ابعاد، دقت و میزان اطمینان به مدلهای مورد استفاده در مطالعات پایداری گذار سیستم قدرت از اهمیت اساسی برخوردار است. امروزه با توجه به گسترش روزافزون شبکه های الکتریکی با رویکردهای نوین در تولید، انتقال و توزیع انرژی الکتریکی و همچنین محدودیت دسترسی به اطلاعات مشروح شبکه به دلیل ملاحظات امنیتی و اقتصادی حاکم بر ساختارهای جدید سیستم قدرت، بحث انتخاب مدل مناسب برای مطالعات پایداری با چالش جدی مواجه می باشد. در این رساله، یک ساختار جامع مبتنی بر پردازش توزیع شده و یک ساختار سه فازه مبتنی بر روش اجزای توالی برای افزایش دقت مدل سازی سیستم قدرت در مطالعات پایداری گذرا ارایه گردیده است. در روش توزیع شده یک سیستم بزرگ قدرت به صورت جغرافیایی به نواحی مختلف تجزیه و محاسبات آنها به موازات یکدیگر انجام می پذیرد با این روش امکان دخیل نمودن جزییات شبکه قدرت در محاسبات پایداری گذرا با حفظ ایمنی اطلاعاتی نواحی مختلف و با تقسیم حجم محاسباتی فراهم می گردد. این روش بر اساس ایده حل تکه ای شبکه های بزرگ قدرت و با کمک گرفتن از ابزار آنالیز حساسیت بزرگ مقدار ارایه و روش هایی برای بهبود بازده محاسباتی توزیع شده پیشنهاد گردیده است. در بخش مدل سازی سه فازه امکان انجام مطالعات پایداری گذرا با در نظر گرفتن شرایط نامتعادلی (خطاهای نامتقارن) سیستم قدرت و ارایه مقادیر فاز و توالی در هر نقطه از شبکه، بوجود آمده است. همچنین روشی برای محاسبه حالت های گذرا (افست dc) شبکه قدرت مبتنی بر روش آنالیز نازوری پایداری گذرا گردیده است. مقایسه نتایج بدست آمده از مدل های پیشنهادی با نتایج حل متمرکز در آنالیز جامع و با نتایج بدست آمده از جعبه ابزار سیستم قدرت نرم افزار مطلب و همچنین مقادیر ثبت شده واقعی در حل سه فازه دقت مدل های پیشنهادی را تأیید می نماید.

حفاظت سریع و مطمئن شبکه های قدرت حین بروز خطاها و نیز سایر اغتشاشات شبکه، به منظور حفظ پایداری و محدود کردن خسارات وارده به سیستم یکی از مهم ترین موضوعاتی است که مهندسین برق در بهره برداری از سیستم های قدرت با آن مواجه هستند؛ از این رو مطالعه سیستم های حفاظتی در شبیه سازی ها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. از طرف دیگر اثر نوسان کمیت های مختلفِ شبکه حین بروز اغتشاشات مختلف را نیز بایستی در تنظیم صحیح رله های حفاظتی در نظر گرفت. نتیجه اینکه لازم است تنظیمات رله-های حفاظتی در شبیه سازی های گذرا مورد آزمایش قرار گیرند تا از درستی آنها اطمینان حاصل شود. با توجه به کاستی های فراوان برنامه های پیشین در تحلیل شرایط نامتعادل، امکان تستِ تنظیمات رله های حفاظتی در مطالعات پایداری گذرا وجود نداشت. در پروژه ای که پیش رو دارید رفتار رله های حفاظتی در بستری که به تازگی برای تحلیل شرایط نامتعادل در مطالعات پایداری گذرا مهیا گردیده، پیاده سازی شده است. بدین ترتیب می توان عملکرد رله های حفاظتی را در شرایط معمولی و نیز حین بروز اتصال کوتاه های متقارن و نامتقارن مورد مطالعه قرار داد. این رله ها شامل انواع رله های جریان زیاد، دیستانس و دیفرانسیل می باشند.