A Flexible Method for Assessing and Monitoring Static Voltage Stability using The Saddle Node Bifurcation Set in Two Dimensional Power Parameter Space

Abstract

본 논문은 새들 노드 분기점 세트 혹은 2차원 전력 파라미터 공간에서 PQ 곡선을 사용하여 정적 전압 안정도를 평가하고 모니터링 하기 위한 새로운 방법을 제안한다. 그 방법에는 세 가지 주요 단계가 포함된다. 첫 번째 단계에서는 중요 버스를 결정하고, 두 번째 단계에서는 정적 전압 안정도 경계 또는 새들 노드 분기점 세트를 구축한다. 마지막 단계에서는 현재 운영점에서부터 경계까지의 거리를 통해서 전압 안정도를 평가한다. 여기서 중요 버스는 직접해법으로 우 고유 벡터를 통해서 정의된다. 정적 전압 안정성 영역의 경계는 표준 직접해법과 전력 시스템의 테브닌 등가 모델을 결합한 제안된 방법에 의해서 구해진 이차 곡선이다. 그리고 마지막으로 현재 운영점에서부터 경계까지의 거리는 가장 가까운 새들 노드 분기점에서 경계 법선벡터의 유클리드 기하 평균으로 계산된다. 제안된 방법은 두 가지 방법의 이점, 즉, 직접해법의 정확성과 테브닌 등가 모델의 단순성을 모두 가진다는 장점이 있다. 따라서 제안된 방법은 전력 시스템의 실시간 전압 안정도 평가에 관하여 몇 가지 약속을 보유한다. 또한 본 논문은 전압 안정도를 평가하고 조류 계산 어플리케이션에 적합한 테브닌 파라미터를 계산하기 위한 새로운 방법도 제공한다. 마지막으로 뉴잉글랜드 39 버스 시스템의 테스트 결과는 제안된 방법의 유효성을 보여주기 위해 제공된다.

This thesis proposes a new method for assessing and monitoring static voltage stability using the saddle node bifurcation set or P-Q curve in two dimensional power parameter space. The method includes three main stages. First stage is to determine the critical buses and the second stage is building the static voltage stability boundary or the saddle node bifurcation set. Final stage is assessing the voltage stability through the distance from current operating point to the boundary. Critical buses are defined through the right eigenvector by direct method. The boundary of the static voltage stability region is a quadratic curve that can be obtained by the proposed method that combines a variation of standard direct method and Thevenin equivalent two bus model of electric power system. And finally the distance is computed through the Euclid norm of normal vector of the boundary at the closest saddle node bifurcation point. The advantage of the proposed method is that it gets the main advantages of both robust methods, the accuracy of the direct method and the simplicity of Thevenin Equivalent model. Thus, the proposed method holds some promises in terms of performing the real-time voltage stability assessment of power system. In addition this thesis gives new method to calculate Thevenin parameters that is suitable for voltage stability analysis and power flow applications. Test results of New England 39 bus system are presented to show the effectiveness of the proposed method.