Новий індекс прогнозу зруйнування для аналізу стійкості напруги та ранжування аварійних ситуацій у системах електропостачання

   Нестійкість напруги — це серйозне явище, яке може виникнути в електроенергетичній системі через критичні або навантажені умови. Для запобігання обвалу напруги, спричиненого такою нестійкістю, необхідно точне прогнозування обвалу напруги для планування та експлуатації електроенергетичної системи. У цій статті пропонується новий індекс прогнозування обвалу (NCPI) для оцінки умов стійкості напруги електроенергетичної системи та критичних умов ліній. Ефективність та придатність запропонованого індексу досліджуються на системах IEEE 30-вузловій та IEEE 118-вузловій та порівнюються з відомими існуючими індексами (L mn, FVSI, LQP, NLSI, VSLI) при різних операціях електроенергетичної системи, щоб підтвердити його практичність та універсальність. Дослідження також представляє гіпотези чутливості існуючих індексів та аналізує їх вплив на прогнозування обвалу напруги. Результати показують перевагу запропонованого індексу у точному оцінюванні максимальної завантажуваності та прогнозуванні критичних ліній, слабких вузлів та слабких областей в середніх та великих мережах при різних операціях завантаження та аварійних ситуаціях.

1.Вступ.

     Нестійкість напруги — одна з значимих проблем електроенергетичної системи, яка повинна враховуватися для забезпечення передачі електроенергії споживачам. З постійним зростанням електричного навантаження сучасна електроенергетична система швидко потребує безпечних засобів передачі електроенергії. З точки зору екології та економіки, важливо встановити нові лінії передачі. Також ситуація стає більш складною зі зростанням проникнення відновлюваних джерел енергії. Найкритичнішим викликом для мережі є надмірне навантаження ліній передачі, що призводить до масового падіння напруги, що може спричинити обвал напруги через перегрузку ліній. У цьому випадку лінія потрапляє в критичний стан, і система може стикнутися з обвалом навіть при невеликих збуреннях. Обвал напруги призводить до виходу лінії з системи, коли навантаження перевищує допустимий ліміт. Після виходу лінії з системи збільшується потік електроенергії в інших лініях, що може призвести до послідовного виходу ліній та відключення всієї мережі.

2.Індекси стійкості напруги (VSIs).

     Індекси стійкості напруги використовуються як інструменти вимірювання для визначення, чи стабільна система чи ні. У літературі було запропоновано багато методів оцінки стійкості напруги. Індекси стійкості напруги можна розділити на три категорії: індекси ліній, індекси вузлів та загальні індекси. Індекси стійкості напруги можна групувати на чотири типи: (1) індекси, базовані на змінних ліній; (2) індекси, базовані на змінних вузлів; (3) індекси, базовані на матриці Якобі; (4) індекси, базовані на одиницях вимірювання фазорів (PMU). Індекси, базовані на матриці Якобі, можуть визначити точки обвалу напруги та визначити маржу стійкості.

3.Запропонований новий індекс прогнозування обвалу NCPI.

    Формулювання індексу LQP базується на повному ігноруванні опору лінії. Це призводить до помилкових прогнозів обвалу. Цей індекс також ігнорує відносний напрямок потоку активної енергії в лінії відносно потоку реактивної енергії. Для уникнення цих недоліків формулюється покращений новий індекс прогнозування обвалу (NCPI), який частково ігнорує опір лінії передачі, враховуючи вплив потоків активної та реактивної енергії на стійкість напруги системи.

4.Аналіз стійкості напруги на основі NCPI.

    Основна мета аналізу стійкості напруги полягає в визначенні точок обвалу напруги, максимальної завантажуваності, слабких вузлів та критичних ліній за допомогою запропонованого індексу NCPI. Стійкість напруги зазвичай має високу чутливість до реактивного навантаження. Тому визначається велика реактивна потужність на кожному конкретному вузлі, щоб визначити слабкі вузли та критичні лінії.

5.Ранжування та аналіз аварійних ситуацій на основі NCPI.

      Результати показують найбільш чутливу або критичну лінію через відключення лінії або генеруючого блоку, яка має найвищий значення NCPI серед ліній. Найкритичніша лінія може бути відключена від служби через відключення лінії. У цьому випадку, якщо оператори не зроблять відповідні корекції вчасно, буде серія відключень ліній.

Джерело: IEEE Xplore

Заява: Поважайте оригінал, добре статті варті поширення, якщо є порушення авторських прав, будь ласка, зверніться для видалення.