Abstract
In most voltage stability indices, generators are normally modeled as either PV buses or ideal voltage sources. These assumptions cannot cover the entire process of systems losing voltage stability, especially when PV generators have converted to PQ nodes in case of reactive power shortage. In this paper, an alternative generator equivalent model (GEM) is proposed for voltage stability analysis. Based on their dynamic models and real-time measurements, generators are modeled by time-varying internal voltages and impedances to capture the dynamic behaviors of generators. Furthermore, the traditional L-index is extended to incorporate GEMs for system voltage stability analysis. Simulation studies have been carried out to verify the effectiveness of the proposed new index and to show the impacts of GEM on voltage stability analysis. The simulation results of four test systems show that, in certain scenarios, incorporating GEM is necessary and can significantly improve the accuracy of voltage stability analysis
چکیده
در اغلب شاخص های پایداری ولتاژ، ژنراتورها بطور معمول بعنوان باسهای PV و یا منابع ولتاژ ایده آل مدل شده اند. این فرضیات نمیتوانند تمامی فرایند پایداری ولتاژ از دست رفته سیستمها را پوشش دهند علی الخصوص هنگامی که ژنراتورهای PV به دلیل کمبود توان راکتیو به گره های PQ تبدیل شده اند. در این مقاله، برای تحلیل پایداری ولتاژ یک روش ژنراتور معادل (GEM) دیگر پیشنهاد شده است. بر اساس دیگر مدلهای دینامیکی و اندازه گیریهای real-time، ژنراتورها توسط ولتاژهای داخلی و امپدانسهای متغیر با زمان مدل شده اند تا رفتارهای دینامیکی ژنراتورها را ثبت کنند. بعلاوه، شاخص L قدیمی به GEMهای ترکیب شده برای تحلیل پایداری ولتاژ سیستم گسترش یافته است. مطالعات شبیه سازی جهت تایید تاثیر شاخص جدید پیشنهاد شده و نمایش ضربات GEM بر روی تحلیل پایداری ولتاژ آورده شده اند. نتایج شبیه سازی 4 سیستم آزمایشی نشان دهنده این است که در سناریوهای مشخص، ترکیب کردن GEM ضروریست و میتواند بطور قابل ملاحظه ای دقت آنالیز پایداری ولتاژ را بهبود بخشد.
1-مقدمه
در سالهای اخیر، تعداد قابل ملاحظه ای اتفاقات قطع برق مربوط به ناپایداری ولتاژ در سراسر دنیا اتفاق افتاده است که خسارات اقتصادی بزرگی را منجر شده و ضربات اجتماعی مهمی را باعث شده اند [1]. پایداری ولتاژ به یکی مهمترین موضوعات در برآورد امنیتی سیستم قدرت تبدیل شده است [2]. چندین شاخص پایداری ولتاژ پیشنهاد شده است و برخی از آنها با موفقیت در سیستم های قدرت واقعی جهت آنالیز پایداری ولتاژ اعمال شده اند. شاخص های نمونه شامل شاخص های مربوط به محورهای P-V و Q-V [3]و [4]، شاخص های منحصر به فرد ماتریس ژاکوبین [5] – [7]، زوج مسئله پخش توان [8] و شاخص L میشوند...