تحلیل احتمالاتی پایداری گذرای سیستمهای قدرت با در نظر گرفتن شاخص های قابلیت اطمینان

این مقاله رویکردی ترکیبی از تحلیل پایداری گذرا و قابلیت اطمینان سیستم قدرت را با در نظر گرفتن شرایط عملکرد سیستمهای حفاظتی ارائه می دهد. در روش پیشنهادی هر دو نوع پارامتر قطعی و احتمالی مورد توجه قرار گرفته اند. پارامترهای قطعی شامل زمان بحرانی پاکسازی، خطا، زمان پایان نوسان ژنراتور و زاویه شتاب اولیه روتور، هستند در حالی که پارامترهای احتمالی شامل نرخ خرابی تجهیزات، نرخ تعمیر، احتمال عملکرد نادرست سیستم حفاظتی و احتمال وقوع خطا در خطوط انتقال در نظر گرفته شده اند. برای تحلیل قابلیت اطمینان سیستم قدرت از مدل مارکوف استفاده شده است که در آن حالت های مختلف سیستم و احتمال گذار بین آنها مدل سازی شده اند. بر این اساس شاخص های مهم قابلیت اطمینان نظیر احتمال هر حالت سیستم، مدت زمان مورد انتظار قطع بار و انرژی تامین نشده مورد انتظار برای سناریوهای مختلف خروج خط محاسبه می شوند. در گام بعدی برای هر سناریوی خرابی تحلیل پخش توان به روش نیوتن-رافسون انجام گرفته تا وضعیت بهره برداری شبکه تعیین شود، سپس نتایج به تحلیل پایداری گذرا منتقل می شوند تا نرخ های گذرا و رفتار دینامیکی سیستم در برابر اغتشاشات شدید ارزیابی شوند. به این ترتیب ارتباط بین جنبه های قابلیت اطمینان و پایداری گذرا برقرار شده و اثر متقابل آنها در شرایط واقعی شبکه بررسی می شود. در نهایت با ترکیب نتایج به دست آمده، یک تحلیل ریسک جامع صورت می گیرد که در آن احتمال وقوع هر سناریو و پیامدهای آن بر پایداری سیستم در نظر گرفته می شود. این تحلیل امکان مقایسه و رتبه بندی سناریوها را از نظر سطح ریسک فراهم می سازد و می تواند به تصمیم گیری بهتر در زمینه طرح ریزی بهره برداری و حفاظت سیستم قدرت کمک کند. مدل پیشنهادی بر روی شبکه تست استاندارد ۹-WECC باس پیاده سازی شده و نتایج عددی به دست آمده کارایی و دقت روش پیشنهادی را در ارزیابی همزمان پایداری گذرا و قابلیت اطمینان سیستم قدرت تایید می کنند، همچنین تحلیل حساسیت نسبت به تغییر نرخ خرابی خطوط و تنظیمات حفاظتی انجام گرفته تا تاثیر این عوامل بر شاخص های ریسک و پایداری مشخص شود.

کلیدواژه ها:

پایداری گذرا ، تحلیل ریسک ، تحلیل قابلیت اطمینان ، شرایط سیستم حفاظتی ، نمودار حالت مارکوف