Control robusto de oscilaciones en sistemas de potencia mediante señales remotas
Este artículo presenta una estrategia de control robusto que hace uso de Power System Stabilizers (PSS’s) para enfrentar el problema de las oscilaciones inter-área en Sistemas Eléctricos de Potencia. La propuesta se fundamenta en la estrategia Δω planteada por Kundur y adecuada para tener en cuenta...
- Autores:
-
González Ocampo, Diego
Loaiza, Alejandro
Arias Hernández, Alexander
- Tipo de recurso:
- Article of journal
- Fecha de publicación:
- 2016
- Institución:
- Corporación Universidad de la Costa
- Repositorio:
- REDICUC - Repositorio CUC
- Idioma:
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- OAI Identifier:
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- Acceso en línea:
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https://doi.org/10.17981/ingecuc.12.2.2016.06
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- Palabra clave:
- Sistemas eléctricos de potencia
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Estabilidad de sistemas de potencia
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Este artículo presenta una estrategia de control robusto que hace uso de Power System Stabilizers (PSS’s) para enfrentar el problema de las oscilaciones inter-área en Sistemas Eléctricos de Potencia. La propuesta se fundamenta en la estrategia Δω planteada por Kundur y adecuada para tener en cuenta mediciones remotas de todas las máquinas generadoras del sistema de potencia. El Centro de Control calcula una señal de control para cada generador del sistema ponderando las mediciones de cada generador activo. La robustez de la propuesta permite afrontar el problema de los retardos que se presentan en las señales de comunicaciones debido a las mediciones remotas. La fortaleza de la propuesta se evidencia mediante su implementación sobre el sistema de prueba de 2 áreas y 4 máquinas de Kundur donde se consideraron los modelos completos de las máquinas. Se logró amortiguar de manera satisfactoria las oscilaciones que surgen después de implementar una falla trifásica a tierra, también se manejó adecuadamente el retardo en las señales de comunicación las cuales agregan inestabilidad al lazo cerrado. |
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[1] P. Kundur, Power system stability and control, New York: McGraw Hill, 1994. [2] M. Jan and B. Janusz, Power System Dynamics: Stability and Control, London: Wiley, 2009. [3] P. Kundur, M. Klein and G. Rogers, “A fundamental Study of inter-area oscillations in power systems”, IEEE Transaction on Power Systems, vol. 6, no. 3, pp. 914-921, 1991. [4] J. H. Chow and G. N. Taranto, “Robust Redesign of Power System Damping Controllers,” IEEE Transactions on Control Systems Technology, vol. 3, no. 3, pp. 290-297, September 1995. [5] D. Bailey and E. Wright, Practical Scada for Industri, vol. 1, Burlington: Newnes; 1 edition, 2003. [6] W. Mittelstad, P. Krause, P. Overholt and J. Hauer, “The DOE Wide Area Measurement System (WAMS) project - Demonstration of dynamic information technology for the future power system,” in Proceedings on Fault and Disturbances Analysis/Precise measurements in Power Systems Conference, Arlington, 1995. [7] M. Chenine and L. Nordstrom, “Modeling and Simulation of Wide-Area Communication for Centralized PMU-Based Applications,” IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 26, no. 3, pp. 1372-1380, 2011. [8] P. Kundur, J. Paserba, V. Ajjarapu, G. Anderson, A. Bose and C. Canizares, “Definition and Classification of Power System Stability,” IEEE Transaction on Power Systems, vol. 19, no. 2, pp. 1387-1401, 2004. [9] F. Milano and M. Anghel, “Impact of Time Delays on Power System Stability,” IEEE Transactions on Circuits and Systems, vol. 59, no. 4, pp. 889-900, 2012. [10] A. Aboul, A. Fouad