کاربرد روش جدید برای حل مسئله پخش بار در سیستم‌های قدرت با نسبت بالای r/x

در یک سیستم قدرت مقدار راکتانس خط، عموماً بیش‌تر از مقدار مقاومت خط می‌باشد و درنتیجه روش‌هایی همچون روش نیوتن رافسون استاندارد و روش‌های مبتنی بر نیوتن رافسون، به‌راحتی در این سیستم‌ها همگرا می‌شوند. اما در حالت استفاده از جبران‌سازی سری همانند استفاده از خازن سری، میزان راکتانس خط کاهش پیدا می‌کند و درنتیجه نسبت r/x خط انتقال افزایش می‌یابد که در این حالت شرایط سیستم تغییر کرده و روش‌های مبتنی بر نیوتون رافسون استاندارد، یا دارای همگرایی با سرعت کم (تعداد تکرار بالا) و یا به‌کلی واگرا می‌شوند. درواقع با کم شدن مقدار راکتانس خط،اصطلاحاً عدد شرایط سیستم (نسبت بیش‌ترین مقدار ویژه به کمترین مقدار ویژه ماتریس ژاکوبین) افزایش یافته و روش نیوتون رافسون استاندارد در این سیستم همگرا نمی‌شود. در این مقاله از کاربرد یک روش جدید مبتنی بر تکرار برای حل سیستم‌های با نسبت r/x بالا ارائه شده است. مزیت این روش ارائه شده این است که مستقل از نسبت r/x، در کلیه سیستم‌ها با تعداد تکرار کم، همگرا می‌شود. روش پیشنهادی روی شبکه‌های تست 9، 30 و 118 باس ieee  همچنین 11 و 2383 باس شبیه‌سازی و تحلیل شده است. نتایج به‌دست‌آمده نشان از دقت بالا و کارایی روش ارائه شده در حل مسائل پخش بار سیستم‌های قدرت می‌باشد.

Application of new Method to Solve Load Flow Problem in Power Systems with High Ratio of R/X

In the power system, usually the reactance of transmission line is greater than its resistance and thereby power flow algorithms such as Newton Raphson methods and newton based methods can easily converged. However, in the case of series compensation such as series capacitor, the reactance of transmission line is decreased and accordingly the ratio of R/X is increased. In such case system condition is changed and therefore Newton based power flow methods will converged hardly or even diverged. In fact, with increase of R/X ratio, conventionally the system condition number (the ratio of maximum to minimum eigenvalue of Jacobian matrix) is increased and Newton Raphson method is not converged. In this paper, a new iterative based method is present to solve power flow of system with high ratio of R/X. The main advantage of the proposed method is its independence to R/X ratio and will converged even for system with high ratio of R/X.  The suggested method is studied based on IEEE 9bus, 30bus and 118bus also 11bus and 2383bus test systems. The obtained results show the effectiveness and accuracy of the proposed method in solving power flow problem of power systems, independent to R/X ratio.