Studi Efektifitas Indikator Kestabilan Tegangan Pada Model Dinamis Sistem Tenaga Listrik

The paper presents the effectiveness of voltage stability indices for dynamic power system modelling study in providing information about the proximity of voltage collapse in power system. Four simple stability indices as Voltage Instability Predictor (VIP), Impedance Stability Index (ISI), Line Index (L index) and Voltage Collapse Prediction Index (VCPI) are compared using WSCC 9 bus test system. The comparison show the ISI and VCPI are much more reliable indicator, give the fast indication and fast time computation than L index for voltage collapse in dynamics voltage collapse prediction

A New Transfer Impedance Based System Equivalent Model for Voltage Stability Analysis

This paper presents a new transfer impedance based system equivalent model (TISEM) for voltage stability analysis. The TISEM can be used not only to identify the weakest nodes (buses) and system voltage stability, but also to calculate the amount of real and reactive power transferred from the generator nodes to the vulnerable node causing voltage instability. As a result, a full-scale view of voltage stability of the whole system can be presented in front of system operators. This useful information can help operators take proper actions to avoid voltage collapse. The feasibility and effectiveness of the TISEM are further validated in three test systems

Yük barası ölçümlerine dayalı gerilim kararlılığı değerlendirmesi

06.03.2018 tarihli ve 30352 sayılı Resmi Gazetede yayımlanan “Yükseköğretim Kanunu İle Bazı Kanun Ve Kanun Hükmünde Kararnamelerde Değişiklik Yapılması Hakkında Kanun” ile 18.06.2018 tarihli “Lisansüstü Tezlerin Elektronik Ortamda Toplanması, Düzenlenmesi ve Erişime Açılmasına İlişkin Yönerge” gereğince tam metin erişime açılmıştır.Anahtar kelimeler: Güç sistemleri, Gerilim kararlılığı, Gerilim kararlılık sınırları Modern bir güç sisteminin ileri seviyede planlanmış olması beklenir. Güç sistemleri çok değişkenli, dinamik ve karmaşık sistemlerdir. Güç sistemlerinde görülen işletim sorunları ve arızalarının sebepleri çok çeşitlidir. Genel olarak güç arz ve talebinin yönetildiği düşünülen sistemlerde bile arızaların ötesinde, pek çok yönetim – kararlılık sorunları yaşanılabilmektedir. Güç sistemlerinde kararlılık sistemin bir bozucuya maruz kaldıklarında oluşan geçici durum sonrasında, bozucu devre dışı kaldıktan sonra yeniden kararlı olarak işletimin sürmesi olarak özetlenebilir. Özelde, kararlılık konusu oluş - sonuç mekanizmaları ve süreleri kapsamında farklı sınıflarda incelenir. Her ne kadar güç sistemleri oldukça dikkatli planlansa da, işin gelişme sürecinde altyapılar sürekli güncellenerek genişlemek zorunda kalmıştır. Diğer taraftan endüstrideki yüklerin beklentileri ve karakterleri de değişime uğramıştır. Örneğin kontrollü yükler – sabit güç yükleri, güç sistem harmonikleri ve reaktif güç gereksinimlerinin artması, gücün farklı bölgeler üzerinden tedariki gibi yeni durumlar ortaya çıkmıştır. Alternatif enerji kaynakları devreye girmiş – dağıtık üretimler güç akışlarını dinamik olarak değiştirmeye başlamıştır. Tüm bunların sonucunda güç sistemlerinin yönetimi, kalitesinin sürdürülmesi git gide daha karmaşık hale gelmeye başlamıştır. Mühendislerin teorik olarak tahmin ettiği pek çok sorun 1980'lerden itibaren gerçek olmaya başlamıştır. Karmaşıklaşmış güç sistemleri beklenmedik yüklenme durumlarında kararsızlık sınırına gelebilmektedir. Bu nedenle mevcut sistemlerin kararlı işletimi için yapılan çalışmalar büyük ilgi çekmeye başlamıştır. Bu tezde, güç sistemlerinin kararlılık sorunlarından biri olan gerilim kararlılığı sınırlarının yerel bara parametrelerine dayalı kestirimler ile belirlenmesine yönelik bir dizi inceleme yapılmıştır. Güç sisteminin herhangi bir barası arkasında kalan Thevenin Eşdeğer Parametreleri kestirim yaklaşımı ile elde edilmiş, sistemin kararsızlık sınırına ne kadar yakın olduğuna ilişkin değerlendirmeler yapılmıştır. Konu ile ilgili teorik incelemeler basit bir simülasyon çalışması ile doğrulandıktan sonra, IEEE 30 baralı standart test sistemi üzerinde uygulanmıştır. Simülasyon sonuçları, kullanılan yaklaşımın gerilim çökme sınırlarını yeterince doğru hesapladığı ve gerilim kararsızlığından kaçınmak için kullanılabileceğini göstermiştir.Keywords: Power systems, Voltage stability, Voltage stability limits Power systems are dynamic and multiparameter systems which are very complex. A modern electric power system is expected to be very well designed. The reasons of operating problems and faults in power systems are very diverse. Even if the power system in supply and demand balance, some operational or topological issues can couse stability problems. Power system stability generally refers to the capability of a power system to remain in a state of operation equilibrium under normal operation conditions and to regain an acceptable state of equilibrium after being subjected to disturbances. Stability problems are examined in different classes within the context of the occurrence and outcome mechanisms. Although power systems are designed properly in the beginning, sub-optimal hardware updates will be done by years as a result of continuous growth and industrialization. On the other hand, the variety and characteristics of the electrical loads are also changed by smart industrialization. New problems such as power delivery from distant and unexpected regions can occur as a result of power flow changes, increase in controlled loads and constant power loads, power system harmonics and reactive power demand increase. Renewable energy resources and distributed generations can cause unpredictable power flows and increasing complexity. As a result, the operating the power systems and maintening the quality have become increasingly complex. Many problems, which hypothetically predicted by engineers, began to become real from the 1980s. Increasingly complicated power systems can go under unexpected loading conditions and come on the edge of unstablity. Therefore, the studies for the stable operation of existing systems attract great interest for engineers. In this thesis, voltage stability assessment which is the one of the major stability issue in power systems are examined by using local bus measurements. Thevenin equivalent model behind the corresponding local bus are estimated and the critical parameters are calculated to define voltage stability limits of the bus. Verification of the approach was done on a simple power system by simulation. Then concepts were applied on IEEE 30 bus standart test system. The simulation results has shown that the proposed assessment approach has accurate enough to estimate voltage stability limits and suitable for real time applications

