Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

ATC enhancement in restructured power system using whale optimization algorithm

Reddy Sibbala Bhargava, Kumar R. Ashok, Sreenivasan G.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2023

|

R. 99, nr 7

34--40

EN

Power industries around the world are moving towards the process of deregulation for the improvement in performance, efficiency and to attract private participants. The primary concerns are cost for transmission, congestion clearance, and Available Transfer Capability. Among these, ATC plays a significant role for secure and reliable operation. FACTS devices are viewed as a dynamic element for the quantity of power to be transferred and for increasing the available power transfer capacity. It overcomes the congestion of the transmission path and provides a chance to increase the electrical power flow on the line. This assignment proposes Wale Optimization Algorithm (WOA) for optimized setting of FACTS devices and for enhancing the ATC. The solution avoids the cost of erecting a new transmission system for power transmission. The validity of the proposed algorithm is confirmed through different test cases on standard IEEE test system.

PL

Energetyka na całym świecie zmierza w kierunku procesu deregulacji w celu poprawy wydajności, wydajności i przyciągnięcia prywatnych uczestników. Głównymi problemami są koszty transmisji, usuwanie zatorów i dostępne możliwości transferu. Wśród nich ATC odgrywa znaczącą rolę w bezpiecznym i niezawodnym działaniu. Urządzenia FACTS są postrzegane jako element dynamiczny dla ilości przesyłanej mocy i zwiększania dostępnej przepustowości. Pokonuje przeciążenia toru transmisyjnego i daje szansę na zwiększenie przepływu energii elektrycznej na linii. W tym zadaniu zaproponowano algorytm optymalizacyjny Wale'a (WOA) w celu zoptymalizowania ustawień urządzeń FACTS i ulepszenia ATC. Rozwiązanie pozwala uniknąć kosztów budowy nowego systemu przesyłowego do przesyłu mocy. Poprawność proponowanego algorytmu została potwierdzona przez różne przypadki testowe na standardowym systemie testowym IEEE.

2

Stability analysis and efficiency improvement of IPFC using latest PR controller

Gurijala Sridhar Babu, Kishore D. Ravi, Nittala Ramchandra, Godala Rohith Reddy

Archives of Electrical Engineering

|

2021

|

Vol. 70, nr 3

615--630

EN

The deviation from the ideal waveformcauses disturbances and failure of end-user load equipment. Power traveling a long distance from the generation plant to the end-user leads to deterioration of its quality, and the intensive utilization of power leads to serious issues in the grid resulting in power quality problems. To make the system effective and able to meet modern requirements, flexible AC transmission system (FACTS) devices should be installed into the grid. The interline power flow controller (IPFC) is the latest FACTS device, which compensates for both active and reactive power among multi-line systems. The converters used in the IPFC are crucial as they can be adjusted to regulate the power flow among the lines. This paper proposes a cascaded IPFC with hysteresis and proportional resonant voltage controllers. Some main drawbacks of controllers like steady-state errors and reference tracking of converters can be easily achieved by the PR controller, which makes the system efficient and can be used for a wide range of grid applications. Hysteresis and PR controllers are explained in detail in the following sections. A comparative analysis is carried out among control algorithms to choose the suitable controller which maintains stability in the system.

3

Understanding HVDC/FACTS controller’s sustainable development & comparative analyses of GTO, GCT, IGBT, MTO, ETO, MCT and MOSFET operations

Alshammari Badr Mesned, Masood Tariq, Chughtai Muhammad Tajammal, Karim Samer

Przegląd Elektrotechniczny

|

2020

|

R. 96, nr 3

111--113

EN

This article presents a comparative study through analyses regarding a number of power electronics devices. Power Electronic devices have innovative contribution to control the electrical power operations with a degree of precision. The GTO normally are not equipped with amplifying gates. The Asymmetric GTOs are inherently equipped with fast recovery diodes across each GTO, for reverse operations based on the that reverse voltage capability is not required for GTOs operations. This also provide techno economic benefits high voltage, voltage drop and current ratings capability. It can sustain against, short and long-time overcurrent.

PL

W artykule przedstawiono analize porównawczą różnych elementów elektronicznych stosowanych w energoelektronice. Analizowano także wpływ właściwości tych elementów na prtacę urządzeń energetyki, takich jak np. sterowniki wysokonapięciowe FACTS.

4

Coordinated design of PSS and TCSC based on Fuzzy controller using global signals

Ghasemi A., Shayeghi H.

