Паздерин А.В., Чусовитин П.В., Шабалин Г.С. Поиск ближайшего предельного режима электроэнергетической системы на основе обобщенного метода Ньютона - Журнал «Электротехнические системы и комплексы»

Аннотация

В статье представляется альтернативный подход для определения границ области существования режима. Определение границ области существования режима необходима для оценки минимального имеющегося запаса по устойчивости. Минимальный запас по устойчивости – это основной критерий, применяемый Системными Операторами, чтобы обеспечивать управляющие воздействия для поддержания устойчивости электроэнергетической системы. Предлагаемый в статье метод является прямым, но обладает преимуществом над традиционными прямыми методами. Он основан на оптимизационной процедуре и позволяет оценить расстояние до границы области существования режима. Описываемый подход основан на использовании обобщенного метода Ньютона и суммы квадратов невязок уравнений установившегося режима. В статье представлена концепция разработанного метода на простых моделях электроэнергетических систем (PV-узел – шины бесконечной мощности, 2 PV-узла – шины бесконечной мощности). Особое внимание в статье уделяется вопросу сходимости предложенного метода.

Ключевые слова

Устойчивость электроэнергетических систем, критерии устойчивости, апериодическая статическая устойчивость, запас устойчивости, противоаварийное управление.

Паздерин Андрей Владимирович – д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой, кафедра автоматизированных электрических систем, Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина, г. Екатеринбург, Россия. E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.. ORCID: https://orcid.org/0000-0003-4826-2387.

Чусовитин Павел Валерьевич – канд. техн. наук, доцент, кафедра автоматизированных электрических систем, Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина, г. Екатеринбург, Россия. E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.. ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5885-4821.

Шабалин Григорий Сергеевич – инженер первой категории, старший преподаватель, кафедра автоматизированных электрических систем, Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина, г. Екатеринбург, Россия. E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.. ORCID: https://orcid.org/0000-0003-0776-011X.

1. Ayuev Boris I., Davydov Viktor V., Erokhin Petr M. Models of Closest Marginal States of Power Systems in p-Norms // IEEE Transactions on Power Systems. 2018. №33(2). P. 1195–1208.

2. Ayuev Boris I., Davydov Viktor V., Erokhin Petr M. Fast and Reliable Method of Searching Power System Marginal States // IEEE Transactions on Power Systems. 2016. №31(6). P. 4525–4533.

3. Dobson I., Lu L. New method for computing a closest saddle node bifurcation and worst case load power margin for voltage collapse // IEEE Transactions on Power Systems. 1993. №8(3). P. 905–913.

4. Milano F. Power System Modeling and Scripting // Power Systems 2009: Springer. 2009.

5. Ajjarapu V., Christy.C. The Continuation Power Flow: a Tool for Steady State Voltage Stability Analysis // IEEE Transactions on Power Systems. 1992. № 7(1). P. 416–423.

6. Chiang H.D., Flueck.A.J., Shah K.S., Balu N. CPFLOW: A Practical Tool for Tracing Power System Steady-State Stationary Behavior due to Load and Generation Variations // IEEE Transactions on Power Systems. 1995. №10(2). P. 623–634.

7. Mendoza-Armentaa S., Fuerte-Esquivelb C.R., Becerril R. A numerical study of the effect of degenerate Hopf bifurcations on the voltage stability in power systems // Electric Power Systems Research. 2013. №101. P. 102-109.

8. Razmi H., Shayanfar H.A., Teshnehlab M. Steady state voltage stability with AVR voltage constraints // Electrical Power and Energy Systems. 2012. №43. P. 650-659.

9. Hongjie J., Xiaodan Y., Xiaodong C. Impact of the exciter voltage limit to small signal stability region of a three-bus power system // Electrical Power and Energy Systems. 2011. №33. P. 1598-1607.

10. Azadani E.N., Canizares C.A., Bhattacharya K. Modeling and Stability Analysis of Distributed Generation // IEEE Power and Energy Society General Meeting 2012. 2012. P. 1–8.

11. Pama A., Radman G. A new approach for estimating voltage collapse point based on quadratic approximation of PV-curves // Electric Power Systems Research. 2009. № 79. P. 653-659.

12. Gu X., Canizares C.A. Fast prediction of loadability margins using neural networks to approximate security boundaries of power systems // Generation, Transmission & Distribution, IET. 2007. № 1(3). P. 466–475.

13. Canizares C.A. Calculating Optimal System Parameters to Maximize the Distance to Saddle-Node Bifurcation // IEEE Transactions on Circuits and Systems - I: Fundamental Theory and Applications. 1998. № 45(3). P. 225–237.

14. Avalos R.J., Canizares C.A, Milano F., Conejo A.J. Equivalency of Continuation and Optimization Methods to Determine Saddle-Node and Limit-Induced Bifurcations in Power Systems // IEEE Transactions on Circuits and Systems – I: Regular Papers. 2009. №56(1). P. 210-223.

15. Pazderin A., Yuferev S. Power flow calculation by combination of Newton-Raphson method and Newton's method in optimization // Proceedings of the IEEE Industrial Electronics Society, IECON 200. 2009. P. 1693-1696.

16. Pazderin A.V, Yuferev S.V. Steady-state calculation of Electrical Power System by the Newton's method in optimization // Proceedings of the 2009 IEEE Bucharest Powertech: Innovative Ideas Toward the Electrical Grid Of the Future. 2009. P. 5281830.

17. Паздерин А.В., Юферев С.В. Расчет установившегося режима электроэнергетической системы обобщенным методом Ньютона // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2008. № 5-6. С.68-77.

18. Определение запасов устойчивости и управляющих воздействий для обеспечения статической устойчивости в задаче противоаварийного управления на основе Обобщенного метода Ньютона / Чусовитин П.В., Паздерин А.В., Шабалин Г.С., Юферев С.В. // Материалы Международной научно-технической конференции «Релейная защита и автоматика энергосистем 2017». 2017. С. 1-9.

Подробности: Опубликовано: 04 апреля 2019 г.; Обновлено: 04 апреля 2019 г.; Просмотров: 1205