Sırt-sırta bağlı yüksek gerilim doğru akım sistemleri ile bölgeler-arası salınımların sönümlendirilmesi: zaman bölgesi tabanlı tasarım

Bu çalışmada sırt-sırta bağlı yüksek gerilim doğru akım sistemlerinin (YGDA) bölgeler-arası salınımları sönümlendirmesi amacıyla bir güç sistemi dengeleyicisi tabanlı sönümlendirme denetleyicisi tasarlanmıştır. Sönümlendirme denetleyicisinin parametreleri, yaygın olarak kullanılan ve frekans bölgesine dayalı özdeğer analiz yönteminin aksine bu yöntemin zaman bölgesine uyarlamasıyla elde edilmiştir. Zaman bölgesi tabanlı denetleyicinin tasarımı doğrusallaştırılmış güç sistemi modeline ve dolayısıyla sistem kutup bilgisine ihtiyaç duymamakta, bu sayede tasarımı sadece zaman bölgesi işaretlerine bağlı olarak kolay ve pratik olabilmektedir. Önerilen zaman bölgesi tabanlı tasarım yöntemi ile PSCAD ortamında bir sönümlendirme denetleyicisi tasarlanmış ve sırt-sırta bağlı, 2-seviyeli 6-darbeli gerilim kaynaklı çevirgeçlerden oluşan bir YGDA sistemine uyarlanmıştır. Tasarlanan güç sistemi dengeleyicisi tabanlı sönümlendirme denetleyicisinin 2-alanlı bir güç sisteminde arıza sonrası oluşan bölgeler-arası salınımları sönümlendirmedeki başarımı benzetim çalışmasıyla doğrulanmıştır

Damping inter-area oscillations with back-to-back high voltage direct current systems: time-domain based design

In this study, a power system stabilizer based damping controller has been designed for back-to-back high voltage direct current (HVDC) systems to damp inter-area oscillations. Contrary to the commonly used and frequency-domain eigenvalue analysis method, the parameters of the damping controller have been obtained by the adaptation of this method to the time-domain. The design of the time-domain based controller does not require linearized power system model and accordingly system pole information, thus its design is easy and practical which depends upon only time-domain signals. A damping controller has been designed in PSCAD environment with the proposed time-domain design method, and adapted to a back-to-back HVDC system consisting of 2-level, 6-pulse voltage source converters. The performance of the designed power system stabilizer based damping controller on damping inter-area oscillations of a 2area power system following after fault has been verified by simulation study.

PDF

___

Liu L., Liu C., VSCs-HVDC may improve the electrical grid architecture in future world, Renewable Sustainable Energy Rev., 62, 1162-1170, 2016.
Qin J., Saeedifard M., Predictive control of a modular multilevel converter for a back-to-back HVDC system, EEE Trans. Power Delivery, 27 (3), 1538-1547, 2012.
Vural A.M., Contribution of high voltage direct current transmission systems to inter-area oscillation damping: a review", Renewable Sustainable Energy Rev., 57, 892-915, 2016.
Tor O.B., Gençoğlu C., Tamdir O., Cebeci M.E., Güven N., Investigation of necessary transmission enforcements at the Balkan region of ENTSO/E in the sense of inter-area oscillations after interconnection of Turkey", 7th Int. Conf. on Electrical and Electronics Engineering (ELECO'2011), Bursa-Türkiye, 7-12, 1-4 Aralık 2011.
Dysko A, Leithead W.E., O'Reilly J., Enhanced power system stability by coordinated PSS design, IEEE Trans. Power Syst., 25 (1), 413-422, 2010.
Su C., Hu W., Fang J., Chen Z., Residue-based coordinated selection and parameter design of multiple power system stabilizers (PSSs), 39th An. Conf. of the IEEE Industrial Electronics Society (IECON'2013), Viyena-Avusturya, 2157-2162, 10-13 Kasım 2013.
Simfukwe D.D., Pal B.C., Jabr R.A., Martins, N., Robust and low-order design of flexible ac transmission systems and power system stabilisers for oscillation damping, IET Gener. Transm. Distrib., 6 (5), 445-452, 2012.
Hadjikypris M., Terzija V., Active power modulation assisting controller scheme implemented on a VSC- HVDC link establishing effective damping of low frequency power oscillations, IEEE International Energy Conference, Cavtat-Hırvatistan, 295-302, 13-16 Mayıs 2014.
Azad S.P., Iravani R., Tate J.E., Damping inter-area oscillations based on a model predictive control (MPC) HVDC supplementary controller, IEEE Trans. Power Syst., 28 (3), 3174-3183, 2013.
Harnefors L., Johansson N., Lidong Z., Berggren B., Interarea oscillation damping using active-power modulation of multiterminal HVDC transmissions, IEEE Trans. Power Syst., 29 (5), 2529-2538, 2014.
Mao X.M., Zhang Y., Guan L., Wu X.C., Zhang N., Improving power system dynamic performance using wide-area high-voltage direct current damping control, IET Gener. Transm. Distrib., 2, 245-251, 2008.
Preece R., Milanovic J.V., Almutairi AM., Marjanovic O., Damping of inter-area oscillations in mixed AC/DC networks controller, IEEE Trans. Power Syst., 28 (2), 1160- 1169, 2013. based supplementary
Latorre H.F., Ghandhari M., Improvement of power system Stability by using a VSC-HVdc, International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 33 (2), 332-339, 2011.
Magaji N., Madugu J.S., Lawan A.U., Dan-Isa A, Mustafa M.W., HVDC controller for power system oscillations, 4th IEEE Int. Conf. on Adaptive Science & Technology (ICAST'2012), Kumasi-Gana, 132-136, 25-27 Ekim 2012.
Tuncer S., The Examination of the Effect of Carrier Waveform Variations on Output Voltage of Multilevel Inverters, Journal of The Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 24 (4), 613-628, 2009.