Published February 3, 2020
| Version v1
Publication
Open
Steady State Stability Analysis and Improvement using Eigenvalues and PSS: A Case Study of a Thermal Power Plant in Jamshoro, Pakistan
- 1. Mehran University of Engineering and Technology
Description
The efficient handling and distribution of electrical power consist one of the most complex and appealing research problems. Due to the interconnection of different power plants and intensity of load, which gradually changes due to continuous change in load on generating units, careful treatment of the small disturbances in a power system which may lead to severe disturbance is necessary. Stability is an essential part in electrical power system operation and control. The stability problem is related with the behavior of synchronous machine after the power system is subjected to trouble. This work presents Steady State Stability (SSS) analysis of a Jamshoro Thermal Power Plant (JTPP) by using eigenvalue analysis of the different cases by varying load at three different positions. A mathematical model has been used for the JTPP with real data in order to examine the behavior of the system and to find the eigenvalues. A Simulink model of the JTTP for waveform analysis in MATLAB/Simulink has been used without and with Power System Stabilizer (PSS). Numerical quantification of the eigenvalues under the examined cases categorizes the stability of the system. The waveforms of the system are analyzed, and in cases of instability, the proposed procedure utilizing PSS helps in maintaining the system's usual working conditions. The eigenvalue analysis and simulation results show the behavior of synchronous machines when loading changes gradually. The existing system becomes stable after more swings, whereas by using PSS in the existing system, stable regimes are attained in less time. The obtained results demonstrate the effectiveness of the proposed solution for SSS examination and securing of the disturbances of the JTPP.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تشكل معالجة الطاقة الكهربائية وتوزيعها بكفاءة واحدة من أكثر مشكلات البحث تعقيدًا وجاذبية. نظرًا للتوصيل البيني لمحطات الطاقة المختلفة وشدة الحمل، والتي تتغير تدريجيًا بسبب التغيير المستمر في الحمل على وحدات التوليد، من الضروري المعالجة الدقيقة للاضطرابات الصغيرة في نظام الطاقة والتي قد تؤدي إلى اضطراب شديد. الاستقرار هو جزء أساسي في تشغيل نظام الطاقة الكهربائية والتحكم فيه. ترتبط مشكلة الثبات بسلوك الآلة المتزامنة بعد تعرض نظام الطاقة للمتاعب. يقدم هذا العمل تحليل استقرار الحالة المستقرة (SSS) لمحطة جامشورو للطاقة الحرارية (JTPP) باستخدام تحليل القيمة الذاتية للحالات المختلفة عن طريق تغيير الحمل في ثلاثة مواضع مختلفة. تم استخدام نموذج رياضي لـ JTPP مع بيانات حقيقية من أجل فحص سلوك النظام وإيجاد القيم الذاتية. تم استخدام نموذج Simulink لـ JTTP لتحليل الشكل الموجي في MATLAB/Simulink بدون ومع مثبت نظام الطاقة (PSS). ويصنف القياس الكمي العددي للقيم الذاتية في إطار الحالات التي تم فحصها استقرار النظام. يتم تحليل الأشكال الموجية للنظام، وفي حالات عدم الاستقرار، يساعد الإجراء المقترح باستخدام الدعم النفسي الاجتماعي في الحفاظ على ظروف العمل المعتادة للنظام. تُظهر نتائج تحليل ومحاكاة القيمة الذاتية سلوك الآلات المتزامنة عند تغير التحميل تدريجيًا. يصبح النظام الحالي مستقرًا بعد المزيد من التقلبات، في حين أنه باستخدام الدعم النفسي الاجتماعي في النظام الحالي، يتم تحقيق الأنظمة المستقرة في وقت أقل. توضح النتائج التي تم الحصول عليها فعالية الحل المقترح لفحص نظام الضمان الاجتماعي وتأمين اضطرابات JTPP.Translated Description (French)
La manipulation et la distribution efficaces de l'énergie électrique constituent l'un des problèmes de recherche les plus complexes et les plus attrayants. En raison de l'interconnexion de différentes centrales électriques et de l'intensité de la charge, qui change progressivement en raison de la variation continue de la charge sur les unités de production, un traitement attentif des petites perturbations d'un système électrique pouvant entraîner de graves perturbations est nécessaire. La stabilité est une partie essentielle du fonctionnement et du contrôle du système d'alimentation électrique. Le problème de stabilité est lié au comportement de la machine synchrone après que le système d'alimentation ait été soumis à des problèmes. Ce travail présente l'analyse de la stabilité à l'état stable (SSS) d'une centrale thermique de Jamshoro (JTPP) en utilisant l'analyse