یک سامانه حفاظت ویژه جدید جهت جلوگیری از وقوع ناپایداری ولتاژ بلندمدت در مقابل حملات گرافیتی

نوع مقاله : قدرت- انتقال و توزیع

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه صنعتی سهند

2 استادیار گروه قدرت دانشکده برق دانشگاه صنعتی سهند

چکیده

بمب‌های گرافیتی از جمله سلاح‌های غیر مخرب مدرن هستند که با ایجاد اتصال کوتاه در سامانه‌های قدرت منجر به وقوع خاموشی سراسری در این شبکه‌ها می‌شوند. هدف اصلی این مقاله ارائه یک سامانه حفاظت ویژه (SPS) جهت جلوگیری از وقوع ناپایداری ولتاژ بلندمدت پس از حملات گرافیتی است. در این سامانه حفاظت ویژه، برای آنکه اقدامات اصلاحی با هماهنگی مناسبی انجام شود و خطر ناپایداری کاهش یابد، با استفاده از مفهوم فاصله الکتریکی، شبکه قدرت به چند ناحیه کنترل ولتاژ (VCA) تقسیم می‌شود. سپس با توجه به وضعیت پایداری ولتاژ در هر ناحیه که به کمک شاخص RPRI تعیین می‌شود، سامانه حفاظت ویژه ارائه ‌شده برای جلوگیری از ناپایداری ولتاژ بلندمدت مورد استفاده قرار خواهد گرفت. در این مقاله، با استفاده از محیط DPL نرم‌افزار DIgSILENT PowerFactory، سامانه حفاظت ویژه پیشنهاد شده بر روی شبکه‌های IEEE 39-Bus و Nordic32 پیاده‌سازی و آزمایش شده است. نتایج شبیه‌سازی‌های انجام شده در شرایط وقوع اغتشاش‌های N-1، N-2 و N-3  مختلف و مقایسه آن‌ها با روش‌های پیشین، تائید کننده عملکرد مناسب روش پیشنهاد شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1]     Khoshkhoo, H.; Shahrtash, S. “On-line dynamic voltage instability prediction based on decision tree supported by a wide-area measurement system”; IET Gen Transm Distrib. 2012, 6, 1143-1152.##
[2]     Yari, S.; Khoshkhoo, H. “A comprehensive assessment to propose an improved line stability index”; Int Trans Electr Energy Syst. 2019, 29, e2809.##
[3]     Aghdam, P.; Khoshkhoo, H. “Voltage stability assessment algorithm to predict power system loadability margin”; IET Gen Transm Distrib. 2020, DOI:  10.1049/iet-gtd.2019.0230.##
[4]     Izadi, R “Graphite bombs and EMP and HPM”; J. Military Sci. & Tactics. 2008, 4, 57-73 (In Persian).##
[5]     Gaffarpour, R.; Ranjbar, A. “Presentation of Special Protection Scheme in Power System to Reduce Graphite Bomb Attacks Damages”; J. Advanced Defence Sci. & Tech. 2017, 4, 33-34 (In Persian).##
[6]     Nassaj, A.; Shahrtash, S. M. “An Accelerated Preventive Agent Based Scheme for Postdisturbance Voltage Control and Loss Reduction”; IEEE Trans. Power Syst. 2018, 33, 4508-4518.##
[7]     Islam, S. R.; Sutanto, D.; Muttaqi, K. M. “Coordinated decentralized emergency voltage and reactive power control to prevent long-term voltage instability in a power system”; IEEE Trans. Power Syst. 2015, 30, 2591-2603.##
[8]     North American electric reliability corporation (NERC). “Special protection systems (SPS) and remedial action schemes (RAS): assessment of definition, regional practices, and application of related standards”; 2013.##
[9]     Arabzadeh, M.; Seifi, H.; Sheikh-El-Eslami, M. K. “A new mechanism for remedial action schemes design in a multi-area power system considering competitive participation of multiple electricity market players”; Int J Electr Power Energy Syst. 2018, 103, 31-42.##
[10]  Aman, M.M.; Arshad, M.; Zuberi, H.K.; Laghari, J.A. “A hybrid scheme of load shedding using globalized frequency and localized voltage (GFLV) controller”; Int J Electr Power Energy Syst. 2019, 113, 674-685.##
