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Sensitivity Analysis of Power System Including Series FACTS Device Based on RCF Method

직렬형 FACTS 설비를 포함하는 전력시스템의 RCF 해석법에 기초한 감도해석

  • Received : 2010.10.14
  • Accepted : 2010.12.18
  • Published : 2011.03.31

Abstract

In this paper, the RCF method is used in sensitivity analysis problems of the discrete power systems including both series FACTS equipments such as TCSC in transmission lines and generator controllers such as Exciter and PSS in generator terminal. To apply the RCF method in small signal stability problems of discrete power systems, state transition equations of controllers and TCSC are derived and the sensitivity calculation algorithm using state transition equations in discrete time domain is devised. The results of eigenvalue analysis showed that the variations of eigenvalues after periodic switching operations of TCSC can be calculated exactly by the RCF method and the change of firing angles in TCSC have important effect to determine the stability of power systems.

본 논문은 Exciter와 Power System Stabilizer(PSS)를 포함하는 발전기 제어장치와 싸이리스터에 의한 불연속 스위칭 동작을 하는 직렬형 Flexible AC Transmission System(FACTS) 설비인 Thyristor Controlled Static-var Compensator(TCSC)를 포함하는 전력계통의 고유치 해석과 안정도 개선을 위한 고유치 감도계수를 이산 시스템에서의 해석방법을 사용하여 해석하였다. 이산 시스템에서의 해석방법으로는 Resistive Companion Form(RCF) 해석법을 사용하였으며, 상태천이 방정식을 사용하여 감도해석에 필요한 계산 알고리즘을 제시하였고, 연속시스템에서의 해석결과와 비교하였다. TCSC의 스위칭 동작이 고려되지 않는 연속 시스템에서의 해석결과와 달리, 이산 시스템에서의 해석결과 스위칭 동작의 영향으로 제어기 정수에 대한 감도해석 결과가 일정한 방향성을 가지면서 주기적으로 변화하는 것을 알 수 있었다. 또한 중요 진동모드에 대한 제어기정수의 감도계수 값이 연속시스템에서의 해석결과와 달리 싸이리스터의 주기적 스위칭 동작에 의해 다른 값을 가지면서 주기적으로 진동하는 것을 알 수 있었다.

Keywords

References

  1. P. M. Anderson, A. A. Fouad, Power system control and stability, Iowa state press, 2003.
  2. R. Mohan Mathur, Rajiv K. Varma, Thyristor- based FACTS controllers for electrical transmission systems, IEEE Wiley Inter-Science, 2002.
  3. Narain G. Hingorani, Laszlo Gyugyi, Understanding FACTS, IEEE Press, 2000.
  4. Yousin Tang, A. P. Sakis Meliopoulos, "Power system small signal stability analysis with FACTS elements", IEEE Trans. of power delivery, Vol. 12, No. 3, pp.1352-1361, July 1997. https://doi.org/10.1109/61.637014
  5. Eugene V. Solodovnik, George J. Cokkinides, A.P. Sakis Meliopoulos, "On stability of implicit numerical methods in nonlinear dynamical systems simulation", IEEE winter meeting 1998.
  6. Eugene V. Solodovnik, George Cokkinides, Roger Dougal, A. P. Sakis Meliopoulos, "Nonlinear power system component modeling using symbolically assisted computation", power engineering society summer meeting, pp.1439-1444, 2001.
  7. A. P. Meliopulos, George J. Cokkinides, George K. Stefopoulos, "Improved numerical integration method for power/power electronic systems based on three-point collocation", Proceedings of the 44th IEEE conference on decision and control, pp. 6780-6787, December, 2005.