de la valeur propre des différents cas en faisant varier la charge à trois positions différentes. Un modèle mathématique a été utilisé pour le JTPP avec des données réelles afin d'examiner le comportement du système et de trouver les valeurs propres. Un modèle Simulink du JTTP pour l'analyse de forme d'onde dans MATLAB/Simulink a été utilisé sans et avec le stabilisateur du système d'alimentation (PSS). La quantification numérique des valeurs propres dans les cas examinés catégorise la stabilité du système. Les formes d'onde du système sont analysées et, en cas d'instabilité, la procédure proposée utilisant le PSS aide à maintenir les conditions de travail habituelles du système. L'analyse des valeurs propres et les résultats de simulation montrent le comportement des machines synchrones lorsque le chargement change progressivement. Le système existant devient stable après plus de fluctuations, alors qu'en utilisant le PSS dans le système existant, des régimes stables sont atteints en moins de temps. Les résultats obtenus démontrent l'efficacité de la solution proposée pour l'examen SSS et la sécurisation des perturbations du JTPP.Translated Description (Spanish)
El manejo y distribución eficiente de la energía eléctrica constituyen uno de los problemas de investigación más complejos y atractivos. Debido a la interconexión de diferentes centrales eléctricas y la intensidad de la carga, que cambia gradualmente debido al cambio continuo de la carga en las unidades generadoras, es necesario un tratamiento cuidadoso de las pequeñas perturbaciones en un sistema eléctrico que pueden provocar perturbaciones graves. La estabilidad es una parte esencial en el funcionamiento y control del sistema de energía eléctrica. El problema de estabilidad está relacionado con el comportamiento de la máquina síncrona después de que el sistema de alimentación está sujeto a problemas. Este trabajo presenta el análisis de estabilidad en estado estacionario (SSS) de una central térmica de Jamshoro (JTPP) mediante el análisis del valor propio de los diferentes casos mediante la variación de la carga en tres posiciones diferentes. Se ha utilizado un modelo matemático para el JTPP con datos reales con el fin de examinar el comportamiento del sistema y encontrar los valores propios. Se ha utilizado un modelo Simulink del JTTP para el análisis de la forma de onda en MATLAB/Simulink sin y con Power System Stabilizer (PSS). La cuantificación numérica de los valores propios en los casos examinados categoriza la estabilidad del sistema. Se analizan las formas de onda del sistema y, en casos de inestabilidad, el procedimiento propuesto que utiliza PSS ayuda a mantener las condiciones de trabajo habituales del sistema. El análisis del valor propio y los resultados de la simulación muestran el comportamiento de las máquinas síncronas cuando la carga cambia gradualmente. El sistema existente se vuelve estable después de más oscilaciones, mientras que al usar PSS en el sistema existente, se logran regímenes estables en menos tiempo. Los resultados obtenidos demuestran la efectividad de la solución propuesta para el examen de SSS y la seguridad de las perturbaciones del JTPP.Files
ETASR_V10_N1_pp5301-5306.pdf.pdf
Files
(1.1 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:21b22c94bb47d7257141147d17740a11
|
1.1 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تحليل وتحسين استقرار الحالة الثابت باستخدام القيم الذاتية والدعم النفسي الاجتماعي: دراسة حالة لمحطة الطاقة الحرارية في جامشورو، باكستان
- Translated title (French)
- Analyse et amélioration de la stabilité à l'état stable à l'aide de valeurs propres et de PSS : étude de cas d'une centrale thermique à Jamshoro, au Pakistan
- Translated title (Spanish)
- Análisis y mejora de la estabilidad en estado estacionario utilizando valores propios y PSS: un estudio de caso de una planta de energía térmica en Jamshoro, Pakistán
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3005694996
- DOI
- 10.48084/etasr.3318
References
- https://openalex.org/W2001262230
- https://openalex.org/W2137158307
- https://openalex.org/W2163058271
- https://openalex.org/W2482768305
- https://openalex.org/W2765133008
- https://openalex.org/W2805004141
- https://openalex.org/W2903705940
- https://openalex.org/W2946451212
- https://openalex.org/W2996623814
- https://openalex.org/W4253662955