ارائه یک روش نوین جهت شناسایی خطاهای آغازین وقایع آبشاری با هدف تجزیه ‌و تحلیل آسیب‌‌پذیری سیستم قدرت

نوع مقاله : مقاله برق

نویسندگان

1 گروه مهندسی برق/ دانشکده فنی/ دانشگاه آزاد اسلامی واحد ساوه

2 دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه آزاد اسلامی واحد ساوه

3 استاد دانشکده مهندسی برق، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

چکیده

وقایع آبشاری یکی از حالات مخرب در سیستم های قدرت می‌باشد که در ابتدا ممکن است با یک خطای کوچک و جزئی شروع شود و سپس با اثر زنجیره‌ای مانند دومینو گسترش ‌یافته و منجر به خاموشی در مقیاس بزرگ شود. لذا جلوگیری از خروج‌‌‌های آبشاری امری ضروری می باشد، زیرا زندگی روزمره ما به ‌شدت به شبکه برق ‌رسانی پایدار و قابل‌ اعتماد بستگی دارد. تاکنون روش‌های زیادی در مراجع مختلف برای شناسایی خطاهای آغازین وقایع آبشاری شامل خطوط و ترانسفورماتور‌های مستعد خرابی با هدف انجام اقدامات اصلاحی به‌ منظور کاهش اثرات نامطلوب خرابی آبشاری ارائه‌ شده است. در این مقاله ابتدا چندین روش شناخته‌ شده با پتانسیل شناسایی خطا‌های آغازین که منجر به خطاهای آبشاری فاجعه‌آمیز می‌شود، بر روی یک شبکه استاندارد 39 باسه IEEE پیاده‌سازی می شود، سپس مزایا و کمبودهای روش‌ها با هم مقایسه می گردد و در ادامه یک روش جدید با دقت و سرعت تشخیص مناسب نسبت به سایر روش‌ها ارائه می شود. همچنین از روش یکایک شماری مبتنی بر تکنیک ارزیابی ریسک ویلیام فاین برای اعتبار سنجی نتایج روش‌های مختلف استفاده می شود. روش یکایک شماری یک روش دشوار و وقت‌گیر است، لذا جهت کاهش ابعاد روش مذکور به‌ منظور صحت سنجی مناسب‌تر و سریع‌تر روش‌ها از تکنیک ارزیابی ریسک ویلیام فاین استفاده‌ می شود. این تکنیک با محاسبه نمره ارزیابی ریسک ترکیبات پیشامدهای محتمل N-K(1<K≤3)، شناسایی و رتبه‌بندی خطرات آغازین بالقوه و مؤثر در ایجاد زنجیره خطاهای پی‌درپی در شبکه قدرت را انجام می‌دهد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Presenting A New Method for Identifying the Initial Events of Cascading Failures with the Aim of Analyzing the Vulnerability of the Power System

نویسندگان [English]

  • Javad Nikoukar 1
  • Mojtaba Fekri 2
  • Gevork B. Gharehpetian 3
1 Department of Technical Engineering, Islamic Azad University, Saveh, Iran
2 Ph.D. Student, Department of Electrical Engineering, Islamic Azad University, Saveh Branch, Saveh, Iran
3 Professor, Department of Electrical Engineering, Amirkabir University of Technology (Tehran Polytechnic), Tehran, Iran.
چکیده [English]

Cascading failures are one of the most destructive states in the power systems, which may initially start with a small error and then spread with a chain effect like a domino, leading to large-scale blackouts. Therefore, it is necessary to prevent cascading failures, because our daily lives depend heavily on a stable and reliable power supply network. So far different methods have been proposed to identify the initial events of cascade failures, including fault-prone lines and transformers, with the aim of taking remedial action scheme to reduce the adverse effects of cascade failure. In this paper, several well-known methods with the potential to detect initial events that lead to catastrophic cascading failures are first implemented of the IEEE 39-bus test system and the Competencies and shortcomings of methods are compared. In the following, a new method is presented with appropriate speed and accuracy compared to other methods. The enumeration method based on William Fine risk assessment technique is used to validate the results of different methods. The enumeration method is a difficult and time-consuming method. Therefore, in order to reduce the dimensions of the mentioned method in order to validate the methods more appropriately and faster, the William Fine risk assessment technique is used. This technique identifies and ranks the potential and effective initial events in creating the chain of cascading failures in the power system by calculating the risk assessment score of combinations of possible N-K(1<K≤3) contingencies.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Initial Event
  • Cascading Failure
  • William Fine Risk Assessment Method
  • Vulnerability
  • Possible Contingency
  • Maximum Flow Method