Multi-objective optimal power flow considering the multi-terminal direct current

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.20998/2074-272X.2021.1.09

Ключові слова:

перехідна стабільність, обмежена оптимальним потоком потужності, багатотермінальний постійний струм

Анотація

Вступ. В останні роки системи передачі електроенергії включають в себе більше структур постійного струму; їх вплив на енергосистему змінного струму може стати значним і важливим. Крім того, багатотермінальний постійний струм є сприятливим для інтеграції великих вітрових та сонячних електростанцій з дуже позитивним екологічним ефектом. Новизна запропонованої роботи полягає у впливі вищезазначених сучасних пристроїв на перехідну стабільність, що виявляється цікавим питанням для дослідження. На наш погляд, вони становлять нову проблему та додаткову складність для вивчення динамічної поведінки сучасних електричних систем. Мета. Ми шукали розв’язання задачі перехідної стабільності, обмеженої оптимальним потоком потужності в мережах змінного/постійного струму. Збіжність для забезпечення оптимального потоку енергії була глобально досягнута. Методи. Розв’язання задачі було здійснено в середовищі MATLAB за допомогою ітеративного комбінаторного підходу між оптимізованим обчисленням потоку потужності та динамічним моделюванням. Результати. Новий підхід, що обмежує перехідну стабільність, з урахуванням багатотермінальних систем постійного струму може покращити перехідну стабільність після виникнення непередбачених ситуацій та економічно експлуатувати систему у фізичних межах системи. Практичне значення. Ефективність та надійність запропонованого методу перевіряється на модифікованій тестовій 14-шинній системі IEEE з використанням багатоцільової задачі оптимізації, яка відображає мінімізацію витрат на активну генерацію електроенергії та стабільність мереж.

Біографії авторів

B. Ayachi , University 20 August 1955, Algeria

Ph.D. of Power Engineering,
Electrotechnical Laboratory Skikda (LES),
Department of Electrical Engineering

T. Boukra , University 20 August 1955, Algeria

Ph.D. of Power Engineering,
Electrotechnical Laboratory Skikda (LES),
Department of Electrical Engineering

N. Mezhoud , University 20 August 1955, Algeria

Ph.D. of Power Engineering,
Electrotechnical Laboratory Skikda (LES),
Department of Electrical Engineering

Посилання

Pizano-Martinez A., Fuerte-Esquivel C.R., Zamora-Cardenas E.A., Lozano-Garcia J.M. Directional Derivative-Based Transient Stability-Constrained Optimal Power Flow. IEEE Transactions on Power Systems, 2017, vol. 32, no. 5, pp. 3415-3426. doi: https://doi.org/10.1109/tpwrs.2016.2633979.

Nguyen T.B., Pai M.A. Dynamic security-constrained rescheduling of power systems using trajectory sensitivities. IEEE Transactions on Power Systems, 2003, vol. 18, no. 2, pp. 848-854. doi: https://doi.org/10.1109/tpwrs.2003.811002.

Tu X., Dessaint L., Kamwa I. A global approach to transient stability constrained optimal power flow using a machine detailed model. Canadian Journal of Electrical and Computer Engineering, 2013, vol. 36, no. 1, pp. 32-41. doi: https://doi.org/10.1109/cjece.2013.6544470.

Gan D., Thomas R.J., Zimmerman R.D. Stability-constrained optimal power flow. IEEE Transactions on Power Systems, 2000, vol. 15, no. 2, pp. 535-540. doi: https://doi.org/10.1109/59.867137.

La Scala M., Trovato M., Antonelli C. On-line dynamic preventive control: an algorithm for transient security dispatch. IEEE Transactions on Power Systems, 1998, vol. 13, no. 2, pp. 601-610. doi: https://doi.org/10.1109/59.667388.

Pizano-Martinez A., Fuerte-Esquivel C.R., Ruiz-Vega D. Global Transient Stability-Constrained Optimal Power Flow Using an OMIB Reference Trajectory. IEEE Transactions on Power Systems, 2010, vol. 25, no. 1, pp. 392-403. doi: https://doi.org/10.1109/tpwrs.2009.2036494.

Zarate-Minano R., Van Cutsem T., Milano F., Conejo A.J. Securing Transient Stability Using Time-Domain Simulations Within an Optimal Power Flow. IEEE Transactions on Power Systems, 2010, vol. 25, no. 1, pp. 243-253. doi: https://doi.org/10.1109/tpwrs.2009.2030369.

Ruiz-Vega D., Pavella M. A comprehensive approach to transient stability control. I. Near optimal preventive control. IEEE Transactions on Power Systems, 2003, vol. 18, no. 4, pp. 1446-1453. doi: https://doi.org/10.1109/tpwrs.2003.818708.

Bettiol A.L., Wehenkel L., Pavella M. Transient stability-constrained maximum allowable transfer. IEEE Transactions on Power Systems, 1999, vol. 14, no. 2, pp. 654-659. doi: https://doi.org/10.1109/59.761894.

