Development of Multilinear Regression Models for Online Voltage Stability Margin Estimation

Abstract

This paper investigates the use of reactive power reserves (RPR) as an indicator to estimate voltage stability margin (VSM) in an online environment. The methodology relies upon the relationship between system-wide RPRs and VSM. Statistical multilinear regression models (MLRM) are utilized in order to express how variations in RPRs can be transformed into direct information about VSM. Data regarding RPRs and system VSM are obtained through an offline voltage stability assessment (VSA) and stored in a database for further MLRM development. Different load increase directions and a comprehensive list of contingencies are considered to account for uncertainty present in real-time operations. Once properly designed and validated, the MLRMs are ready to be used in the online environment. The methodology is tested on the IEEE 30-bus system and a real size test system containing 1648 buses. Preliminary results show that MLRMs can be successfully employed in online VSM estimation.

Relationships Exploration for Real-time Static Voltage Stability Prediction of Power Systems

“…It is important to find out the voltage collapse point and to know the distance from the current operating point to it [1]. Various techniques are reported to identify and estimate the maximu m load ability in the research of static voltage stability [2]- [3]. One of the conventional techniques is solving the power flow repetitively, starting at a base load leading up to the collapse limit [4], [5], in which the load and the generator output are increased in steps.…”

Indicadores estáticos normalizados para estabilidad de tensión basados en reservas de potencia reactiva y en márgenes de cargabilidad

“…Según [7], los avances en la estimación de márgenes de estabilidad de tensión monitoreando las reservas de potencia reactiva son aún insuficientes. Este inconveniente aplica tanto para los análisis de planeamiento operativo como para tiempo real.…”

“…Sobre la literatura de alto nivel relacionada con el tema de estabilidad de tensión y márgenes de reserva de potencia reactiva, en [7] se aborda el problema a través de las regresiones lineales considerando una exhaustiva cantidad de casos. De esta forma se obtienen relaciones sobre el margen de carga y las reservas de potencia reactiva.…”

“…El método propuesto es sencillo y no requiere mapear grandes cantidades de casos como se presenta en [7][8], sino más bien realizar la predicción del margen de carga del sistema y de las reservas de potencia reactiva, todo en un marco de referencia común en por unidad.…”

“…Una comprobación o validación del método propuesto será que la característica de reserva de potencia posee una región lineal seguida de una no lineal en la zona de mayor estrés, como se expuso en [7,16].…”