Journal of Power Technologies

|

2018

|

Vol. 98, nr 1

106--120

EN

This paper presents a modified chaotic gravitational search algorithm (CGSA) as a novel heuristic algorithm for coordinate design of fuzzy logic controller-based thyristor controlled series capacitor (FLC-TCSC) and power system stabilizers (PSSs) in multi-machine power system. The coordinate design of PSS and FLC-TCSC damping controllers is converted to a single optimization problem with the time-domain objective function which is solved by the proposed CGSA algorithm which has strong ability for finding the most optimistic results. By minimizing the employed fitness function in which oscillatory characteristics between areas are included, the interactions among the FLC-TCSC controller and PSS under transient conditions in the multi-machine power system are enhanced. The generator speed and the electrical power are chosen as global input signals. The system performance is assessed through the time multiplied absolute value of the error (ITAE), Eigenvalues and figure of demerit (FD) analysis performance indices. The robustness is tested by considering several operating conditions to establish the superior performance with the proposed controller over the other stabilizers.

5

Reactive Power Compensation Device Based on Matrix Converter

Sieńko T., Szczepanik J. W.

Acta Energetica

|

2018

|

nr 3

64--70

EN

This paper presents an innovative device for reactive power compensation based on direct energy conversion (matrix converter – MC). The entire device consists of a transformer, a multiphase converter and a polygon-connected capacitive load. The authors have developed a converter control method, which enables the transfer and manipulation of the nature of reactive power flowing through the MC. The reactive power output is controlled by adjusting the capacitors’ operating frequency, and its nature is controlled by changing the converter control sequence. The device enables the output’s quick and stepless (continuous) adjustment. Its arrangement eliminates the risk of network resonances which may occurring during reactive flow changes.

PL

W artykule zaprezentowano nowatorskie urządzenie do kompensacji mocy biernej bazujące na bezpośredniej konwersji energii (przekształtnik macierzowy – PM). Urządzenie w całości składa się z transformatora, wielofazowego przekształtnika i obciążenia pojemnościowego połączonego w wielobok. Autorzy opracowali sposób sterowania przekształtnika, który pozwala na transfer i manipulowanie charakterem mocy biernej płynącej przez PM. Zmiana wartości wydawanej mocy biernej dokonywana jest poprzez zmianę częstotliwości pracy kondensatorów, a zmiana charakteru wydawanej mocy biernej poprzez zmianę sekwencji sterowania przekształtnikiem. Urządzenie pozwala na szybką i bezstopniową (ciągłą) zmianę wartości wydawanej mocy oraz nie jest zagrożone wystąpieniem rezonansów sieciowych.

6

Comparative study of GA & DE algorithm for the economic operation of a power system using FACTS devices

Bhattacharyya B., Gupta V. K., Kumar S.

Archives of Electrical Engineering

|

2013

|

Vol. 62, nr 4

541--552

EN

The problem of improving the voltage profile and reducing power loss in electrical networks must be solved in an optimal manner. This paper deals with comparative study of Genetic Algorithm (GA) and Differential Evolution (DE) based algorithm for the optimal allocation of multiple FACTS (Flexible AC Transmission System) devices in an interconnected power system for the economic operation as well as to enhance loadability of lines. Proper placement of FACTS devices like Static VAr Compensator (SVC), Thyristor Controlled Switched Capacitor (TCSC) and controlling reactive generations of the generators and transformer tap settings simultaneously improves the system performance greatly using the proposed approach. These GA & DE based methods are applied on standard IEEE 30 bus system. The system is reactively loaded starting from base to 200% of base load. FACTS devices are installed in the different locations of the power system and system performance is observed with and without FACTS devices. First, the locations, where the FACTS devices to be placed is determined by calculating active and reactive power flows in the lines. GA and DE based algorithm is then applied to find the amount of magnitudes of the FACTS devices. Finally the comparison between these two techniques for the placement of FACTS devices are presented.

7

Multi-type FACTS placement for loss minimization using biogeography based optimization

Subramanian A., Ravi G.

Archives of Electrical Engineering

|

2012

|

Vol. 61, nr 4

517-531

EN

This paper presents a new strategy for optimal placement of multi-type FACTS devices with a view to minimize losses besides enhancing the voltage profile using biogeography based optimization. The strategy places three types of FACTS devices that include static VAR compensator, thyristor controlled series compensator and unified power flow controller; and offers optimal locations for placement, type and parameters of the FACTS devices. Test results on IEEE 14, 30 and 57 bus systems reveal the superiority of the algorithm.

