تخمین مدهای نوسانی سیستم های قدرت توسط اندازه گیرهای فازوری (pmu) برای بهبود پایداری دینامیکی سیستم های قدرت

پایداری سیگنال کوچک یک سیستم، یکی از بزرگ ترین چالش ها در زمینه پایداری و قابلیت اطمینان شبکه قدرت می باشد. مدهای نوسانی الکترومکانیکی ناپایدار سیستم می توانند سبب ایجاد نوساناتی با دامنه های بسیار شدید شوند که این نیز می تواند سبب ایجاد یک سری ناپایداری های زنجیره ای در سطح شبکه بشود. مقادیر میرایی و فرکانس این نوسانات ، پارامتر هایی هستند که حاشیه امنیت مربوط به ظرفیت انتقال توان خطوط شبکه را تعیین می کنند و همچنین در طراحی پایدار ساز نوسانات (pss) از آنها استفاده می شود. روش های که قبلا برای بررسی پایداری سیستم قدرت وجود داشت بر پایه یک سری شبیه سازی های گسترده در سطح شبکه بود. ولی برای این کار به مدلی از شبکه نیاز هست که رفتار واقعی سیستم را با دقت بالا شبیه سازی کند. ولی در عمل فاکتور های زیادی وجود دارد که سبب می شود رفتار شبیهسازی شده ی سیستم با حالت واقعی آن متفاوت باشد ، برای مثال نبود اطلاعات کامل بارهای دینامیکی، تغییرات وسیع در بار و ساختار شبکه، و خطا در وارد کردن پارامترهای شبکه در شبیه سازی، نمونه هایی از این موارد است. موضوع دیگر این که به دلیل آنکه سیستم های قدرت امروزی بسیار وسیع و پیچیده بوده و مرتبه بالا بودن آنها سبب رفتار غیرخطی شدید آنها شده، این امر سبب پیچیده شدن تحلیل برای بدست آوردن مدل مناسب سیستم و در نتیجه تعیین مدهای نوسانی می شود. در روشهای جدید بررسی پایداری سیستم که بر پایه روش های پردازش سیگنال بنا شده اند نیاز به مدل و پارامترهای شبکه نیست و با استفاده از سیگنالهای اندازه گیری شده از سیستم، مدهای سیستم استخراج می شود. این مساله نیازمند استفاده از اندازهگیرهای فازوری (pmu) است که بتواند دادههای سنکرون و به هنگام را از نقاط مختلف شبکه در اختیار ما قرار دهد تا بتوان آنها را به صورت همزمان تحلیل کرد. دادههای دقیق و آنلاین دربارهی نوسانات که در این روش تخمین مد به دست میآید میتواند کمک کند تا این تنظیمات حاشیه امنیت را به صورت بهینه و آنلاین انجام دهیم و این کمک می کند تا بتوان از ماکزیمم ظرفیت خطوط در زمانی که سیستم در حالت کار پایدار است استفاده کنیم و نیز بتوانیم پایدار سازهای نوسان (pss) را به صورت به هنگام برای میرایی بیشتر نوسانات تنظیم کنیم. بر همین اساس هدف کلی در این پایان نامه معرفی و ارائه یک سیستم پایش نوسانات برای اطلاع لحظه به لحظه از وضعیت پایداری سیگنال کوچک سیستم و همچنین بررسی اقدامات و راهکارهای کنترلی لازم برای میرایی نوسانات می باشد. در این پایان نامه ابتدا به معرفی واحدهای اندازه گیری فازور و کاربرد های آن در سیستم های قدرت پرداخته می شود، سپس مفاهیم مربوط به آنالیز مدال با استفاده از استفاده از تحلیل خطی سیگنال کوچک بیان می شود و تحلیل های نابهنگام به منظور شناسایی مدهایی نوسانی سیستم ها مورد بررسی قرار میگیرد. این داده ها در فصل های بعد اساس مقایسه و نتیجه گیری ما محسوب می شود. در ادامه به معرفی روش های ایستا و خطی برای شناسایی پارامترهای مدال سیستم های قدرت به طور مفصل پرداخته می شود. با توجه به ماهیت غیر خطی رفتار سیستم قدرت واقعی و محدودیت های روش های ایستا برای آنالیز این گونه رفتارها و همچنین اهمیت مدهای بین ناحیه ای، تبدیل موجک مورلت مختلط برای تحلیل داده های ناایستا مبنای کار قرار گرفته و تحلیل تغییرات این مدها در حوزه زمان-فرکانس ارائه شده است. و در انتها در جهت کنترل بهنگام میرایی مدها به مفاهیم شکل مد پرداخته و روش های تخمین آن با استفاده از اندازه گیری ها موضوع بحث قرار می گیرد. و با این معیار، الگوریتمی برای بهبود میرایی مدها با استفاده از پایدار سازهای سیستم قدرت ارائه می شود.