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 ¡ (steady ¡State ¡Observability) ¡ 10-­‑60 ¡samples ¡per ¡second ¡ (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 ¡ ¡
• f ¡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: ¡

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• 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

ApplicaDon ¡screenshot

ApplicaDon ¡dash ¡board

ApplicaDon ¡dash ¡board

¡Th ¡Than ank ¡Y k ¡You

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