8

Sterowanie urządzeń UPFC w inteligentnych sieciach przesyłowych przyszłości

Machowski J.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2010

|

R. 86, nr 12

293-302

PL

Artykuł dotyczy przyszłościowych inteligentnych sieci przesyłowych wyposażonych w szeregowe urządzenia FACTS typu UPFC oraz sterowanie zmiennych stanu oparte na nowoczesnych systemach pomiarowych WAMS. To sterowanie dedykowane jest do poprawy stabilności systemu elektroenergetycznego i tłumienia kołysań mocy po wystąpieniu zakłóceń. W stosunku do sterowania głównego, polegającego na regulacji przepływów w sieci, ma ono charakter uzupełniający stabilizujący system. Algorytm proponowanego sterowania stabilizującego został wyprowadzony za pomocą bezpośredniej metody Lapunowa dla nieliniowego modelu systemu wielomaszynowego przy założeniu maksymalizacji rozpraszania energii podczas kołysań mocy i ich tłumienia. Proponowany algorytm sterowania stabilizującego jest realizowany za pomocą regulatora wielowejściowego z sygnałami wejściowymi (zmiennymi stanu) generowanymi przez nowoczesny system pomiarowy WAMS oparty na urządzeniach PMU synchronizowanych sygnałem GPS.

EN

This paper addresses the future intelligent transmission network (smart grid) equipped with series FACTS devices such as UPFC and state-variable stabilising control based on modern WAMS. This stabilising control is activated in the transient state of power system and is supplementary with respect to the main steady-state control designed for power flow regulation. Stabilising control algorithm, proposed in this paper, have been derived for a nonlinear multi–machine system model using direct Lyapunov method with the aim to maximise the rate of energy dissipation during power swings and therefore maximisation of their damping. The proposed stabilising control algorithm is executed by a multi-loop controller with the input signals (state variables) generated by modern WAMS based on PMU synchronised by GPS signals.

9

Dobór struktury, typu oraz parametrów odpornego stabilizatora systemowego urządzenia FACTS

Robak S.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2009

|

R. 85, nr 8

76-79

PL

W artykule przedstawiono problematykę projektowania stabilizatorów systemowych urządzeń FACTS. Dyskusja została skoncentrowana wokół wyboru struktury, transmitancji stabilizatora systemowego urządzenia FACTS. Ponadto zawarto analizę dotyczącą wskaźników jakości wykorzystywanych w procesie optymalizacji parametrów stabilizatora systemowego. Analiza została wzbogacona poprzez wyniki badań symulacyjnych wybranych wskaźników jakości regulacji dla prostego układu testowego generator sieć sztywna.

EN

The selected problems of FACTS-based stabilizer design are presented in this paper. The discussion is focused around the choice of structure and transfer function of the robust stabilizing controller. Practical tips for the selection of stabilizer transfer function type are provided. An analysis concerning performance index used in process parameter optimization is also presented. The analysis is extended by performing a few additional tests using selected performance indices on a simple generator - infinite bus model, the results of which are included in this paper.

10

Internal interactions of UPFC multifunction controller

Robak S., Rasolomampionona D.D.

Archives of Electrical Engineering

|

2008

|

Vol. 57, nr 2

135-149

EN

Interactions between controllers are one of the main reasons of weakly damped oscillations in power systems. This phenomenon is mostly due to either their inadequate tuning or the lack of coordination of their action. The analysis of the problem becomes much more complicated in case of using FACTS-based multifunctional controllers. In such a situation other reasons of control interactions could appear. This paper presents an analysis of internal interactions occurring during the multifunction operation of Unified Power Flow Controller (UPFC) installed a multimachine test system. The analysis is performed using relative gain array and generalised dynamic relative gain.

PL

Interakcje regulatorów są jedną z głównych przyczyn słabo tłumionych oscylacji pojawiających się w systemie elektroenergetycznym. Zjawisko to występuje głównie w wyniku niewłaściwego doboru parametrów regulatorów lub braku koordynacji ich działania. Analiza problemu interakcji jest szczególnie złożona w przypadku wielofunkcyjnych regulatorów urządzeń FACTS. W tym przypadku również inne przyczyny mogą powodować występowanie interakcji w układzie regulacji. Artykuł przedstawia analizę wewnętrznych interakcji powstających w wyniku działania wielofunkcyjnego regulatora urządzenia UPFC w wielomaszynowym systemie elektroenergetycznym. Analiza interakcji została przeprowadzona z wykorzystaniem metody macierzy względnego wzmocnienia oraz metody uogólnionego względnego dynamicznego wzmocnienia.

