Stability enhancing control of series FACTS devices installed in tie-lines of large-scale interconnected power system

This paper addresses the state-variable stabilizing control of the power system using such series FACTS devices as TCPAR installed in the tie-line connecting control areas in an interconnected power system. This stabilizing control is activated in the transient state and is supplementary with respect to the main steady-state control designed for power flow regulation. Stabilizing control laws, proposed in this paper, have been derived for a linear multi–machine system model using direct Lyapunov method with the aim to maximize the rate of energy dissipation during power swings and therefore maximization their damping. The proposed control strategy is executed by a multi-loop controller with frequency deviations in all control areas used as the input signals. Validity of the proposed state-variable control has been confirmed by computer simulation for a multi-machine test system.

---

Artykuł dotyczy sterowania szeregowych urządzeń FACTS typu TCPAR służącego do poprawy stabilności systemu elektroenergetycznego. Zakłada się, że dane urządzenia TCPAR są zainstalowane w liniach wymiany w połączonym systemie elektroenergetycznym. Sterowanie uaktywnia się w stanie nieustalonym po wystąpienia zakłócenia w systemie elektroenergetycznym i jest sterowaniem dodatkowym w stosunku do sterowania zasadniczego przeznaczonego do regulacji przepływów w sieciach. Wzory na sterowanie stabilizujące, proponowane w tym artykule, zostały wyprowadzone za pomocą bezpośredniej metody Lapunowa dla liniowego wielomaszynowego modelu systemu. Jako zasadę sterowania przyjęto maksymalizację szybkości rozpraszania energii związanej z kołysaniami wirników generatorów i tym samym maksymalizację tłumienia kołysań. Proponowane sterowanie jest realizowane jako wielowejściowe sterowanie zmiennych stanu z odchyłkami częstotliwości w poszczególnych podsystemach jako sygnałami wejściowymi. Skuteczność proponowanego sterowania została sprawdzona za pomocą symulacji komputerowej dla wielomaszynowego systemu testowego.