and A. Allam, “Damping controller design for power system oscillations using global signals,” IEEE Transaction on power systems, vol. 11, no. 2, pp. 767-773, 1996. [11] A. Snyder, D. Ivanescu, N. HadjSaid, D. Georges and T. Margotin, “Delayed-input wide-area stability control with synchronized phasor measurements and linear matrix inequalities,” in IEEE Power Engineering Society Summer Meeting, 2000., Seattle, 2000. [12] H. Wu, K. Tsakalis and G. Heydt, “Evaluation of Time Delay Effects to Wide-Area Power System Stabilizer Design,” IEEE Transactions on Power Systems , vol. 19, no. 4, pp. 1935-1941, 2004. [13] B. Naduvathuparambil, M. Valenti and A. Feliachi, “Communication delays in wide area measurement systems,” in Proceedings of the Thirty-Fourth Southeastern Symposium on System Theory, 2002, 2002. [14] S.-I. Niculescu, Systèmes à retard. Aspects qualitatifs sur la stabilité et la stabilisation, Paros: Diderot Multimedia, 1997. [15] A. Loaiza, “Implementación de control en sistemas de potencia de area amplia con medidas retardadas,” Pereira, 2016. [16] Y. Hu, V. Madani, R. Moraes and D. Novosel, “Requirements of large-scale wide area monitoring, protection and control systems,” in Proceedings on Fault Disturbance Analysis Conference, Atlanta, 2007. [17] A. Bosé, “Smart Transmission Grid Applications and Their Supporting Infrastructure,” IEEE Transaction on Smart Grid, vol. 1, no. 1, pp. 11-19, 2010. [18] D. Cai, Wide Area Monitoring, Protection and Control in the Future Great Britain Power System, Londres: Universidad de Manchester, 2012. |
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El Centro de Control calcula una señal de control para cada generador del sistema ponderando las mediciones de cada generador activo. La robustez de la propuesta permite afrontar el problema de los retardos que se presentan en las señales de comunicaciones debido a las mediciones remotas. La fortaleza de la propuesta se evidencia mediante su implementación sobre el sistema de prueba de 2 áreas y 4 máquinas de Kundur donde se consideraron los modelos completos de las máquinas. Se logró amortiguar de manera satisfactoria las oscilaciones que surgen después de implementar una falla trifásica a tierra, también se manejó adecuadamente el retardo en las señales de comunicación las cuales agregan inestabilidad al lazo cerrado.This paper shows a robust control strat-egy to address the inter-area oscillations in power systems using PSS’s. The approach is based on the well-known ∆ω strategy of Kundur, and it was modi-fied to take into account remote signals of the whole power system. The control center computes control signals for each generator in the system weighting the different measurements of each active genera-tor. The robustness of the approach allows to face the communications delays due to remote measures. The strength of the proposed technique is validated through simulations over the Kundur two-area-four-machines test case power system, here it was used the complete model for the generators. The inter-area os-cillations after a three-phase fault were successfully damped; also, the latencies which add instability in closed loop were faced.González Ocampo, DiegoLoaiza, AlejandroArias Hernández, Alexander10 páginasapplication/pdfspaCorporación Universidad de la CostaINGE CUC; Vol. 12, Núm. 2 (2016)INGE CUCINGE CUC[1] P. Kundur, Power system stability and control, New York: McGraw Hill, 1994.[2] M. Jan and B. Janusz, Power System Dynamics: Stability and Control, London: Wiley, 2009.[3] P. Kundur, M. Klein and G. 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Canizares, “Definition and Classification of Power System Stability,” IEEE Transaction on Power Systems, vol. 19, no. 2, pp. 1387-1401, 2004.