11

Projektowanie i analiza odpornych regulatorów urządzeń FACTS w systemie elektroenergetycznym

Robak S.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektryka

|

2007

|

z. 136

3-160

PL

W rozprawie przedstawiono zastosowanie twierdzenia Charitonowa oraz uogólnionego twierdzenia Charitonowa do projektowania regulatora odpornego o stałych parametrach wybranych urządzeń, zaliczanych do elastycznych systemów przesyłu prądu zmiennego (FACTS). Prezentowany opis teoretyczny oraz wykonane badania dotyczą urządzeń: bocznikowych STATCOM oraz SVC, a także szeregowego TCPS. We wprowadzeniu do problemu zmienności systemu elektroenergetycznego wskazano główne źródła niepewności w analizie stabilności systemu elektroenergetycznego, które powodują, że stosowane regulatory stabilizujące powinny się charakteryzować odpornością. Sformułowano zadanie projektowania regulatora odpornego. Przedstawiono sposób modelowania niepewności systemu elektroenergetycznego z wykorzystaniem wielomianów przedziałowych. Zaprezentowano sposób wyznaczenia parametrów niepewnego modelu na podstawie przyjętego, reprezentatywnego zbioru stanów pracy układu. Zadanie syntezy regulatora odpornego, w przypadku ogólnym dotyczące regulatora o wielu wejściach i jednym wyjściu, rozbito na dwa podzadania. Pierwsze podzadanie polegało na wyznaczeniu obszaru rozwiązań dopuszczalnych, drugie - na dokonaniu wyboru bądź optymalizacji parametrów regulatora spośród rozwiązań zadania pierwszego. Na potrzeby rozwiązania podzadania pierwszego, w przypadku regulatora jednowejścio-wego pierwszego rządu, sformułowano oraz omówiono analityczny sposób wyznaczenia obszaru rozwiązań w przestrzeni parametrów regulatora oparty na metodzie D-kompozycji. Następnie przedstawiono jego rozszerzenie na przypadek regulatora wyższego rzędu. W celu optymalizacji parametrów regulatora sformułowano wskaźnik jakości, uwzględniający wpływ projektowanego regulatora na tłumienie kołysań elektromechanicznych oraz na jakość regulacji wybranych wielkości występujących w układzie. Opracowano zwarty opis modelu systemu elektroenergetycznego, w którym w dowolnym węźle, bądź gałęzi, zainstalowano urządzenie FACTS. W sposób szczegółowy omówiono modelowanie sieci przesyłowej. Zaprezentowano zależności pozwalające na przedstawienie elementów macierzy admitancyjnej transferowej jako funkcji zmiennych sterujących, pochodzących od urządzeń FACTS. Na podstawie danych dotyczących głównie Krajowego Systemu Elektroenergetycznego scharakteryzowano istotne, z punktu widzenia projektowania regulatora odpornego, źródła niepewności systemu elektroenergetycznego. Przedstawiono sposób uwzględniania poszczególnych źródeł niepewności w procesie analizy systemów elektroenergetycznych, Przedstawiono oryginalne wyniki badania stabilności lokalnej niepewnego systemu elektroenergetycznego dla różnych wariantów stanów pracy układu, zarówno w przypadku układu typu generator-sieć sztywna, jak i układu wielomaszynowego. Zaprezentowano wyniki syntezy regulatorów odpornych. W przypadku układu typu generator-sieć sztywna, omówiono wpływ wyboru sygnału wejściowego regulatora oraz zakresu zmienności stanów pracy układu na obszar rozwiązań dopuszczalnych Przedstawiono ocenę właściwości zaprojektowanych regulatorów opracowaną na podstawie badań z. wykorzystaniem modelu liniowego oraz nieliniowego systemu elektroenergetycznego,

