Προσδιορισμός Του Σημείου Διακλάδωσης Σαγματικού Κόμβου Για Προβλεπόμενη Ακολουθία Μελλοντικών Φορτίσεων

Abstract

Σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν η δημιουργία μίας διαδικασίας μέσω της οποίας θα εξετάζεται η ευστάθεια ενός συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας για κάποια προβλεπόμενη ακολουθία μελλοντικής φόρτισής.Καθώς τα συστήματα ηλεκτρικής ενέργειας καλούνται να εξυπηρετήσουν όλο και αυξανόμενη ζήτηση ισχύος, οδηγούνται προς ένα οριακό σημείο, πέραν του οποίου η ζητούμενη ισχύς δεν μπορεί να αποδοθεί στα φορτία και το σύστημα κινδυνεύει να γίνει ασταθές. Είναι απαραίτητο κατά τον σχεδιασμό και τη λειτουργία ενός ΣΗΕ να εκτιμάται η ικανότητα του συστήματος να αντιμετωπίσει ασφαλώς μια αύξηση του φορτίου, ώστε να αποφεύγονται πιθανές καταστάσεις αστάθειας.Το όριο φόρτισης ενός συστήματος για μια συγκεκριμένη διεύθυνση καταπόνησης προσεγγίζεται από το σημείο διακλάδωσης σαγματικού κόμβου. Στην περιοχή πέριξ του σημείου αυτού η Ιακωβιανή μήτρα, που περιγράφει το σύστημα, γίνεται ιδιάζουσα. Για τον λόγο αυτό, η μέθοδος της ροής φορτίου δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί κοντά στην περιοχή του ορίου φόρτισης. Στα πλαίσια της διπλωματικής αυτής χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος της συνεχόμενης ροής φορτίου για τους υπολογισμούς στη συγκεκριμένη περιοχή.Επιπλέον, η ευστάθεια ενός συστήματος περιορίζεται από τον κορεσμό των γεννητριών ως προς την παραγωγή άεργου ισχύος. Το φαινόμενο αυτό και η επίδρασή του στα όρια φόρτισης του συστήματος συμπεριλήφθηκαν στην διαδικασία που αναπτύχθηκε. Η προτεινόμενη διαδικασία είναι γενική και μπορεί να λειτουργήσει για οποιαδήποτε ακολουθία μελλοντικής φόρτισης. Στα πλαίσια της παρούσας διπλωματικής υλοποιήθηκε για τα συστήματα IEEE 9 ζυγών και ΙΕΕΕ 39 ζυγών. Για τον σχεδιασμό της μεθόδου καθώς και για τις υλοποιήσεις χρησιμοποιήθηκε το υπολογιστικό πακέτο MATLAB.The aim of this work was to create a procedure that can examine the stability of a system when provided with a predicted path of future loading.As the loading of a power system increases, the system reaches a critical point, where it can no longer deliver the power demanded by the loads connected to it and for further increase of demand is prone to became unstable. It is of high importance for the operation and the planning of a power system to be able to prevent instability.This loadability limit is well approximated by the Saddle-Node Bifurcation (SNB), an intersection point where different types of equilibria meet. At this point the system is characterized by a singular Jacobian and it loses stability in terms of voltage. Therefore the conventional load flow is no longer of use around the stability limit. In this work the continuation power flow is being used in order to estimate the loadability limit.The loss of stability by a system becomes even more pronounced by the limitation of the reactive power that can be generated. This phenomenon has also been incorporated in the developed procedure.The procedure created is general and can be used for any path of future loading. Numerical examples of the procedure were applied to the IEEE 9 bus system and the IEEE 39 bus system.MATLAB was used for the creation and implementation of the procedure.