شناسایی مدهای بین ناحیه ای در سیستم های قدرت با استفاده از اطلاعات بهنگام بهره برداری و ارائه الگوریتمی برای میراسازی مدهای بحرانی

تقاضای روز افزون انرژی الکتریکی و تجدید ساختار در سیستم های قدرت سبب شده است که این سیستم ها نزدیک حدود پایداری خود کار کنند. در چنین شرایطی یکی از مسائلی که در طراحی و بهره برداری از سیستم های قدرت باید مد نظر قرار گیرد، پایداری سیگنال کوچک سیستم است. ناپایداری سیگنال کوچک در سیستم های قدرت بهم پیوسته عمدتاً از نوع نوسانات بین ناحیه ای فرکانس پایین می باشد. در حقیقت نوسانات بین ناحیه ای بخشی از ماهیت سیستم های قدرت بهم پیوسته هستند. نوسانات بین ناحیه ای با میرایی ضعیف می تواند منجر به مسائل مختلف همچون محدود کردن ظرفیت انتقال و در موارد شدیدتر ناپایداری سیستم در ابعاد گسترده شود. روش های مرسوم برای مقابله با مسئله ی نوسانات بین ناحیه ای، اضافه کردن کنترل کننده های میرایی همچون پایدارسازهای سیستم قدرت، کنترل کننده های مدولاسیون hvdc و ادوات facts است. این ابزار در واقع راحل های موثر اما طولانی مدت برای مسئله نوسانات بین ناحیه ای می باشند. از منظر بهره برداری سیستم، استفاده از کنترل کننده های میرایی ممکن است همیشه برای حل مسئله امنیتی نوسانات بین ناحیه ای کافی نباشند. در چنین شرایطی استفاده از روش های مبتنی بر تغییر شرایط بهره برداری پیشگیرانه همچون جابجایی تولید می تواند بسیار موثر باشد. از سوی دیگر در سال های اخیر با پیشرفت تکنولوژی و بکارگیری واحدهای اندازه گیری فازور و سیستم های اندازه گیری گسترده در سیستم های قدرت، امکان شناسایی و میراسازی مدهای بین ناحیه ای با استفاده داده های زمان واقعی به وجود آمده است. بر همین اساس، هدف کلی در این پایان نامه ارائه ی الگوریتمی جهت شناسایی و میراسازی نوسانات بین ناحیه ای بصورت بهنگام با استفاده تغییر الگوی آرایش تولید نواحی مشارکت کننده در نوسان است. الگوریتم ارائه شده شامل دو بخش شناسایی و میراسازی نوسانات بین ناحیه ای است. برای شناسایی مدهای بین ناحیه ای در الگوریتم مورد نظر از روش دو مرحله ای مبتنی بر تکنیک های آنالیز مولفه های مستقل و کاهش بخش های تصادفی برای تخمین فرکانس و نسبت میرایی نوسانات بین ناحیه ای از داده های محیطی استفاده می شود. به منظور شناسایی موثر مدهای بین ناحیه ای توسط روش مورد نظر، پارامترهای تعیین کننده روش همچون سطح راه اندازی و طول بازه ی متوسط گیری در تکنیک کاهش بخشهای تصادفی با در نظر گرفتن ورودی های ناخواسته از قبیل نویز اندازه گیری تنظیم می گردد. پس از شناسایی مد، ادامه ی الگوریتم و ورود به بخش میراسازی منوط به کمتر بودن نسبت میرایی از مقدار بحرانی است. در فرآیند میراسازی مد بین ناحیه ای، تعیین ژنراتورهای مناسب برای تغییر آرایش تولید و جهت جابجایی تولید در آن ها با استفاده از معیار شکل مد صورت می گیرد. تخمین شکل مد نیز بصورت بهنگام و با استفاده روش ارائه شده مبتنی بر داده های اندازه گیری زمان واقعی است. پس از هر تغییر الگوی آرایش تولید تخمین بهنگام نسبت میرایی جهت ادامه یا توقف الگوریتم صورت می گیرد. الگوریتم ارائه شده پس از هر رویداد در سیستم قدرت فعال می شود. این الگوریتم بر روی دو سیستم آزمون پیاده سازی شده است. سیستم آزمون اول شبکه طراحی شده با 6 ماشین و سیستم آزمون دوم شبکه 39 باس ieee است. نتایج حاصل از شبیه سازی، صحت عملکرد الگوریتم پیشنهادی را تایید می کند.