Pizano-Martinez A., Fuerte-Esquivel C.R., Ruiz-Vega D. A New Practical Approach to Transient Stability-Constrained Optimal Power Flow. IEEE Transactions on Power Systems, 2011, vol. 26, no. 3, pp. 1686-1696. doi: https://doi.org/10.1109/tpwrs.2010.2095045.

Ghasemi M., Ghavidel S., Ghanbarian M.M., Gharibzadeh M., Azizi Vahed A. Multi-objective optimal power flow considering the cost, emission, voltage deviation and power losses using multi-objective modified imperialist competitive algorithm. Energy, 2014, vol. 78, pp. 276-289. doi: https://doi.org/10.1016/j.energy.2014.10.007.

Yue Yuan, Kubokawa J., Sasaki H. A solution of optimal power flow with multicontingency transient stability constraints. IEEE Transactions on Power Systems, 2003, vol. 18, no. 3, pp. 1094-1102. doi: https://doi.org/10.1109/tpwrs.2003.814856.

Xu Y., Dong Z.Y., Meng K., Zhao J.H., Wong K.P. A Hybrid Method for Transient Stability-Constrained Optimal Power Flow Computation. IEEE Transactions on Power Systems, 2012, vol. 27, no. 4, pp. 1769-1777. doi: https://doi.org/10.1109/tpwrs.2012.2190429.

Ye C.-J., Huang M.-X. Multi-Objective Optimal Power Flow Considering Transient Stability Based on Parallel NSGA-II. IEEE Transactions on Power Systems, 2015, vol. 30, no. 2, pp. 857-866. doi: https://doi.org/10.1109/tpwrs.2014.2339352.

Saplamidis V., Wiget R., Andersson G. Security constrained Optimal Power Flow for mixed AC and multi-terminal HVDC grids. 2015 IEEE Eindhoven PowerTech, Eindhoven, 2015, pp. 1-6. doi: https://doi.org/10.1109/ptc.2015.7232616.

Wiget R., Vrakopoulou M., Andersson G. Probabilistic security constrained optimal power flow for a mixed HVAC and HVDC grid with stochastic infeed. 2014 Power Systems Computation Conference, Wroclaw, 2014, pp. 1-7. doi: https://doi.org/10.1109/pscc.2014.7038408.

Wiget R., Iggland E., Andersson G. Security constrained optimal power flow for HVAC and HVDC grids. 2014 Power Systems Computation Conference, Wroclaw, 2014, pp. 1-7. doi: https://doi.org/10.1109/pscc.2014.7038444.

Wiget R., Andersson G. Optimal power flow for combined AC and multi-terminal HVDC grids based on VSC converters. 2012 IEEE Power and Energy Society General Meeting, San Diego, CA, 2012, pp. 1-8. doi: https://doi.org/10.1109/pesgm.2012.6345448.

Duong T., JianGang Y., Truong V. Improving the transient stability-constrained optimal power flow with Thyristor Controlled Series Compensators. Russian Electrical Engineering, 2014, vol. 85, no. 12, pp. 777-784. doi: https://doi.org/10.3103/s1068371214120165.

Acha E., Roncero-Sánchez P., Villa Jaén A., Castro L.M., Kazemtabrizi B. VSC-FACTS-HVDC Analysis, Modelling and Simulation in Power Grids. JohnWiley & Sons Ltd Publ., 2019. 404 p. doi: https://doi.org/10.1002/9781119190745.

Mukherjee A., Roy P.K., Mukherjee V. Transient stability constrained optimal power flow using oppositional krill herd algorithm. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 2016, vol. 83, pp. 283-297. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijepes.2016.03.058.

Bilel A., Boukadoum A., Leulmi S., Boukra T. Improving the Transient Stability of the Mixed AC/DC Networks with FACTS. Indonesian Journal of Electrical Engineering and Informatic), 2018, vol. 6, no. 4, pp. 477-485. doi: https://doi.org/10.11591/ijeei.v6i4.473.

Abido M.A., Waqar Ahmed M. Multi-objective optimal power flow considering the system transient stability. IET Generation, Transmission & Distribution, 2016, vol. 10, no. 16, pp. 4213-4221. doi: https://doi.org/10.1049/iet-gtd.2016.1007.

Ayachi B. Apport des FACTS intelligents à l'amélioration de la stabilité transitoire des réseaux électriques. Doctoral thesis of 20 Aout 1955 Skikda University, 2019. Ref D012120003D. (Fra).

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-02-23

Як цитувати

Ayachi , B., Boukra , T., & Mezhoud , N. . (2021). Multi-objective optimal power flow considering the multi-terminal direct current. Електротехніка і Електромеханіка, (1), 60–66. https://doi.org/10.20998/2074-272X.2021.1.09

Номер

Розділ

Електричні станції, мережі і системи