[9] F. Milano and M. Anghel, “Impact of Time Delays on Power System Stability,” IEEE Transactions on Circuits and Systems, vol. 59, no. 4, pp. 889-900, 2012.[10] A. Aboul, A. Fouad and A. Allam, “Damping controller design for power system oscillations using global signals,” IEEE Transaction on power systems, vol. 11, no. 2, pp. 767-773, 1996.[11] A. Snyder, D. Ivanescu, N. HadjSaid, D. Georges and T. Margotin, “Delayed-input wide-area stability control with synchronized phasor measurements and linear matrix inequalities,” in IEEE Power Engineering Society Summer Meeting, 2000., Seattle, 2000.[12] H. Wu, K. Tsakalis and G. Heydt, “Evaluation of Time Delay Effects to Wide-Area Power System Stabilizer Design,” IEEE Transactions on Power Systems , vol. 19, no. 4, pp. 1935-1941, 2004.[13] B. Naduvathuparambil, M. Valenti and A. Feliachi, “Communication delays in wide area measurement systems,” in Proceedings of the Thirty-Fourth Southeastern Symposium on System Theory, 2002, 2002.[14] S.-I. Niculescu, Systèmes à retard. Aspects qualitatifs sur la stabilité et la stabilisation, Paros: Diderot Multimedia, 1997.[15] A. Loaiza, “Implementación de control en sistemas de potencia de area amplia con medidas retardadas,” Pereira, 2016.[16] Y. Hu, V. Madani, R. Moraes and D. Novosel, “Requirements of large-scale wide area monitoring, protection and control systems,” in Proceedings on Fault Disturbance Analysis Conference, Atlanta, 2007.[17] A. Bosé, “Smart Transmission Grid Applications and Their Supporting Infrastructure,” IEEE Transaction on Smart Grid, vol. 1, no. 1, pp. 11-19, 2010.[18] D. Cai, Wide Area Monitoring, Protection and Control in the Future Great Britain Power System, Londres: Universidad de Manchester, 2012.6758212INGE CUCINGE CUChttps://revistascientificas.cuc.edu.co/ingecuc/article/view/1009Control robusto de oscilaciones en sistemas de potencia mediante señales remotasRobust control of oscillations in power systems by remote signalsArtículo de revistahttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501http://purl.org/coar/resource_type/c_2df8fbb1Textinfo:eu-repo/semantics/articlehttp://purl.org/redcol/resource_type/ARTinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersioninfo:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Sistemas eléctricos de potenciaControl de sistemas eléctricosEstabilidad de sistemas de potenciaLatencias en comunicacionesRetardos en comunicacionesPower systemsPower systems controlPower systems stabilityLatenciesCommunications delaysRobust controlPublicationORIGINALControl robusto de oscilaciones en sistemas de potencia mediante señales remotas.pdfControl robusto de oscilaciones en sistemas de potencia mediante señales remotas.pdfapplication/pdf811107https://repositorio.cuc.edu.co/bitstreams/c0c70166-51ba-40de-8828-7de766b64363/download313db5748dc14d48d5393095bcce80baMD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.cuc.edu.co/bitstreams/5115f95b-2923-401e-a45d-90ee60bae0ad/download8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52THUMBNAILControl robusto de oscilaciones en sistemas de potencia mediante señales remotas.pdf.jpgControl robusto de oscilaciones en sistemas de potencia mediante señales remotas.pdf.jpgimage/jpeg51369https://repositorio.cuc.edu.co/bitstreams/d7401c9b-3aa0-49e0-8470-87106927b58d/download5c471fb7426b00d00c3147f96d09f27eMD54TEXTControl robusto de oscilaciones en sistemas de potencia mediante señales remotas.pdf.txtControl robusto de oscilaciones en sistemas de potencia mediante señales remotas.pdf.txttext/plain42741https://repositorio.cuc.edu.co/bitstreams/05f99e21-c441-405d-90b8-48996203f6cf/downloade473ee076871810f8a1737fb4832233dMD5511323/2508oai:repositorio.cuc.edu.co:11323/25082024-09-17 10:51:59.414open.accesshttps://repositorio.cuc.edu.coRepositorio de la Universidad de la Costa CUCrepdigital@cuc.edu.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 |