ОЦЕНКА ИНДЕКСА НАГРУЗКИ УСТОЙЧИВОСТИ НАПРЯЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ НА ОСНОВЕ СЕТИ ЭХО-СОСТОЯНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗОРА

В работе рассмотрен вопрос обеспечения устойчивости напряжения энергетической системы, являющийся одним из ключевых в процессе планирования и эксплуатации энергосистемы. Отмечается, что в настоящее время в результате ряда технологических инцидентов в виде нарушения устойчивости напряжения энергосистемы были испытаны нейронные сети на территории различных стран, исследована проблема возможного риска возникновения провала напряжения вследствие потери его устойчивости в энергетической системе в процессе ее эксплуатации. Подчеркивается, что в этой связи проведение анализа устойчивости напряжения является важной процедурой в целях своевременного выявления шин с низкой надежностью внутри энергетической системы. Таким образом, диспетчерскому персоналу энергетической системы следует предпринять определенные меры во избежание любых случаев провала напряжения внутри системы. Целью статьи является представление нового метода оценки индекса нагрузки устойчивости напряжения (L-индекс) для энергосистемы с применением данных оптимально расположенных единиц измерения фазора (PMU). Индекс нагрузки устойчивости напряжения оценивается в работе с использованием рекуррентной нейронной сети, известной как сеть эхо-состояний (ESN). Оптимальное размещение PMU выполнено с учетом островных условий эксплуатации. Представлены результаты оптимального размещения PMU для нормальных и граничных условий эксплуатации, а также оценка L-индекса с помощью ESN в системе IEEE 14-ти шин. Представлена методика оценки индекса нагрузки устойчивости напряжения в энергетической системе на основе сети эхо-состояний с использованием измерений PMU. Выполнена оценка производительности ESN для L-индекса, результаты которой показывают высокую точность в нормальных и возмущенных условиях. Доказана эффективность обеспечения точной оценки разработки ESN в вычислительном отношении.

сеть эхо-состояний, единица измерения фазора, устойчивость, индекс, шина

1. Taylor C. W. Power System Voltage Stability / C. W. Taylor. - McGraw-Hill, 1993. - 273 p.

2. Kundur P. S. Power System Stability and Control / P. S. Kundur. - McGraw-Hill, 1994. - 1200 p.

3. Sinha A. K. A comparative study of voltage stability indices in a power system / A. K. Sinha, D. Hazarika // International journal of electrical power & energy systems. - 2000. - Vol. 22. - Is. 8. - Pp. 589-596. DOI: 10.1016/S0142-0615(00)00014-4.

4. Alzakkar A. M. N. The Artificial Power System Networks Stability Control Using the Technology of Neural Network / A.M.N. Alzakkar, I. M. Valeev, N. P. Mestnikov, E. G. Nurullin // E3S Web of Conferences. - EDP Sciences, 2019. - Vol. 124. - Pp. 05002. DOI: 10.1051/e3sconf/201912405002.

5. Rahman T. K. A. A new technique for voltage stability analysis in a power system and improved loadflow algorithm for distribution network / T. K. A. Rahman, G. B. Jasmon // Proceedings 1995 International Conference on Energy Management and Power Delivery EMPD’95. - IEEE, 1995. - Vol. 2. - Pp. 714-719. DOI: 10.1109/EMPD.1995.500816.

6. Фишов А. Г. Исследование влияния электронной генерации на статическую апериодическую устойчивость электроэнергетической системы / А. Г. Фишов, И. С. Мурашкина, А. И. Марченко, Э. Энхсайхан, Е. С. Ивкин // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. - 2020. - Т. 22. - № 2. - С. 51-64. DOI: 10.30724/1998-9903-2020-22-2-51-64.

7. Учебное пособие по Echo State Network (ESN) [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://russianblogs.com/article/7075739787/ (дата обращения: 01.06.2020).

8. Единица измерения фазора [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.hmong.press/wiki/Phasor_measurement_unit (дата обращения: 07.05.2020).

9. Alzakkar A. Harmonics and Their Impact in Determining the Method of Reactive Power Compensation in Electrical Grids / A. Alzakkar, N. Mestnikov, I. Valeev // 2020 International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM). - IEEE, 2020. - Pp. 1-7. DOI: 10.1109/ICIEAM48468.2020.9111955.

10. Федотов А. И. Методики оценки устойчивости синхронных двигателей при трехфазных коротких замыканиях в системе внешнего электроснабжения / А. И. Федотов, Р. Э. Абдуллазянов, Р. М. Мударисов // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. - 2019. - Т. 21. -№ 3-4. - С. 102-112.

11. Mestnikov N. Assessment of the Performance of the Solar Power Plant with a Capacity 150W / N. Mestnikov, A. Alzakkar, I. Valeev, V. V. Maksimov // 2021 International Russian Automation Conference (RusAutoCon). - IEEE, 2021. - Pp. 404-408. DOI: 10.1109/RusAutoCon52004.2021.9537318.

12. Kodsi S. K. M. Modeling and Simulation of IEEE 14bus System with FACTS Controllers. Technical Report № 2003-3 /S. K. M. Kodsi, C. A. Canizares. - Canada: University of Waterloo, Waterloo, Tech. 2003. - 46 p.