Published October 9, 2019 | Version v1
Publication Open

Application of FVSI, Lmn and CPF Techniques for Proper Positioning of FACTS Devices and SCIG Wind Turbine Integrated to a Distributed Network for Voltage Stability Enhancement

Creators

  • 1. Jomo Kenyatta University of Agriculture and Technology

Description

Induction power generators are the most popular wind energy conversion systems (WECS) because they do not require synchronization units. However, they usually draw a huge quantity of reactive power during disturbances. Hence, incorporating wind power into power networks may cause voltage instability. This paper presents the usage of STATCOM and SSSC FACTS devices for voltage stability enhancement of a distribution network with a squirrel cage induction generator (SCIG) wind power turbine. The continuation power flow (CPF) approach is utilized as a tool to determine the most suitable position of SCIG in the system. Also, voltage stability indices (FVSI and Lmn) are employed to estimate the stability margin of the system by figuring the weakest transmission lines and buses in order to locate the appropriate position where the FACTS devices should be installed. A comparison of the suitability of the FACTS devices to restore system stability was evaluated under 3-phase fault conditions. The results illustrated that STATCOM behaves better than SSSC when the system is restoring from a fault. Simulations and voltage stability assessment were carried out on the IEEE 14 bus test scheme using the PSAT simulation software package.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

مولدات الطاقة الحثية هي أنظمة تحويل طاقة الرياح الأكثر شعبية (WECs) لأنها لا تتطلب وحدات مزامنة. ومع ذلك، فإنها عادة ما تستمد كمية هائلة من القوة التفاعلية أثناء الاضطرابات. وبالتالي، قد يتسبب دمج طاقة الرياح في شبكات الطاقة في عدم استقرار الجهد. تعرض هذه الورقة استخدام أجهزة STATCOM و SSSC FACTS لتعزيز استقرار الجهد لشبكة التوزيع مع توربينات طاقة الرياح لمولد حث قفص السنجاب (SCIG). يتم استخدام نهج تدفق الطاقة المستمر (CPF) كأداة لتحديد أنسب موضع لـ SCIG في النظام. كما يتم استخدام مؤشرات استقرار الجهد (FVSI و Lmn) لتقدير هامش استقرار النظام من خلال تحديد أضعف خطوط النقل والحافلات من أجل تحديد الموضع المناسب حيث يجب تثبيت أجهزة FACTS. تم تقييم مقارنة مدى ملاءمة أجهزة FACTS لاستعادة استقرار النظام في ظل ظروف عطل ثلاثية الطور. أوضحت النتائج أن STATCOM تتصرف بشكل أفضل من SSSC عندما يستعيد النظام من خطأ. تم إجراء عمليات المحاكاة وتقييم ثبات الجهد على مخطط اختبار ناقل IEEE 14 باستخدام حزمة برامج محاكاة PSAT.

Translated Description (French)

Les générateurs d'énergie à induction sont les systèmes de conversion d'énergie éolienne (WEC) les plus populaires car ils ne nécessitent pas d'unités de synchronisation. Cependant, ils tirent généralement une énorme quantité de puissance réactive lors des perturbations. Par conséquent, l'incorporation de l'énergie éolienne dans les réseaux électriques peut provoquer une instabilité de tension. Cet article présente l'utilisation des dispositifs STATCOM et SSSC FACTS pour l'amélioration de la stabilité de la tension d'un réseau de distribution avec une éolienne à générateur à induction à cage d'écureuil (SCIG). L'approche de flux de puissance continu (CPF) est utilisée comme outil pour déterminer la position la plus appropriée de SCIG dans le système. En outre, des indices de stabilité de tension (FVSI et Lmn) sont utilisés pour estimer la marge de stabilité du système en déterminant les lignes et les bus de transmission les plus faibles afin de localiser la position appropriée où les dispositifs FACTS doivent être installés. Une comparaison de l'aptitude des dispositifs FACTS à rétablir la stabilité du système a été évaluée dans des conditions de défaut triphasé. Les résultats ont montré que STATCOM se comporte mieux que SSSC lorsque le système se restaure à partir d'un défaut. Des simulations et une évaluation de la stabilité de la tension ont été effectuées sur le schéma de test du bus IEEE 14 à l'aide du logiciel de simulation PSAT.

Translated Description (Spanish)

Los generadores de energía por inducción son los sistemas de conversión de energía eólica (WEC) más populares porque no requieren unidades de sincronización. Sin embargo, generalmente consumen una gran cantidad de potencia reactiva durante las perturbaciones. Por lo tanto, la incorporación de energía eólica en las redes eléctricas puede causar inestabilidad de voltaje. Este documento presenta el uso de dispositivos STATCOM y SSSC FACTS para la mejora de la estabilidad del voltaje de una red de distribución con una turbina de energía eólica con generador de inducción de jaula de ardilla (SCIG). El enfoque de flujo de potencia de continuación (CPF) se utiliza como una herramienta para determinar la posición más adecuada de SCIG en el sistema. Además, se emplean índices de estabilidad de voltaje (FVSI y Lmn) para estimar el margen de estabilidad del sistema calculando las líneas de transmisión y buses más débiles para ubicar la posición adecuada donde se deben instalar LOS DISPOSITIVOS FACTS. Se evaluó una comparación de la idoneidad de los dispositivos FACTS para restaurar la estabilidad del sistema en condiciones de falla trifásica. Los resultados ilustraron que STATCOM se comporta mejor que SSSC cuando el sistema se está restaurando a partir de una falla. Las simulaciones y la evaluación de la estabilidad del voltaje se llevaron a cabo en el esquema de prueba del bus IEEE 14 utilizando el paquete de software de simulación PSAT.

Files

pdf.pdf

Files (1.3 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:323fc001cd31bb4139f9f5d1960f8318
1.3 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تطبيق تقنيات FVSI و Lmn و CPF لتحديد المواقع المناسبة لأجهزة FACTS وتوربينات الرياح SCIG المدمجة في شبكة موزعة لتعزيز استقرار الجهد
Translated title (French)
Application des techniques FVSI, Lmn et CPF pour le bon positionnement des dispositifs FACTS et de l'éolienne SCIG intégrés à un réseau distribué pour l'amélioration de la stabilité de tension
Translated title (Spanish)
Aplicación de técnicas FVSI, Lmn y CPF para el posicionamiento adecuado de dispositivos FACTS y aerogeneradores SCIG integrados a una red distribuida para la mejora de la estabilidad del voltaje

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2980041952
DOI
10.48084/etasr.3101

Is supplement to
https://openalex.org/W3214712242 (Other)
https://openalex.org/W3204461065 (Other)
https://openalex.org/W2925195937 (Other)
https://openalex.org/W2742210008 (Other)
https://openalex.org/W2741863531 (Other)
https://openalex.org/W2738547440 (Other)
https://openalex.org/W2460685830 (Other)
https://openalex.org/W2085232331 (Other)
https://openalex.org/W2018320994 (Other)
https://openalex.org/W1965417009 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Kenya

References

  • https://openalex.org/W158020964
  • https://openalex.org/W1838200543
  • https://openalex.org/W1996566536
  • https://openalex.org/W2017140400
  • https://openalex.org/W2067514016
  • https://openalex.org/W2254556670
  • https://openalex.org/W2495541137
  • https://openalex.org/W2538385345
  • https://openalex.org/W2566542336
  • https://openalex.org/W2585185655
  • https://openalex.org/W2764452474
  • https://openalex.org/W2767207757
  • https://openalex.org/W2888867012
  • https://openalex.org/W3084774570
  • https://openalex.org/W4376595632