรม ดัชนี VSIs สามารถแบ่งออกเป็นสามหมวดหมู่: ดัชนีของสายส่ง ดัชนีของจุดเชื่อมต่อ และดัชนีโดยรวม หมวดหมู่ของ VSIs สามารถจัดกลุ่มเป็นสี่ประเภท: (1) ดัชนีที่อาศัยตัวแปรของสายส่ง; (2) ดัชนีที่อาศัยตัวแปรของจุดเชื่อมต่อ; (3) ดัชนีที่อาศัยเมทริกซ์ Jacobian; และ (4) ดัชนีที่อาศัยหน่วยวัดเฟสเซอร์ (PMU) ดัชนีที่อาศัยเมทริกซ์ Jacobian สามารถระบุจุดการล่มสลายของแรงดันไฟฟ้าและกำหนดขอบเขตความเสถียร

3.ดัชนีการทำนายการล่มสลายใหม่ NCPI ที่เสนอ

     การสร้างดัชนี LQP ขึ้นอยู่กับการละเลยความต้านทานของสายส่งอย่างสมบูรณ์ ซึ่งนำไปสู่การทำนายการล่มสลายที่ผิดพลาด ดัชนีนี้ยังละเลยทิศทางสัมพัทธ์ของการไหลของกำลังไฟฟ้าจริงในสายส่งในความสัมพันธ์กับการไหลของกำลังไฟฟ้าปฏิกิริยา เพื่อหลีกเลี่ยงข้อเสียเหล่านี้ ดัชนีการทำนายการล่มสลายใหม่ (NCPI) ที่ปรับปรุงได้ถูกสร้างขึ้นโดยละเลยความต้านทานของสายส่งบางส่วน ในขณะเดียวกันก็พิจารณาผลกระทบของการไหลของกำลังไฟฟ้าจริงและกำลังไฟฟ้าปฏิกิริยาต่อความเสถียรของแรงดันไฟฟ้าในระบบ

4.การวิเคราะห์ความเสถียรของแรงดันไฟฟ้าตาม NCPI

    เป้าหมายหลักของการวิเคราะห์ความเสถียรของแรงดันไฟฟ้าคือการกำหนดจุดการล่มสลายของแรงดันไฟฟ้า ความจุสูงสุด จุดเชื่อมต่อที่อ่อนแอ และสายส่งที่วิกฤตโดยใช้ดัชนี NCPI ที่เสนอ ความเสถียรของแรงดันไฟฟ้ามักมีความไวต่อโหลดกำลังไฟฟ้าปฏิกิริยา ดังนั้น การโหลดกำลังไฟฟ้าปฏิกิริยาที่หนักในแต่ละจุดเชื่อมต่อถูกกำหนดเพื่อระบุจุดเชื่อมต่อที่อ่อนแอและสายส่งที่วิกฤต

5.การจัดลำดับและวิเคราะห์สถานการณ์ฉุกเฉินตาม NCPI

      ผลลัพธ์แสดงให้เห็นถึงสายส่งที่ไวที่สุดหรือวิกฤตที่สุดเนื่องจากสายส่งหรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหยุดทำงาน ซึ่งมีค่า NCPI สูงสุดในบรรดาสายส่ง สายส่งที่วิกฤตที่สุดมีสิทธิ์ที่จะหยุดการให้บริการเนื่องจากสายส่งหยุดทำงาน ในกรณีนี้ จะเกิดการหยุดทำงานของสายส่งต่อเนื่องหากผู้ดำเนินการไม่ทำการแก้ไขทันท่วงที

แหล่งที่มา: IEEE Xplore

คำชี้แจง: เคารพ ต้นฉบับ บทความ ที่ดี ควรแชร์ หาก ละเมิด ลิขสิทธิ์ โปรด ติดต่อ ลบ