Design of wide-area damping control systems for power system low-frequency inter-area oscillations

The recently developed robust control theories and wide-area measurementtechnologies make the wide-area real-time feedback control potentially promising. Theobjective of this research is to develop a systematic procedure of designing a centralizeddamping control system for power grid inter-area oscillations by applying wide-areameasurement and robust control techniques while putting emphasis on several practicalconsiderations.The first consideration is the selection of stabilizing signals. Geometric measuresof controllability/observability are used to select the most effective stabilizing signals andcontrol sites. Line power flows and currents are found to be the most effective inputsignals. The second consideration is the effects of time-delay in the communication ofinput/output signals. Time-delays reduce the efficiency of the damping control system. Insome cases, large delays can destabilize the system. Time-delays should be modeled inthe controller design procedure so that the resulting controller can handle a range of timedelays.In this work, time-delays are modeled by Padé Approximations and the delayuncertainty is described by Linear Fractional Transformations (LFT). The thirdconsideration is the controller robustness. The synthesis of the controller is defined as aproblem of mixed H2/H∞ output-feedback control with regional pole placement and isresolved by the Linear Matrix Inequality (LMI) approach. The controller designed byrobust control techniques has satisfactory performance in a wide range of operatingpoints. The fourth consideration is the efficiency of the controller designed by lineartechniques in realistic nonlinear discrete environments. A tuning process and nonlinearsimulations are used to modify the controller parameters to ensure the performance androbustness of the controller designed with linear techniques. The last consideration is theselection of PMU data reporting rates. The performance of controllers designed in the sdomainis tested in digital environments and proper PMU data reporting rates are selectedwith consideration of the effects of time-delay.The design procedure of wide-area damping systems is illustrated by three studysystems. The first study system is a two-area four-machine system. The second one is theNew England 39-bus 10-machine system. The last one is a 29-generator 179-bus studysystem, which is a reduced order model of the Western Electricity Coordinating Council(WECC) system