Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Effects of load modelling on Voltage Impasse Regions (VIR)
KTH, School of Electrical Engineering and Computer Science (EECS).
2019 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

Voltage Impasse Region (VIR) is a phenomenon in power systemswhose dynamics are describe by a set of Differential AlgebraicEquations (DAE). VIR denotes a state-space area where voltagecausality is lost, i.e. the Jacobian of the algebraic part of DAEis singular. In a Time Domain Simulation (TDS) once system trajectoriesenter VIR, TDS experiences non-convergence of the solution.Then, there is no reason to continue with the simulation. Thisis why it is important to understand the mechanisms that introduceVIR. It is known that VIR appears in relation to static, non-linearload models. However, it remained unknown what the cumulativeeffect of several static, non-linear loads would be.This master thesis has further expanded the concept of VIRby carrying out a structured study on how the load modelling affectsVIR. For this purpose, this thesis proposes a quasi-dynamicmethodology to map VIR in the relative rotor angle space. Themethodology introduces a new discrete index called Voltage ImpasseRegion Flag (VIRflag), which allows to determine if the algebraicequations of DAE are solvable or not and, thus, to locate VIR.A test system is used to test the proposed quasi-dynamic approach.The VIRflag was first used to map VIR for various load combinations.Then, the relationship between TDS non-convergence issuesand the intersection of a trajectory with VIR is examined toverify the proposed methodology.The proposed method has been proved to be efficient in the determinationof VIR regardless of the number of non-linear loads inthe power system. Among the static exponential load models, theConstant Power (CP) load component has been identified as theone with the largest influence on VIR appearance and shape. TheConstant Current (CC) loads induce ”smaller" VIR areas and theConstant Impedance (CI) load can only alter the shape of VIR inthe presence of non-linear load models.

Abstract [sv]

VIR (Voltage Impasse Regions) är ett fenomen i kraftsystem varsdynamiska förlöp beskrivs av differential-algebraiska ekvationer(DAE). VIR betecknar ett område i tillståndsrummet där går förlorad,dvs Jakobianen av den algebraiska delen av DAE är singulärI tidsdomän-simuleringar (TDS) när en trajektoria träffar VIR,konvergerar TDS inte till en lösning. Då finns ingen anledning attfortsätta med simuleringen. Därför är det viktigt att förstå mekanismernasom introducerar VIR. Det är känt att VIR är relateradetill statiska, icke-linjära lastmodeller. Det var dock okänt vadden kumulativa effekten av flera statiska, icke-linjära belastningarskulle vara.Denna uppsats har vidareutvecklat begreppet VIR genom attgenomföra en strukturerad studie om hur lastmodellering påverkarVIR. För detta ändamål föreslår denna avhandling en kvasidynamiskmetod för att kartlägga VIR i det relativa rotorvinkelrummet.Metoden introducerar ett nytt diskret index som heterVoltage Impasse Region Flag (VIRflag), vilket gör det möjligt attbestämma om den algebraiska delen av DAE är lösbar eller inteoch därmed lokalisera VIR. Ett används för att testa det föreslagnakvasi-dynamiska tillvägagångssättet. VIRflag användes först för attkartlägga VIR för olika belastningskombinationer. Därefter granskasförhållandet mellan konvergensproblem i TDS och korsningenmellan en trajektoria och VIR för att verifiera den föreslagna metoden.Den föreslagna metoden har visat sig vara effektiv vid bestämningav VIR, oberoende av antalet icke-linjära belastningar. Bland destatiska exponentiella belastningsmodellerna har konstanteffektlast(CP) haridentifierats som den som har störst inflytande påVIR;s form. Den konstantströmlasten (CC) inducerar mindre"VIRområdenoch konstantimpedanslasten (CI) kan endast ändra formenav VIR i närvaro av icke-linjära belastningsmodeller.

Place, publisher, year, edition, pages
2019. , p. 75
Series
TRITA-EECS-EX ; 2019:295
Keywords [en]
load models, power system dynamics, quasi-dynamic approach, voltage collapse, Voltage Impasse Regions (VIR)
Keywords [sv]
lastmodeller, kraftsystemdynamik, kvasi-dynamisk tillvägagångssätt, spänningskollaps, Voltage Impasse Region (VIR)
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-254416OAI: oai:DiVA.org:kth-254416DiVA, id: diva2:1332039
Supervisors
Examiners
Available from: 2019-06-27 Created: 2019-06-27 Last updated: 2019-06-27Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(8592 kB)15 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 8592 kBChecksum SHA-512
75e583fba9d82003e2407a2adcae917f315af6fb387759420b36ab722ce9945cbf33866141662f550139f0d0146225330be1d922155733da2011de10e4067aac
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
School of Electrical Engineering and Computer Science (EECS)
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 15 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 246 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf