Określenie stabilności kątowej systemu elektroenergetycznego na podstawie przebiegów mocy chwilowej przy zakłóceniach zwarciowych

W artykule przedstawiono wyniki obliczeń elektromechanicznych wartości własnych (związanych ze zjawiskami elektromechanicznymi) macierzy stanu systemu elektroenergetycznego (SEE) uzyskiwanych na podstawie analizy przebiegów nieustalonych mocy chwilowej zespołów wytwórczych. Analizowano zakłócenia w postaci krótkotrwałego zwarcia małoprądowego w różnych liniach przesyłowych SEE. Wykorzystana metoda obliczeń wartości własnych polega na aproksymacji analizowanych przebiegów mocy chwilowej za pomocą przebiegów będących superpozycją składowych modalnych związanych z poszukiwanymi wartościami własnymi. Aproksymację tę sprowadzono do minimalizacji funkcji celu określonej jako błąd średniokwadratowy, występujący między przebiegiem aproksymowanym i aproksymującym. Uzyskano zadowalającą dokładność obliczeń wszystkich elektromechanicznych wartości własnych.

The paper presents the results of calculations of the electromechanical eigenvalues (associated with electromechanical phenomena) of the power system (PS) state matrix based on analysis of the instantaneous power transient waveforms of the PS generating units. There were analysed the disturbances in the form of a symmetrical low-current short-circuit in different PS transmission lines. In the PS model used there was taken into account influence of a central frequency regulator. The method for eigenvalue calculations used in the paper consists in approximation of the analysed instantaneous power waveforms with the waveforms being a superposition of modal components associated with the searched eigenvalues. The approximation consists in minimisation of the objective function defined as the mean square error that occurs between the approximated and approximating waveforms. For the minimisation of the so-defined objective function a hybrid optimisation algorithm being a serial connection of the genetic and gradient algorithms was used. This connection eliminates the basic drawbacks of those both algorithms. To avoid calculation errors occurring when the optimisation algorithm gets stuck in the objective function local minimum, calculations of the eigenvalues for each disturbance waveform were performed repeatedly. The calculation results with the objective function values larger than a certain assumed limit were rejected. The arithmetic means of the not rejected results were assumed to be the final calculation results of the real and imaginary parts of particular eigenvalues.