Abstract

In this paper, a modeling technique for small-signal stability assessment of unbalanced power systems is presented. Since power distribution systems are inherently unbalanced, due to its lines and loads characteristics, and the penetration of distributed generation into these systems is increasing nowadays, such a tool is needed in order to ensure a secure and reliable operation of these systems. The main contribution of this paper is the development of a phasor-based model for the study of dynamic phenomena in unbalanced power systems. Using an assumption on the net torque of the generator, it is possible to precisely define an equilibrium point for the phasor model of the system, thus enabling its linearization around this point, and, consequently, its eigenvalue/eigenvector analysis for small-signal stability assessment. The modeling technique presented here was compared to the dynamic behavior observed in ATP simulations and the results show that, for the generator and controller models used, the proposed modeling approach is adequate and yields reliable and precise results

چکیده

در این مقاله، یک تکنیک مدلسازی برای ارزیابی سیگنال‌-کوچک پایداری سیستم‌های قدرت نامتعادل ارائه شده است. از آن جا که سیستم‌های توزیع توان ذاتا نامتعادل هستند، به علت مشخصه‌های خطوط و بارهای آن‌ها و نفوذ تولید توزیع شده در این سیستم‌ها امروزه در حال افزایش است، چنین ابزاری به منظور تضمین یک عملکرد ایمن و مطمئن این سیتم‌ها مورد نیاز است. سهم اصلی‌ این مقاله، توسعه ی یک مدل بر پایه ی فازور برای مطالعه ی پدیده ی دینامیک در سیستم‌های قدرت نامتعادل است. با استفاده از یک فرض در گشتاور خالص ژنراتور، توصیف دقیق یک نقطه تعادل برای مدل فازور سیستم امکان پذیر است، از این رو خطی‌ سازی آن حول این نقطه و نتیجتا تحلیل مقدار ویژه/بردار ویژه برای ارزیابی پایداری سیگنال‌-کوچک را امکان پذیر می‌‌سازد. تکنیک مدلسازی ارائه شده در این جا با رفتار دینامیکی مشاهده شده در شبیه‌ سازی‌های ATP مقایسه شده است و نتایج نشان می‌‌دهد که برای مدل‌های ژنراتور و کنترلر استفاده شده، روش مدلسازی ارائه شده کارآمد است و نتایج قابل اطمینان و دقیقی‌ را ارائه می‌‌دهد.

1-مقدمه

هدف اصلی‌ ارزیابی پایداری سیگنال‌-کوچک(SSSA) سیستم‌های توان الکتریک(EPS) مطالعه ی نوسانات الکترومکانیکی(EMO)، به خصوص نوسانات دمپ شده ی ضعیف می‌‌باشد و همچنین می‌‌توان برای کمک در طراحی‌ پایدار ساز‌های سیستم قدرت (PSS) از آن استفاده کرد[۱]. مکانیزم اصلی‌ مرتبط با‌  EMO های زیر میرا، نقصان گشتاور میرایی در ژنراتور‌های سنکرون، عمدتاً به علت بهره‌های بالای رگولاتور‌های ولتاژ اتوماتیک سریع(AVR)، که در EPS جریان به منظور حفظ پایداری سیستم از نقطه نظر اختلال بزرگ مورد نیاز است و از این رو SSSA را به عنوان یک مجموعه ی ضروری از پروسه‌های عملکرد ایمن EPS تقویت می‌‌کند...