Multi-objective optimal power flow considering the multi-terminal direct current

Abstract

In recent years, transmission systems comprise more direct current structures; their effects on alternating current power system may become significant and important. Also, multi-terminal direct current is favorable to the integration of largewind and solar power plants with a very beneficial ecological effect. The novelty of the proposed work consists in the effects of the aforementioned modern devices on transient stability, thus turn out to be an interesting research issue. In our view, they constitute a new challenge and an additional complexity for studying the dynamic behavior of modern electrical systems. Purpose. We sought a resolution to the problem of the transient stability constrained optimalpower flow in the alternating current/direct currentmeshed networks. Convergence to security optimal power flow hasbeen globally achieved. Methods.The solution of the problem was carried out in MATLAB environment, by an iterative combinatorial approach between optimized power flow computation and dynamic simulation. Results.A new transient stability constrained optimal power flow approach considering multi-terminal direct current systems can improve the transient stability after a contingency occurrence and operate the system economically within the system physical bounds. Practical value. The effectiveness and robustness of the proposed method is tested on the modified IEEE 14-bus test system with multi-objective optimization problem that reflect activepower generation cost minimization and stability of the networks. It should be mentioned that active power losses are small in meshed networks relative to the standard network. The meshed networks led to a gain up to 46,214 % from the base case.В останні роки системи передачі електроенергії включають в себе більше структур постійного струму; їх вплив на енергосистему змінного струму може стати значним і важливим. Крім того, багатотермінальний постійний струм є сприятливим для інтеграції великих вітрових та сонячних електростанцій з дуже позитивним екологічним ефектом. Новизна запропонованої роботи полягає у впливі вищезазначених сучасних пристроїв на перехідну стабільність, що виявляється цікавим питанням для дослідження. На наш погляд, вони становлять нову проблему та додаткову складність для вивчення динамічної поведінки сучасних електричних систем. Мета. Ми шукали розв’язання задачі перехідної стабільності, обмеженої оптимальним потоком потужності в мережах змінного/постійного струму. Збіжність для забезпечення оптимального потокy енергії була глобально досягнута. Методи. Розв’язання задачі було здійснено в середовищі MATLAB за допомогою ітеративного комбінаторного підходу між оптимізованим обчисленням потоку потужності та динамічним моделюванням. Результати. Новий підхід, що обмежує перехідну стабільність, з урахуванням багатотермінальних систем постійного струму може покращити перехідну стабільність після виникнення непередбачених ситуацій та економічно експлуатувати систему у фізичних межах системи. Практичне значення. Ефективність та надійність запропонованого методу перевіряється на модифікованій тестовій 14-шинній системі IEEE з використанням багатоцільової задачі оптимізації, яка відображає мінімізацію витрат на активну генерацію електроенергії та стабільність мереж.