Polioptymalizacja parametrów stabilizatorów systemowych pracujących w rozbudowanym systemie elektroenergetycznym

• Autorzy: Nocoń Adrian , Paszek Stefan , Pruski Piotr

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2025.01.10

Warianty tytułu

EN

Polyoptimization of the parameters of power system stabilizers operating in an extended power system

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono zastosowanie polioptymalizacji parametrów stabilizatorów systemowych PSS3B do tłumienia kołysań elektromechanicznych w rozbudowanym systemie elektroenergetycznym (SEE). Obliczenia parametrów tych stabilizatorów podzielono na dwa etapy. W pierwszym etapie przeanalizowano układy jednomaszynowe typu zespół wytwórczy – sieć sztywna, odnoszące się do tych zespołów wytwórczych, które są krytyczne dla stabilności kątowej analizowanego SEE. W pierwszym etapie obliczono stałe czasowe i wstępne wartości współczynników wzmocnienia stabilizatorów. W drugim, głównym etapie obliczono ostateczne wartości współczynników wzmocnienia stabilizatorów PSS3B (od których w największym stopniu zależy ich efektywność działania) poprzez zastosowanie polioptymalizacji, związanej z wektorową funkcją celu określoną dla rozbudowanego SEE. Przykładowe obliczenia wykonano dla modelu Krajowego Systemu Elektroenergetycznego, w którym uwzględniono 57 wybranych zespołów wytwórczych pracujących w sieciach wysokich i najwyższych napięć (220 i 400 kV).

EN

n the paper, the application of polyoptimization of the parameters of PSS3B system stabilizers to damping electromechanical swings in an extended power system (PS) is presented. The calculations of the power system stabilizer (PSS) parameters were divided into two stages. In the first stage, single-machine systems, generating unit – infinite bus, of generating units critical for the angular stability of the PS were analyzed. Time constants and preliminary values of the PSS gains were calculated. In the second stage, the main one, the main gains on which the effectiveness of operation of PSSs depends the most were calculated by polyoptimization of the extended PS. Sample calculations were made for the model of the National (Polish) Power System taking into account 57 selected generating units operating in high and extra high voltage networks (220 and 400 kV).

Słowa kluczowe

PL

polioptymalizacja; stabilizator systemowy; system elektroenergetyczny; kołysanie elektromechaniczne; stabilność kątowa

EN

polyoptimization; power system stabilizer; power system; electromechanical swing; angular stability

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2025
• Tom: R. 101, nr 1
• Strony: 46--52
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Nocoń Adrian

• CH4 Moto Śląsk

autor

Paszek Stefan

• Politechnika Śląska

autor

Pruski Piotr

• Politechnika Śląska

Bibliografia

• [1] Kundur P.: Power System Stability and Control. McGraw-Hill, Inc., 1994.
• [2] Machowski J., Lubośny Z., Bialek J., Bumby J.: Power System Dynamics. Stability and Control. John Wiley & Sons, Chichester, New York, 2020.
• [3] Paszek S., Nocon A.: Parameter polyoptimization of PSS2A power system stabilizers operating in a multi-machine power system including the uncertainty of model parameters. Elsevier, Applied Mathematics and Computation, 267 (2015), 750–757, DOI: 10.1016/j.amc.2014.12.013.
• [4] Nocoń A., Paszek S.: A Comprehensive Review of Power System Stabilizers, Energies 2023, 16, 1945. https://doi.org/10.3390/en16041945.
• [5] Pruski P., Paszek S.: Określenie zespołów wytwórczych krytycznych dla stabilności kątowej systemu elektroenergetycznego, Przegląd Elektrotechniczny, R. 97, nr 3/2021, s. 51- 55.
• [6] Paszek S., Pruski P., Nocoń A.: Metody wyznaczania stałych czasowych członów korekcyjnych stabilizatorów systemowych. Przegląd Elektrotechniczny, R. 100 nr 1/2024, s. 249-254, doi:10.15199/48.2024.01.52.
• [7] Paszek S., Nocoń A.: Optimisation and Polyoptimisation of Power System Stabilizer Parameters. Lambert, Saarbrucken, 2014.
• [8] Khaleghi M., Farsangi M.M., Nezamabadipour H., Lee K.Y.: Pareto-Optimal Design of Damping Controllers Using Modified Artificial Immune Algorithm. IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics, Part C (Applications and Reviews) 41(2), (March 2011), 240–250, DOI: 10.1109/TSMCC.2010.2052241.
• [9] Khanh D., Vasant P., Elamvazuthi I., Dieu V.: Optimization of thermo-electric coolers using hybrid genetic algorithm and simulated annealing. Archives of Control Sciences, 24(2), (2014), 155–176, DOI: 10.2478/acsc-2014-0010.
• [10] Panda M., Das B., Pati B.: Global path planning for multiple AUVs using GWO. Archives of Control Sciences, 30(1), (2020), 77–100, DOI: 10.24425/acs.2020.132586.
• [11] Zhang P., Coonick A.: Coordinated synthesis of PSS parameters in multi-machine power systems using the method of inequalities applied to genetic algorithms. 2000 IEEE Power Engineering Society Winter Meeting. Conference Proceedings (Cat. No.00CH37077), 2, (2000), 1424, DOI: 10.1109/PESW.2000.850179.
• [12] Miller B.L., Goldberg D.E.: Genetic Algorithms, Tournament Selection, and the Effects of Noise. Complex Systems, 9(3), 193–212.
• [13] Michalewicz Z., Logan T.D., Swaminathan S.: Evolutionary Operators for Continuous Convex Parameter Spaces. 3rd Annual Conference on Evolutionary Programming, Sebald A.V. and Fogel L.J. (editors), World Scientific Publishing, River Edge, N.J., 1994, pp. 84–97.
• [14] Power Technologies, a Division of S&W Consultants Inc.: Program PSS/E Application Guide. Siemens Power Technologies Inc., 2002.
• [15] Gibbard M.J.: Coordinated design of multimachine power system stabilisers based on damping torque concepts. IEE Proceedings 135, Pt. C(4), (1988), 276–284.
• [16] IEEE STd 421.5. IEEE Recommended Practice for Excitation System Models for Power System Stability Studies, 2016.
• [17] De Mello F.P., Concordia Ch.: Concepts of synchronous machine stability as affected by excitation control. IEEE Trans. on Power Systems, PAS-88(4), (1980), 316–329.
• [18] Peschel M., Riedel C.: Polyoptimierung – eine Entscheidungshilfe für ingenieurtechnische Kompromislosungen. VEB Verlag Technik, Berlin, 1976.
• [19] Mathworks, Inc. Optimization Toolbox Documentation.