Transient Stability and Phasor Measurement Unit (Synchrophasors) - PowerPoint PPT Presentation

Transient ¡Stability ¡and ¡ ¡ Phasor ¡Measurement ¡Unit ¡ (Synchrophasors) ¡: ¡Making ¡Grid ¡ ¡ ¡ Smarter

Transient ¡Stability: ¡ 1. It ¡is ¡the ¡ability ¡of ¡the ¡system ¡to ¡remain ¡in ¡synchronism ¡when ¡subjected ¡to ¡large ¡disturbances. ¡ 2. Large ¡disturbance ¡include ¡faults, ¡switching ¡on ¡or ¡off ¡of ¡large ¡loads, ¡large ¡generators ¡tripping ¡etc. ¡ 3. Swing ¡equaCon: ¡ ¡

SCADA ¡(Supervisory ¡Control ¡and ¡Data ¡ AcquisiDon) • SCADA ¡system ¡supervises, ¡controls, ¡opCmizes ¡and ¡manages ¡generaCon ¡and ¡transmission ¡systems. ¡ • The ¡measurements ¡are ¡typically ¡taken ¡once ¡every ¡2 ¡or ¡4 ¡seconds ¡offering ¡a ¡steady ¡state ¡view ¡into ¡the ¡ ¡ power ¡system ¡behavior. ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ATTRIBUTE ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡SCADA ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡PMU ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ResoluCon ¡ ¡1 ¡sample ¡every ¡2-­‑4 ¡Seconds ¡ 10-­‑60 ¡samples ¡per ¡second ¡ (steady ¡State ¡Observability) ¡ (Dynamic ¡Observability) ¡ ¡Measured ¡QuanCCes ¡ Magnitude ¡only ¡ ¡Magnitude ¡and ¡phase ¡angle ¡ ¡Time ¡SynchronizaCon ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡No ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡Yes ¡ Total ¡Input/output ¡Channels ¡ ¡ ¡ ¡100+ ¡Analog ¡& ¡Digital ¡ ¡~10 ¡Phasors, ¡16+ ¡digital, ¡16+ ¡ analog ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡Focus ¡ ¡Local ¡monitoring ¡and ¡control ¡ ¡Wide ¡area ¡monitoring ¡and ¡ control ¡

Phasor ¡Measurement ¡Unit ¡or ¡ synchrophasor • A ¡Synchrophasor ¡is ¡a ¡phasor ¡that ¡is ¡Cme ¡stamped ¡to ¡an ¡extremely ¡ precise ¡and ¡accurate ¡Cme ¡reference ¡ ¡ • Synchronized ¡phasors ¡(synchrophasors) ¡provide ¡a ¡real-­‑Cme ¡measurement ¡ ¡ ¡ ¡ of ¡electrical ¡quanCCes ¡across ¡the ¡power ¡system. ¡ ¡ • O^en ¡can ¡take ¡and ¡transmit ¡up ¡to ¡60 ¡samples ¡per ¡second. ¡ ¡ • 250 ¡already ¡installed ¡in ¡North ¡America ¡and ¡850 ¡is ¡being ¡planned. ¡ ¡

¡ Phasor : ¡ ¡ ¡ ¡ • RotaCng ¡vector ¡used ¡to ¡describe ¡AC ¡circuits ¡which ¡is ¡characterized ¡by ¡‘Magnitude’ ¡& ¡‘Phase’ ¡ ¡ ¡ • By ¡definiCon ¡they ¡rotate ¡counter-­‑clockwise ¡ ¡ ¡

The ¡figure ¡below ¡shows ¡the ¡growing ¡phase ¡angle ¡difference ¡between ¡Cleveland ¡and ¡ Michigan ¡during ¡the ¡August ¡14, ¡2003 ¡blackout ¡in ¡the ¡Eastern ¡InterconnecCon. ¡

¡

ApplicaDons ¡ • Real ¡Time ¡Monitoring ¡and ¡Control: ¡ System ¡operators ¡performing ¡variety ¡of ¡control ¡funcCons ¡to ¡ ¡ dispatch ¡generators, ¡manage ¡system ¡voltages, ¡switch ¡lines ¡and ¡equipment ¡etc. ¡ • Phase ¡Angle ¡Monitoring ¡and ¡Alarm ¡ • Low ¡Frequency ¡OscillaCon ¡DetecCon ¡ • Voltage ¡Stability ¡Control ¡ • State ¡Es;ma;on: ¡ ¡ • ConCngency ¡Analysis ¡ • Constrained ¡GeneraCon ¡Re-­‑Dispatch ¡ • Volt/VAR ¡OpCmizaCon ¡ • CongesCon ¡Management ¡

• Real ¡Time ¡Conges;on ¡Management ¡ • Post ¡Disturbance ¡Analysis ¡ • Benchmarking ¡and ¡Model ¡Valida;on ¡ • Power ¡System ¡Restora;on ¡ ¡

• Adap;ve ¡Protec;on ¡ ¡ ¡ • Relay ¡Back-­‑up ¡Zone ¡Supervision ¡ • Intelligent ¡Load ¡Shedding ¡ • OscillaCon ¡Damping ¡Controller ¡ • AdapCve ¡Reclosing ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ • Fault ¡LocaCon ¡

Real ¡ ¡Time me ¡ ¡Dynami mics ¡ ¡Monitoring ¡ ¡System ¡ m ¡(RTDMS) ¡ ¡ • SoFware ¡applicaDon ¡for ¡providing ¡real ¡Dme, ¡wide ¡area ¡situaDonal ¡awareness ¡to ¡Operators, ¡ Reliability ¡Coordinators, ¡Planners ¡and ¡OperaDng ¡Engineers • Has ¡the ¡capability ¡to ¡monitor ¡and ¡analyze ¡the ¡dynamics ¡of ¡the ¡power ¡system. ¡ • RTDMS ¡ ¡provides ¡ ¡criDcal ¡ ¡me metrics ¡ ¡of ¡ ¡grid ¡ ¡dynami mics, ¡ ¡like ¡ ¡ • Phase ¡Angle ¡Differences ¡(Grid ¡Stress) • Small ¡Signal ¡Stability ¡(OscillaDons ¡& ¡Damping) ¡ • Frequency ¡Instability ¡ • GeneraDon-­‑Load ¡Imbalance ¡ • Power-­‑Angle ¡SensiDvity ¡ • Power-­‑Voltage ¡SensiDvity ¡

RTDMS, ¡ Building ¡blocks

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