ZIP YÜK MODELİNDE STATİK GERİLİM KARARLILIĞININ TCSC, SSSC VE UPFC İLE İNCELENMESİ

Abstract

Gerilim kararlılığı, bir güç sisteminin belirli bir ilk çalışma koşulundan kaynaklanan bir bozunuma maruz kaldıktan sonra sistemdeki tüm baralarda sürekli gerilimi tutabilme yeteneğini ifade eder. Gerilim kararlılığını etkileyen durumlardan birisi lineer olmayan yük modelidir. Lineer olmayan yük modellerinin güç sistemlerinde maksimum yüklenme parametresi-gerilim ilişkisi statik gerilim kararlılığı için çok önemlidir. Bu çalışmada 5 baralı güç sisteminde sabit empedans, akım ve aktif güç (ZIP) yük modelinin statik gerilim kararlılığında oluşturmuş olduğu etkiler incelenmiştir. Maksimum yüklenme analizi için güç sisteminde Esnek AC İletim Sistemi (FACTS) elemanlarından Tristör Kontrollü Seri Kompanzatör (TCSC), Statik Senkron Seri Kompanzatör (SSSC) ve Birleştirilmiş Güç Akışı Kontrolü (UPFC) kullanılmıştır. ZIP yük modelinin farklı parametre değerindeki etkileri gerilim-maksimum yüklenme parametresi açısından yorumlanmıştır. Dahası farklı parametre değerlerinde TCSC, SSSC ve UPFC ile 5 baralı güç sisteminin gerilim profilleri incelenmiştir. Özellikle UPFC’nin kullanılması ile statik gerilim kararlılığında daha etkili olduğu ve maksimum yüklenme parametre değerinin arttığı görülmüştür.

Keywords

• ZIP Yük Modeli,Maksimum Yüklenme Parametresi,TCSC,SSSC,UPFC

INVESTIGATION WITH TCSC, SSSC AND UPFC OF STATIC VOLTAGE STABILITY IN ZIP LOAD MODELING

Abstract

Maximum loading parameter-voltage in power systems of the nonlinear load modeling relation is important for static voltage stability. In this study, the effects on static voltage stability of static impedance, current, and active power (ZIP) load modeling in 5 buses power system are investigated. As maximum load analysis, Thyristor Controller Series Compensator (TCSC) Static Synchronous Seri Compensator (SSSC) and Unified Power Flow Controller (UPFC) from Flexible AC Transmission System (FACTS) devices are used. The impacts of ZIP load modeling on different parameter values were evaluated in terms of voltage-maximum loading parameters. Besides, voltage profile of 5 buses power system with TCSC, SSSC and UPFC in different parameter values was examined. Particularly, with use of UPFC has shown that static voltage stability is more effective and maximum load parameter value is increased.

Keywords

• ZIP Load Modeling,Maximum Loading Parameter,TCSC,SSSC,UPFC

References

1. [1] Öztürk, A., Güç Sistemlerinde Gerilim Karalılığının Genetik Algoritma İle İncelenmesi, Doktora Tezi, Sakarya Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2007.
2. [2] Chowdhury, B. H. and Taylor, C. W., ‘‘Voltage Stability Analysis: VQ Power Flow Simulation Versus Dynamic Simulation’’, IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 15, No. 4, 1354-1359, 2000.
3. [3] Andersson, G., Donalek, P., Farmer, R., Hatziargyriou, N., Kamwa, I., Kundur, P. and Schulz, R., ‘‘Causes of The 2003 Major Grid Blackouts in North America and Europe, and Recommended Means to Improve System Dynamic Performance’’, IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 20, No. 4, 1922-1928, 2005.
4. [4] Pereira, L., Kosterev, D., Mackin, P., Davies, D., Undrill, J. and Zhu, W., ‘‘An Interim Dynamic Induction Motor Model for Stability Studies in The WSCC’’, IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 17, No. 4, 1108-1115, 2002.
5. [5] Huang, G. M., Zhao, L. and Song, X., ‘‘A New Bifurcation Analysis for Power System Dynamic Voltage Stability Studies’’, IEEE In Power Engineering Society Winter Meeting, 2002, New York, USA, 27-31 Jan. 2002, Vol. 2, 882-887.
6. [6] Döşoğlu, M.K., Tosun, S., Öztürk, A. and Poyraz G., ‘‘Faz Kaydırıcı Transformatörlerin Statik Gerilim Kararlılığı Üzerindeki Etkilerinin İncelenmesi’’, İleri Teknoloji Bilimleri Dergisi, Vol. 2, No. 3, 43-52, 2013.
7. [7] Döşoğlu, M.K., Tosun, S., Öztürk, A., Saraçoğlu, B. and Poyraz, G., ‘‘Güç Sistemlerinde Kademe Değiştirici Transformatörlerin Statik Gerilim Kararlılığındaki Etkilerinin İncelenmesi’’, 7th International Advanced Technologies Symposium (IATS’13), Istanbul, Turkey, 30 Oct.,- 1 Nov. 2013, 598-602.
8. [8] Döşoğlu M. K., Güvenç U., Duman S., Dursun M., “3 Sargılı Transformatörün Gerilim Kararlılığı Üzerindeki Etkilerinin İncelenmesi”, 3. Anadolu Enerji Sempozyumu, Muğla, 1-3 Oct. 2015, 292-298.

9. [9] Sode-Yome, A. and Mithulananthan, N., ‘‘Comparison of Shunt Capacitor, SVC and STATCOM in Static Voltage Stability Margin Enhancement’’, International Journal of Electrical Engineering Education, Vol. 41, No. 2, 158-171, 2004.
10. [10] Sode-Yome, A., Mithulananthan, N. and Lee, K. Y., ‘‘Static Voltage Stability Margin Enhancement Using STATCOM, TCSC and SSSC’’, IEEE In Transmission and Distribution Conference and Exhibition: Asia and Pacific, 2005 IEEE/PES, Dailan, China, 18 August 2005, 1-6.
11. [11] Natesan, R. and Radman, G., ‘‘Effects of STATCOM, SSSC and UPFC on Voltage Stability’’, In System Theory, 2004. Proceedings of the Thirty-Sixth Southeastern Symposium on, Atlanta, USA, 16 March 2004, 546-550.
12. [12] Kazemi, A. and Badrzadeh, B., ‘‘Modeling and Simulation of SVC and TCSC to Study Their Limits on Maximum Loadability Point’’, International Journal of Electrical Power & Energy Systems, Vol. 26, No. 8, 619-626, 2004.
13. [13] Döşoğlu, M. K. and Arsoy, A. B., ‘‘Modeling and Simulation of Static Loads for Wind Power Applications’’, Neural Computing and Applications, Vol. 25, No. 5, 997-1006, 2014.
14. [14] Döşoğlu, M. K., Öztürk, A., Poyraz, G., Tosun, S., & Ercan, I. “Optimal Placement of TCSC SSSC and UPFC on Power Systems for Maximum Loading Parameter and Minimum Line Losses”, International Journal of Energy Applications and Technologies, Vol. 2, No.1, 1-7,2015.
15. [15] Kaya, K. Esnek Alternatif Akım İletim Sistemleri Kontrolörlerinin İncelenmesi ve Şebeke Üzerindeki Etkileri, İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 2011.
16. [16] Milano, F. ‘‘An Open Source Power System Analysis Toolbox’’, IEEE Transactions on Power systems, Vol. 20, No. 3, 1199-1206, 2005.