WAMS – based Control of Phase Angle Regulator Installed in Tie-lines of Interconnected Power System

• Autorzy: Nogal Ł. , Machowski J.

Warianty tytułu

Sterowanie tyrystorowych przesuwników kąta fazowego zainstalowanych w liniach powiązań międzysystemowych za pomocą sygnałów WAMS

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

This paper addresses the state-variable stabilising control of the power system using such series FACTS devices as TCPAR installed in the tie-line connecting control areas in an interconnected power system. This stabilising control is activated in the transient state and is supplementary with respect to the main steady-state control designed for power fl ow regulation. Stabilising control laws, proposed in this paper, have been derived for a linear multi-machine system model using the direct Lyapunov method with the aim of maximising the rate of energy dissipation during power swings and therefore maximising their damping. The proposed control strategy is executed by a multi-loop controller with frequency deviations in all control areas used as the input signals. Validity of the proposed state-variable control has been confi rmed by modal analysis and by computer simulation for a multi-machine test system.

PL

Tematem artykułu jest regulacja stabilizacyjna zmiennych stanu systemu elektroenergetycznego za pomocą urządzeń szeregowych FACTS typu TCPAR, zainstalowanych w liniach międzysystemowych łączących obszary regulacji w połączonym systemie elektroenergetycznym. Taką regulację stabilizacyjną uruchamia się w stanie przejściowym jako uzupełnienie głównej regulacji przepływu mocy w stanie ustalonym. Zaproponowane w niniejszym opracowaniu reguły regulacji stabilizacyjnej wyprowadzono dla liniowego modelu systemu wielomaszynowego, przy użyciu bezpośredniej metody Lapunowa, w celu maksymalizacji rozpraszania energii w trakcie kołysań mocy, a więc ich tłumienia. Proponowaną strategię regulacji wykonuje wielo-wejściowy układ regulacji wykorzystujący odchylenia częstotliwości we wszystkich obszarach regulacji jako sygnały wejściowe. Trafność proponowanej regulacji zmiennych stanu potwierdziła analiza modalna oraz symulacja komputerowa dla testowego systemu wielomaszynowego.

Słowa kluczowe

EN

power system control; transient stability; FACTS; WAMS

PL

regulacja systemu elektroenergetycznego; równowaga dynamiczna; FACTS; WAMS

• Wydawca: ENERGA SA
• Czasopismo: Acta Energetica
• Rocznik: 2012
• Tom: nr 3
• Strony: 58--74
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys.

Twórcy

autor

Nogal Ł.

• Warsaw University of Technology

autor

Machowski J.

• Warsaw University of Technology

Bibliografia

• 1. Hingorani N.G., Gyugyi L., Understanding FACTS. Concepts and Technology of Flexible AC Transmission Systems, IEEE Press, 2000.
• 2. Machowski J., Bialek J., Bumby J., Power System Dynamics. Stability and Control, John Wiley & Sons, Chichester 2008.
• 3. CIGRE Technical Brochure, No 145, Modelling of power elektronics equipment (FACTS) in load fl ow and stability programs, http://www.e-cigre.org.
• 4. Youke L.T., Youyi W., Design of series and shunt FACTS controller using adaptive nonlinear coordinated design techniques, IEEE Transaction on Power Systems, August 1997, Vol. 12, No. 3.
• 5. Wang F.F., Swift F.J., Li M., A unifi ed model for the analysis of FACTS devices in damping power system oscillations. Multi-machine power systems, IEEE Trans. Power Delivery, Oct. 1998, Vol. 13, pp. 1355–1362.
• 6. Pal B.C., Coonick A.H., Jaimoukha I.M., El-Zobaidi H., A linear matrix inequality approach to robust damping control design in power systems with superconducting magnetic energy storage device, IEEE Transactions on Power Systems, February 2000, Vol. 15.
• 7. Chaudhuri B., Pal B.C., Zolotas A.C., Jaimoukha I.M., Green T.C., Mixedsensitivity approach to H/sub /spl infi n// control of power system oscillations employing multiple FACTS devices, IEEE Trans. Power Systems, Aug. 2003, Vol. 18, pp. 1149–1156.
• 8. Kamwa I., Gerin-Lajoie L. , Trudel G., Multi-Loop Power System Stabilizers Using Wide-Area Synchronous Phasor Measurements, Proceedings of the American Control Conference, Philadelphia Pennsylvania, June 1998.
• 9. Machowski J., Białek J., State-variable control of shunt FACTS devices using phasor measurements, Electric Power System Research, Issue 1, 2008, Vol. 78, pp. 39–48.
• 10. Bhargava B., Synchronised phasor measurement system project at Southern California Edison Co., IEEE PES Summer Meeting, 1999, Vol. 1, pp. 16–22.
• 11. Magnus A., Karlsson D., Phasor measurement applications in Scandinavia, Transmission and Distribution Conference and Exhibition, 2002: Asia Pacifi c, IEEE/PES, 6–10 Oct. 2002, Vol. 1 , pp. 480–484.
• 12. Yu C.S., Liu C.W., Self-correction two-machine equivalent model for stability control of FACTS system using real-time phasor measurements, IEE Proc. Gen., Transm. And Distrib., Vol. 149, July 2002, pp. 389-396.
• 13. Kamwa I., Grondin R. Hebert Y., Wide-area measurement based stabilising control of large power systems-a decentralized/hierarchical approach, IEEE Trans. Power Systems, Feb 2001, Vol. 16, pp. 136–153.
• 14. Aboul-Ela M.E., Sallam A.A., McCalley J. D., Fouad A.A., Damping controller design for power system oscillations using global signals, IEEE Trans., Power Systems, May 1996, Vol. 11 , pp. 767–773.
• 15. Adamiak M.G., Apostolov A.P., Begovic M.M., Henville C.F., Martin K.E., Michel G.L., Phadke A.G., Thorp J.S., Wide Area Protection - Technology and Infrastructures, IEEE Trans. Power Delivery, April 2006, Vol. 21, pp. 601–609.
• 16. Pai M.A., Energy Function Analysis For Power System Stability, Kluwer Academic Publishers, 1989.
• 17. Pavella M., Ernst D. , Ruiz-Vega D.,Transient Stability of Power Systems. A unifi ed Approach to Assessment and Control, Kluwer’s Power Electronics and Power System Series, 2000, SECS581 0-7923-7963-2.
• 18. Nogal L., Control of series FACTS devices by the use of WAMS, Ph D Thesis, Warsaw University of Technology 2009 (in Polish).
• 19. Zarghami M., Crow M.L., Sarangapani J., Liu Y., Atcitty S., A Novel Approach to Inter-area Oscillation Damping by Unifi ed Power Folw Controllers Utilizing Ultracapacitors, IEEE Trans. Power Systems, Feb 2010, Vol. 25, No. 1, pp. 404–412.