Study of Distributed Generations in Voltage Sag Mitigation Using Unbalanced Load Flow

Abstract

У роботі пропонується новий метод трифазного незбалансованого потоку навантаження (DLF) для вивчення впливу розподілених генерацій (DGs), встановлених разом із розподільними мережами для пом'якшення падіння напруги. З метою аналізу DGs моделюються як джерело змінної реактивної потужності та постійного коефіцієнта потужності з використанням як вітрової, так і сонячної енергії. Запропонована методика базується на застосуванні класичної теорії множин, де за її допомогою були сформовані різні матриці імпедансу для тестового випадку. Це дозволяє методу бути більш гнучким і надійним для роботи в будь-якій ситуації. В рамках визначеної матриці PSIM, моделювання DGs включено для дослідження впливу DGs. Вплив DGs на пом'якшення падіння напруги математично пояснюється за допомогою фазової діаграми. Запропонована методика випробувана на стандартних радіальних розподільних мережах IEEE 13 з програмуванням на платформі MATLAB. Для аналітичних цілей можна використовувати інші тестові мережі. Для обґрунтування претензій досліджуються різні випадки, такі як приріст навантаження та збільшення максимальної потужності DGs. Також проведено порівняння між запропонованою DLF технікою і традиційним методом розгортки, де доведено ефективність запропонованої методики над традиційним методом. Щодо загального аналізу запропонованого методу, він показує кращі результати порівняно з традиційним методом розгортки назад вперед за часом виконання та кількістю ітерацій.

In this paper, a new three-phase unbalanced distribution load flow (DLF) technique is proposed to study the impact of distributed generations (DGs) installed with the distribution networks in mitigating the voltage sag. For analysis purpose, DGs are modeled as variable reactive power and constant power factor source with both wind and solar powered DGs in the case study. The proposed technique is based on the application of classical set theory, where different impedance matrices were formed for the test case with the help of set theory. It enables the method to be more flexible and robust for handling in any situation. Within the defined PSIM matrix, DG modeling is incorporated for the impact study of DGs. Effect of DGs in mitigating voltage sag is mathematically explained with the help of phase diagram. The proposed technique is tested on the standard IEEE 13 bus radial distribution networks with programming done on the MATLAB platform. Different other test networks can be used for analytical purpose. To justify the claims, different cases are studied, such as load increment, an increase in the maximum power limit of DGs. Also, a comparison is drawn between the proposed DLF technique and the traditional backward forward sweep method, where the efficacy of the proposed technique is proved over the traditional method. In overall analysis of the proposed method, it shows better results compared to the traditional backward forward sweep method in terms of execution time and number of iterations.