Визначення оптимальних розмірів і розміщення статичного синхронного компенсатора для підвищення напруги на шинах електромережі і зниження втраток з використанням алгоритму оптимізації китів
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.251760Ключові слова:
стабільність напруги, підвищення напруги, статичний синхронний компенсатор, алгоритм оптимізації китівАнотація
Зазвичай очікується, що енергосистеми будуть сильно завантажені зі зростанням попиту на електроенергію, а економічні міркування обмежують установку додаткових передавальних та генеруючих потужностей. Підтримання напруги на шині в енергосистемі в допустимих межах є важливим завданням для підвищення стабільності напруги та запобігання колапсу напруги у всій енергосистемі. Поширеним та ефективним способом досягнення цієї мети є додавання в енергосистему гнучких пристроїв лінії передачі змінного струму. Одним із таких пристроїв є статичний синхронний компенсатор. У цій роботі пропонується підхід до пошуку оптимального розташування та розмірів статичного синхронного компенсатора для підвищення напруги на шинах в енергосистемі. Потік навантаження проводиться для визначення шин низької напруги, які є слабкими шинами в системі і розглядаються як шини для підключення статичних синхронних компенсаторів. Сформульовано цільову функцію процесу оптимізації, що містить чотири частини: відхилення напруги, розмір статичного синхронного компенсатора, втрати активної та реактивної потужності всієї енергосистеми. Алгоритм оптимізації китів використається для процесу оптимізації. Пропонований підхід застосовується до реальної енергосистеми регіону Курдистан з використанням симулятора енергосистеми для інженерного програмного забезпечення для моделювання енергосистеми та визначення оптимального розміру та розташування статичного синхронного компенсатора для підвищення напруги на шині. Результати дослідження дозволяють застосовувати цей підхід до будь-якої енергосистеми. Що відрізняє цей метод, це те, що він виконує дві речі, а саме: зменшує відхилення напруги на шині до нуля, що означає, що всі напруги на шині знаходяться в допустимих межах, а також мінімізує втрати.
Посилання
- Shah, S. O., Arshad, A., Alam, S. (2021). Reactive Power Compensation Utilizing FACTS Devices. 2021 International Conference on Emerging Power Technologies (ICEPT). doi: https://doi.org/10.1109/icept51706.2021.9435455
- Joshi, B. S., Mahela, O. P., Ola, S. R. (2016). Reactive power flow control using Static VAR Compensator to improve voltage stability in transmission system. 2016 International Conference on Recent Advances and Innovations in Engineering (ICRAIE). doi: https://doi.org/10.1109/icraie.2016.7939504
- Moghavvemi, M., Faruque, M. O. (2000). Effects of FACTS devices on static voltage stability. 2000 TENCON Proceedings. Intelligent Systems and Technologies for the New Millennium (Cat. No.00CH37119). doi: https://doi.org/10.1109/tencon.2000.888762
- Telang, A. S., Bedekar, P. P. (2016). Application of voltage stability indices for proper placement of STATCOM under load increase scenario. International Journal of Energy and Power Engineering, 10 (7), 998–1003. Available at: https://publications.waset.org/10006054/application-of-voltage-stability-indices-for-proper-placement-of-statcom-under-load-increase-scenario
- Lakkireddy, J., Rastgoufard, R., Leevongwat, I., Rastgoufard, P. (2015). Steady state voltage stability enhancement using shunt and series FACTS devices. 2015 Clemson University Power Systems Conference (PSC). doi: https://doi.org/10.1109/psc.2015.7101706
- Minguez, R., Milano, F., Zarate-Minano, R., Conejo, A. J. (2007). Optimal Network Placement of SVC Devices. IEEE Transactions on Power Systems, 22 (4), 1851–1860. doi: https://doi.org/10.1109/tpwrs.2007.907543
- El Metwally, M. M., El Emary, A. A., El Bendary, F. M., Mosaad, M. I. (2008). Optimal allocation of FACTS devices in power system using genetic algorithms. 2008 12th International Middle-East Power System Conference. doi: https://doi.org/10.1109/mepcon.2008.4562386
