تخمین حاشیه پایداری ولتاژ در سیستم های قدرت با استفاده از روش تابع انرژی و شبکه های عصبی

معمولاً شرایط کاری یک سیستم قدرت، با آنچه در مرحله طراحی سیستم فرض شده است متفاوت است. اما در عمل یک سیستم قدرت باید در هر لحظه از زمان دارای پایداری کافی باشد و شرایط حالت مانای سیستم را برآورده سازد و همچنین در برابر پیش آمده های اضطراری محتمل، امن باشد. با افزایش بارگذاری سیستم های قدرت، در سال های اخیر مسئله ناپایداری ولتاژ بیش از گذشته مورد توجه قرار محققان و طراحان سیستم قرار گرفته است و به عنوان یکی از عوامل اصلی در ناپایداری این گونه سیستم ها مطرح شده است. اطلاع از میزان نزدیکی شرایط کار کنونی یک سیستم قدرت به شرایط کاری متناظر با نقطه فروپاشی ولتاژ، برای عملکرد امن و با قابلیت اطمینان بالای سیستم، ضروری است. از طرفی دامنه ولتاژ شین های یک سیستم قدرت به تنهایی نمی توانند برای مشخص نمودن وضعیت سیستم از نظر فروپاشی (ناپایداری) ولتاژ، مورد استفاده قرار گیرند. بنابراین معمولاً از شاخص هایی برای تعیین میزان نزدیکی سیستم به فروپاشی ولتاژ و همچنین برای اجرای عملیات اصلاحی بازدارنده مناسب، استفاده می شود. در این پایان نامه، ابتدا به کمک روش تابع انرژی، نوعی حاشیه (شاخص) پایداری استاتیکی ولتاژ در سیستم های قدرت، ارائه می شود. در محاسبه ی این شاخص پایداری ولتاژ، به مقادیر (پاسخ های) ولتاژ پایین (کم دامنه) مربوط به شین های سیستم، نیاز است. اما در حالت کلی محاسبه این پاسخ های ولتاژ پایین در سیستم های قدرت چند شینه کار دشواری است. بنابراین، سپس در این پایان نامه، با معادل سازی یک سیستم چند شینه به یک سیستم قدرت دو شینه، روش جدیدی برای محاسبه پاسخ های ولتاژ پایین، ارائه می شود. روش طرح شده بر روی دو سیستم تست 5 شینه و 14 شینه به طور موفقیت آمیزی اجرا می شود و نتایج بدست آمده مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد. از طرفی به منظور افزایش سرعت محاسبات برای کاربردهای بهنگام، از یک شبکه عصبی برای تخمین حاشیه پایداری ولتاژ طرح شده، استفاده می شود. نتایج بدست آمده دقت شبکه عصبی را در تخمین حاشیه پایداری ولتاژ مذکور بر روی دو سیستم تست مورد استفاده در این پایان نامه، تأیید می نماید. علاوه بر این در پایان نامه حاضر، یک روش حذف بار بهینه به عنوان یکی از عملیات اصلاحی برای جلوگیری از وقوع پدیده فروپاشی ولتاژ در سیستم های قدرت، ارائه می شود. الگوریتم حذف بار مذکور بر مبنای روش تابع انرژی طرح شده است و درستی آن با نتایج شبیه سازی های بدست آمده بر روی دو سیستم تست فوق، مورد تأیید قرار می گیرد.