[11]  Xie, Jing.; Chen, Liu.; Marino, Sforna.; Yin, Xu. “Consensus weighting of a multi-agent system for load shedding”; Int J Electr Power Energy Syst. 2020, 117, DOI.10.1016/j.ijepes.2019.105615.##
[12]  Atighechi, H.; Po, H.; Ebrahimi, S.; Jun, L.; Guihua, W.; Liwei, W. “An effective load shedding remedial action scheme considering wind farms generation”; Int J Electr Power Energy Syst. 2018, 95, 353-363.##
[13]  Van Cutsem, T.; Mevludin, G.; William, R.; Claudio, C.; Michael, K.; Leonardo, L.; Milano, F.; Papangelis, L.; Ramos, RA.; Dos Santos, JA.; Tamimi, B. “Test Systems for Voltage Stability Studies: IEEE Task Force on Test Systems for Voltage Stability Analysis and Security Assessment”;  IEEE Trans. Power Syst. 2020, DOI: 10.1109/TPWRS.2020.2976834##
[14]  Nassaj, A.; Shahrtash, S. “Wide-Area Agent-Based Scheme for Volt/Var Control with a Cooperative Framework Based on Game Theory”; IET Gen Transm Distrib. 2020, DOI: 10.1049/iet-gtd.2019.0285 . ##
[15]  Nassaj, A.;  Shahrtash, S. “A predictive agent-based scheme for post-disturbance voltage control”; IET Gen Transm Distrib. 2018, 98, 189-198.##
[16]  Huang, H.; Kazerooni, M.; Hossain-McKenzie, S.; Etigowni, S.; Zonouz, S.; Davis, K. “Fast Generation Redispatch Techniques for Automated Remedial Action Schemes”;  20th International Conference on Intelligent System Application to Power Systems (ISAP). 2019, 1-8, IEEE.##
[17]  Ghahremani, E.; Heniche, A.; Perron, M.; Racine, M.; Landry, S.; Akremi, H. “A detailed presentation of an innovative local and wide-area special protection scheme to avoid voltage collapse: From proof of concept to grid implementation”; IEEE Trans. Smart Grid. 2019, 10, 5196 - 5211.##
[18]  Choi, D. H.; Lee, S. H.; Kang, Y. C.; Park, J.W. “Analysis on special protection scheme of Korea electric power system by fully utilizing statcom in a generation side”; IEEE Trans. Power Syst. 2017, 32,  1882-1890.##
[19]  Derafshian, M.; Amjady, N.; Dehghan, S. “Special protection scheme against voltage collapse”; IET Gen Transm Distrib. 2016, 10, 341-351.##
[20]  Karbalaei, F.; Shahbazi, H. “Determining an appropriate partitioning method to reduce the power system dimensions for real time voltage control”; Int J Electr Power Energy Syst. 2018, 100, 58-68.##
[21]  Shahidehpour, M.; Wang, Y. “Communication and control in electric power systems: applications of parallel and distributed processing”; John Wiley & Sons, 2004.##
[22]  Zhong, J.; Nobile, E.; Bose, A.; Bhattacharya, K. “Localized reactive power markets using the concept of voltage control areas”; IEEE Trans. Power Syst. 2004, 19, 1555-1561.##
[23]  Pérez-Londoño, S.; Rodríguez, L.; Olivar, G. “A simplified voltage stability index (SVSI)”; Int J Electr Power Energy Syst. 2014, 63, 806-813.##
[24]  Wang, L.; Liu, Y.; Luan, Z. “Power transmission paths based voltage stability assessment”; Transm and Distrib Conf and Exhib: Asia and Pacific. 2005, 1-5.##
[25]    S. Pérez-Londoño, S.; Olivar-Tost, G.; Mora-Florez, J.; “Online determination of voltage stability weak areas for situational awareness improvement”; Electric Power Systems Researchvol. 2017, 145, 112-121.##
[26]  Yari, S.; Khoshkhoo, H. “An Effective Corrective Remedial Action Algorithm to Prevent Voltage Instability”; Conf. Knowledge Based Eng and Innovation (KBEI). 2019, 460-466.##