- Farsangi, M. M., Nezamabadi-pour, H., Song, Y.-H., Lee, K. Y. (2007). Placement of SVCs and Selection of Stabilizing Signals in Power Systems. IEEE Transactions on Power Systems, 22 (3), 1061–1071. doi: https://doi.org/10.1109/tpwrs.2007.901285
- Kumarasamy, K., Raghavan, R. (2012). Particle Swarm Optimization algorithm for voltage stability improvement using multiple STATCOM. 2012 International Conference on Emerging Trends in Electrical Engineering and Energy Management (ICETEEEM). doi: https://doi.org/10.1109/iceteeem.2012.6494493
- Rao, P., Crow, M. L., Yang, Z. (2000). STATCOM control for power system voltage control applications. IEEE Transactions on Power Delivery, 15 (4), 1311–1317. doi: https://doi.org/10.1109/61.891520
- Sharma, N. K., Ghosh, A., Varma, R. K. (2003). A novel placement strategy for facts controllers. IEEE Transactions on Power Delivery, 18 (3), 982–987. doi: https://doi.org/10.1109/tpwrd.2003.813874
- Xiao, Y., Song, Y. H., Sun, Y. Z. (2002). Power flow control approach to power systems with embedded FACTS devices. IEEE Transactions on Power Systems, 17 (4), 943–950. doi: https://doi.org/10.1109/tpwrs.2002.804919
- Yang, C.-F., Lai, G. G., Lee, C.-H., Su, C.-T., Chang, G. W. (2012). Optimal setting of reactive compensation devices with an improved voltage stability index for voltage stability enhancement. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 37 (1), 50–57. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijepes.2011.12.003
- Mahmood, F. B. K., Ahmad, S., Mukit, G., Shuvo, M. T. I., Razwan, S., Maruf, M. N. I., Albatsh, F. M. (2017). Weakest location exploration in IEEE-14 bus system for voltage stability improvement using STATCOM, synchronous condenser and static capacitor. 2017 International Conference on Electrical, Computer and Communication Engineering (ECCE). doi: https://doi.org/10.1109/ecace.2017.7912980
- Al Mamari, A. S., Toha, S. F., Ahmad, S., Al Mamari, A. S. (2021). A modal analysis based on reactive power compensation on 6-bus Oman electrical grid. International Journal of Power Electronics and Drive Systems (IJPEDS), 12 (2), 757. doi: https://doi.org/10.11591/ijpeds.v12.i2.pp757-764
- Mukhopadhyay, B., Mandal, R. K., Choudhary, G. K. (2017). Voltage Compensation In Wind Power System Using STATCOM Controlled By Soft Computing Techniques. International Journal of Electrical and Computer Engineering (IJECE), 7 (2), 667. doi: https://doi.org/10.11591/ijece.v7i2.pp667-680
- Alatshan, M. S., Alhamrouni, I., Sutikno, T., Jusoh, A. (2020). Application of static synchronous compensator and energy storage system for power system stability enhancement. Bulletin of Electrical Engineering and Informatics, 9 (6), 2222–2234. doi: https://doi.org/10.11591/eei.v9i6.2319
- Khan, S., Bhowmick, S. (2014). STATCOM modeling for power flow analysis. 2014 6th IEEE Power India International Conference (PIICON). doi: https://doi.org/10.1109/poweri.2014.7117603
- Kadandani, N. B., Maiwada, Y. A. (2015). Simulation of Static Synchronous Compensator (STATCOM) for Voltage Profile Improvement. Innovative Systems Design and Engineering, 6 (7). Available at: https://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.1013.4109&rep=rep1&type=pdf
- Lin, W.-M., Lu, K.-H., Huang, C.-H., Ou, T.-C., Li, Y.-H. (2009). Optimal location and capacity of STATCOM for voltage stability enhancement using ACO plus GA. 2009 IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics. doi: https://doi.org/10.1109/aim.2009.5229769
- Mirjalili, S., Lewis, A. (2016). The Whale Optimization Algorithm. Advances in Engineering Software, 95, 51–67. doi: https://doi.org/10.1016/j.advengsoft.2016.01.008
- Vaiyapuri, T., Alaskar, H. (2020). Whale Optimization for Wavelet-Based Unsupervised Medical Image Segmentation: Application to CT and MR Images. International Journal of Computational Intelligence Systems, 13 (1), 941. doi: https://doi.org/10.2991/ijcis.d.200625.001
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2022 Ali Abdulqadir Rasool, Najimaldin M. Abbas, Kamal Sheikhyounis
![Creative Commons License](http://i.creativecommons.org/l/by/4.0/88x31.png)
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.