Calculations of Electromechanical Eigenvalues Based on Generating Unit Instantaneous Power and Angular Speed Waveforms at a Step Disturbance

• Autorzy: Pruski P. , Paszek S.

Identyfikatory

DOI

10.12736/issn.2300-3022.2015207

Warianty tytułu

PL

Obliczenia elektromechanicznych wartości własnych na podstawie przebiegów mocy chwilowej i prędkości kątowej zespołów wytwórczych przy zakłóceniu skokowym

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

The paper presents the results of calculations of eigenvalues (associated with electromechanical phenomena) of a power system model state matrix made on the basis of analysis of disturbance waveforms of generating unit instantaneous power and angular speed. The waveforms that occur after introducing a disturbance in the form of a change in the voltage regulator reference voltage in one of the power system generating units were taken into account in the calculations. The power system model included the impact of a central frequency regulator. The eigenvalue calculation method used in the investigations consists in approximation of the analysed instantaneous power disturbance waveforms by the waveforms being a superposition of modal components associated with the searched eigenvalues and their participation factors. This approximation involves the minimisation of an objective function defined as the mean square error between the approximated and approximating waveforms. For minimisation of the objective function, a hybrid optimisation algorithm consisting of serially connected genetic and gradient algorithms was used. This combination allows one to eliminate fundamental drawbacks of both algorithms.

PL

W artykule przedstawiono wyniki obliczeń wartości własnych (związanych ze zjawiskami elektromechanicznymi) macierzy stanu modelu systemu elektroenergetycznego (SEE), dokonane na podstawie analizy przebiegów zakłóceniowych mocy chwilowej i prędkości kątowej zespołów wytwórczych SEE. Wzięto pod uwagę przebiegi występujące po wprowadzeniu zakłócenia w postaci skokowej zmiany napięcia zadanego regulatora napięcia w jednym z zespołów wytwórczych SEE. W wykorzystanym modelu SEE uwzględniono oddziaływanie centralnego regulatora częstotliwości. Wykorzystana w artykule metoda obliczeń wartości własnych polega na aproksymacji analizowanych przebiegów zakłóceniowych za pomocą przebiegów stanowiących superpozycję składowych modalnych związanych z poszukiwanymi wartościami własnymi i ich czynnikami udziału. Aproksymacja ta polega na minimalizacji funkcji celu określonej jako błąd średniokwadratowy, występujący między przebiegiem aproksymowanym i aproksymującym. Do minimalizacji tak określonej funkcji celu wykorzystano hybrydowy algorytm optymalizacyjny, stanowiący szeregowe połączenie algorytmu genetycznego i gradientowego. Połączenie to pozwala na wyeliminowanie podstawowych wad obu algorytmów.

Słowa kluczowe

EN

power system; angular stability; eigenvalues associated with electromechanical phenomena; transient states

PL

system elektroenergetyczny; stabilność kątowa; wartości własne związane ze zjawiskami elektromechanicznymi; stany nieustalone

• Wydawca: ENERGA SA
• Czasopismo: Acta Energetica
• Rocznik: 2015
• Tom: nr 2
• Strony: 68--77
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Pruski P.

• Silesian University of Technology

autor

Paszek S.

• Silesian University of Technology

Bibliografia

• 1. Paszek S., Nocoń A., The method for determining angular stability factors based on power waveforms, AT&P Journal Plus2, Power System Modelling and Control, Bratislava, Slovak Republic 2008, pp. 71–74.
• 2. Cetinkaya H.B., Ozturk S., Alboyaci B., Eigenvalues Obtained with Two Simulation Packages (SIMPOW and PSAT) and Effects of Machine Parameters on Eigenvalues, Electrotechnical Conference, 2004, MELECON 2004, Proceedings of the 12th IEEE Mediterranean, Vol. 3, pp. 943–946.
• 3. Pruski P., Paszek S., Analiza dokładności obliczeń elektromechanicznych wartości własnych na podstawie rożnych przebiegów zakłóceniowych w systemie elektroenergetycznym [Analysis of calculation accuracy of electromechanical eigenvalues based on different disturbance waveforms in a power system], “Elektryka” Quarterly 2013, Gliwice, Vol. 2, pp. 15–22.
• 4. Pruski P., Paszek S., Obliczenia elektromechanicznych wartości własnych na podstawie symulacyjnych i pomiarowych przebiegów mocy chwilowej zespołow wytworczych [Calculations of electromechanical eigenvalues based on simulation and measurement instantaneous power waveforms of generating units], “Elektryka” Quarterly 2012, Gliwice, Vol. 2, pp. 71–88.
• 5. Saitoh H. et al., On-line modal analysis based on synchronized measurement technology, Proc. of International Conference on Power System Technology, 2002, pp. 817–822.
• 6. Paszek S., Wybrane metody oceny i poprawy stabilności kątowej systemu elektroenergetycznego [Selected methods for assessment and improvement of power system angular stability], Silesian University of Technology Publishers, Gliwice 2012.
• 7. Pruski P., Paszek S., Determination of electromechanical eigenvalues based on analysis of different disturbance waveforms of a power system, Computer Applications in Electrical Engineering, Poznań, 2014, Vol. 12, pp. 130–143.
• 8. Paszek W., Dynamika maszyn elektrycznych prądu przemiennego [AC electrical machines dynamics], Helion, 1998.
• 9. Nocoń A., Prosta metoda pomiaru kąta obciążenia generatora synchronicznego [Simple method for measurement of synchronous generator load angle], XXXV International Conference on Fundamentals of Electrotechnics and Circuit Theory, IC-SPETO 2012, Gliwice – Ustroń, 23–26.05.2012, pp. 119–120.
• 10. Mello de F.P., Hannett L.H., Representation of Saturation in Synchronous Machines. IEEE Transactions on Power Systems 1986, Vol. PWRS-1, November, No. 4, pp. 8–18.
• 11. Power Technologies, a Division of S&W Consultants Inc.: Program PSS/E Application Guide, Siemens Power Technologies Inc., 2002.
• 12. Machowski J., Regulacja i stabilność systemu elektroenergetycznego [Power system’s regulation and stability], Warsaw University of Technology Publishers, Warsaw 2007.