A correlation based approach for power network reduction

Özet

Bu çalışma, jeneratörlerin uyumluluk davranışına dayalı bir güç sistemi indirgeme algoritması sunmaktadır. Bir arıza durumunda elektriksel olarak yakın jeneratörler beraberce salınmaya yöneldiklerinden, uyumlu jeneratör gruplarını karşılıklı elektriksel yakınlıklarına bağlı olarak belirledik. Rank korelasyon katsayısı bu yakınlığın bir ölçütü olarak tanımlandı. Bu katsayılar sistemin bara admitans matrisinden elde edildi. Bu ölçüt, sistemdeki herhangi iki bara arasındaki elektriksel yakınlığın bir ölçüsü olarak kullanılabileceğinden sistem bölümlenmesi amacıyla da kullanılmıştır. Sistem bölümlenmesinin derecesi, bölümlerden birisi önceden tanımlanmış çalışma alanını içerecek düzeyde belirlenebilmektedir. Yük baralarının yokedilmesinde Kron indirgeme yöntemini kullandık. Algoritma 39-baralı bir test sisteminde ve Türkiye 380 kV sisteminde test edildi. İndirgenmiş sistemde; hatlardaki yük akışları ve jeneratörlerin salınım eğrileri, sistemin tam modelindeki karşı gelen deðerleri ile karşılaştırıldı. Sonuçlar tatmin edicidir. Böylece, elektriksel yakınlığa dayalı bir uyumluluk tekniğinin, güç sistemi indirgenmesi amacına uygun olduğu sonucuna ulaştık.

Abstract

This study presents a power network reduction algorithm based on coherency. Since electrically close generators tend to swing together upon a disturbance, we determined coherent generator groups using their mutual electrical proximity. Rank correlation coefficient was defined as a measure for the degree of this proximity. These coefficients were calculated from the bus admitance matrix of the system. This measure could be used to determine the degree of the proximity of any two buses in the system also, hence served as a network partitioning algorithm. The order of partitioning could be chosen so as to one of the partitions include a pre-defined study area. We used Kron reduction to eliminate load buses. The algorithm was tested on a 39-bus system and Turkish 380 kV system. Power flows through the lines and generator swing curves in the reduced network model were compared with those in the full network model. Results are satisfactory. We found that an electrical proximity based coherency technique was proper for power network reduction.