Identification of Forced Oscillations in Power Systems
Tid: Ti 2025-06-10 kl 10.00
Plats: 3412 Sten Velander, Teknikringen 33
Videolänk: https://kth-se.zoom.us/s/65793561998
Språk: Engelska
Ämnesområde: Elektro- och systemteknik
Licentiand: David Bergman , Elkraftteknik
Granskare: Teknologie doktor Jonas Persson, Vattenfall AB
Huvudhandledare: Professor Mehrdad Ghandhari, Elkraftteknik; Professor Robert Eriksson, Uppsala universitet
20250512
Abstract
Med den pågående energiomställningen kommer nya utmaningar i kraftsystemet. När elproduktionen gradvis övergår från att produceras av stora synkrona maskiner till att produceras av förnybara energikällor påverkas systemets dynamik. Kraftsystemet blir mer känsligt för störningar, och nya stabilitetsfenomen uppstår. Det blir därför allt viktigare att övervaka kraftsystemet. Med utvecklingen av Phasor Measurement Units (PMU:er) blev det möjligt att övervaka kraftsystemet med hög samplingsfrekvens. Ett fenomen som blev möjligt att upptäcka och övervaka med PMU:er är forcerade oscillationer. Tillsammans med naturliga oscillationer utgör dessa två olika typer av elektromekaniska oscillationer. Medan naturliga oscillationer är kraftsystemets naturliga svar på slumpmässiga lastförändringar eller fel, är forcerade oscillationer systemets svar på en extern källa som kontinuerligt exciterar systemets dynamik. Om frekvensen på den forcerade oscillationen ligger nära en systemmod kan resonans uppstå mellan den forcerade oscillationen och systemmoden. Om särskilda villkor är uppfyllda kan den forcerade oscillationen förstärkas kraftigt och fortplanta sig över stora delar av kraftsystemet. Det är därför viktigt att övervaka förekomsten av forcerade oscillationer och vidta korrigerande åtgärder när de uppstår. Detaljerad teori om några noggrant utvalda metoder för att detektera forcerade oscillationer presenteras, och deras prestanda valideras i en fallstudie. När en oscillation har detekterats är nästa steg att avgöra om det rör sig om en forcerad oscillation eller en naturlig oscillation till följd av låg dämpning. För detta ändamål presenteras en metod för att särskilja forcerade och naturliga oscillationer. Metoden skiljer mellan oscillationstyperna genom att analysera dämpningskvoten hos det underliggande bruset och jämföra det med ett tröskelvärde. Den föreslagna metodiken använder en parametrisk modell som även inkluderar en odämpad sinuskomponent för att separera den odämpade oscillationen från underliggande brus i PMU-data. Metoden valideras med hjälp av två-areasystemet och Nordic 44-systemet.