EN

The incessant variability of power system parameters and operation conditions as a result of permanent changes of load balance cause a power system to be regarded as an uncertain system. In case ol such systems, robust control is required. The dissertation deals with the problem of FACTS device robust controller design using Kharitonov's theorem. The applied approach makes the design of a low order controller with constant parameters possible. The elaborated theory and related analysis have been performed for two FACTS devices: shunt device STATCOM and serial device TCPS. The problem of permanent changes ol load balance and operation states in the power system, as well as the main sources of uncertainty are indicated in the introduction to the dissertation. The presented issues led to the conclusion that stabilizing controllers should be robust in order to achieve the desired performance and stability of the power system. The task of controller design is formulated at the beginning of the main part of the dissertation. Interval polynomials have been used for the uncertainty model elaboration. A method of determination of the uncertain model parameters based on an appropriate representative set ol power system operating states has been proposed. The task synthesis of a Multiple Input Single Output (MISO) robust controller is divided into two subtasks: the first one is the determination of the area of acceptable solutions. The second subtask consists in selecting or optimising (he controller parameters among the obtained solutions of the first subtask. In the case of a 1st order controller, an analytical solution of the problem of area determination arising from the first task has been elaborated on and presented. This solution has been determined on the basis of the D-decomposition method. An extension of this method to higher order controllers is presented in a further part. A performance index has been introduced in order to optimize controller parameters. The influence of such factors as damping of electromechanical oscillations and control quality on the controller behaviour has been taken into account in formulating the performance index. A compact description of the power system model in which a FACTS device has been installed at any node or branch is included in the dissertation. Moreover, a detailed model of transmission network is presented. The derived admittance matrix transfer contains elements that are functions of FACTS controllers variables. Sources of uncertainty, essential from the point of view of robust controller design, have been based on the Polish National Power System data. The way of consideration of different uncertainty sources in the power system analysis is then presented. Original results of the steady-state stability analysis of an uncertain power system for different operating states are presented. The analysis has been performed for both the generator-infinite bus model and the multi-machine power system one. Results of robust controller synthesis are presented at the end of the dissertation. In case of the generator-infinite bus model, the influence of the choice of controller input signal and the range of power system operating states on the area of acceptable solutions are presented. Finally, an evaluation of the designed controllers based on the analysis of the linear and non-linear model of a power system is also provided.

12

Damping of power swings in electric power systems by control of UPFC

Januszewski Marcin, Machowski Jan

Archives of Electrical Engineering

|

2003

|

Vol. 52, nr 2

153--166

EN

Large interconnected power systems often suffer weakly damped swings between synchronous generators and subsystems. This paper presents an approach, based on the use of non-linear system model and application of the direct Lyapunov method, to improve damping of power swings using the Unified Power Flow Controller (UPFC). State-variable control strategy has been derived as well as its implementation utilising locally available signals of active and reactive power. Finally results of simulation tests undertaken on a small multi-machine system have been shown.

PL

W artykule przedstawione zostało wyprowadzenie algorytmu sterowania elementu UPFC (z uwzględnieniem sterowania części bocznikowej i szeregowej). Algorytm ten został wyprowadzony dla modelu nieliniowego systemu elektroenergetycznego korzystając z bezpośredniej metody Lapunowa. Na podstawie optymalnego algorytmu sterowania opartego na sygnałach zmiennych stanu (delta, omega)) autorzy zaproponowali zastosowanie sygnałów mierzalnych lokalnie, mocy czynnej i biernej. Opracowane algorytmy korzystające z sygnałów mierzalnych lokalnie zostały sprawdzone symulacyjnie na modelu wielomaszynowym. Otrzymane wyniki potwierdziły prawidłowość rozważań teoretycznych.

13

Advanced modelling of generator - infinite busbar system including thyristor controlled phase shift transformer

Robak Sylwester, Rasolomampionona Desire D.

Archives of Electrical Engineering

|

2003

|

Vol. 52, nr 2

201--219

EN

A concept of mathematical modelling of generator infinite busbar system including thyristor controlled phase shift transformer is presented. The following types of power system model are considered: nonlinear equations system model, block diagram transfer function model, linearised state space representation model. The obtained models take into consideration the influence of TCPST device inertia on dynamic features of power system. The derived models allow to analyse some qualitative features like: steady-state stability, controllability, observability. The presented model can be also used for different type of studies connected with to power system analysis. Also an example of a block diagram transfer function model application for TCPST stabilizer input control signal selection is included.

PL

Artykuł dotyczy koncepcji tworzenia modelu matematycznego prostego systemu elektroenergetycznego jednomaszynowego generator-sieć sztywna zawierającego urządzenie FACTS typu TCPST. Omówiono następujące modele układu: model w postaci nieliniowych równań opisujących układ, liniowy model w postaci schematu blokowego oraz liniowy model w postaci równań stanu. Opracowane modele uwzględniają wpływ inercji TCPST na właściwości dynamiczne układu. Opisane modele liniowe umożliwiają badanie takich cech układu jak stabilność lokalna, obserwowalność, sterowalność. Omawiane modele mogą również być wykorzystane do różnych badań związanych z analizą systemu elektroenergetycznego. Dodatkowo pokazano przykładowe zastosowanie modelu w postaci schematu blokowego do selekcji wejściowego sygnału stabilizatora TCPST.