عملکرد کلی مجموعه کدهای تحلیل پایداری گذرا در سیستم‌های قدرت چند ماشینه

1. پخش بار: در ابتدای کار، کدها با استفاده از روش نیوتن-رافسون مسأله پخش بار را حل می‌کنند تا ولتاژ، زاویه فاز و توان‌های حقیقی و راکتیو در باس‌ها مشخص شوند. این مرحله اساس حل مسأله پایداری گذرا است.
2. شبیه‌سازی پایداری گذرا: پس از وقوع خطا، سیستم به کمک مدل‌های دینامیکی ماشین‌های الکتریکی و ماتریس‌های Y-Bus در شرایط قبل، در حین و بعد از خطا تحلیل می‌شود. این مدل‌ها تغییرات زاویه‌های فاز ژنراتورها را در طول زمان و هنگام رخداد خطا بررسی می‌کنند.
3. ارزیابی پایداری سیستم: نتایج شبیه‌سازی به صورت تغییرات زاویه فاز هر ماشین نسبت به باس اسلک نمایش داده می‌شود تا مشخص شود آیا سیستم به حالت پایدار باز می‌گردد یا خیر. اگر زاویه‌ها پس از گذشت زمان تثبیت شوند، سیستم پایدار است؛ در غیر این صورت، سیستم ناپایدار خواهد بود.

نقش هر زیر کد در مجموعه کدهای تحلیل پایداری گذرا در سیستم‌های قدرت چند ماشینه

• Transient_stability.m: این کد نقش اصلی را در اجرای برنامه تحلیل پایداری گذرا در سیستم‌های قدرت چندماشینه ایفا می‌کند و به عنوان نقطه شروع و هماهنگ‌کننده بین بخش‌های مختلف برنامه عمل می‌نماید.
• lfybus.m: این کد وظیفه ایجاد ماتریس ادمیتانس باس (Y-Bus) سیستم را بر عهده دارد. این ماتریس بیانگر ارتباطات بین باس‌های مختلف سیستم است و پایه اصلی محاسبات پخش بار است.
• lfnewton.m: این کد از روش نیوتن-رافسون برای حل مسأله پخش بار استفاده می‌کند.
• busout.m: این کد نتایج حاصل از شبیه‌سازی پخش بار را به صورت جدول نمایش می‌دهد. این خروجی شامل اطلاعاتی مانند ولتاژ، زاویه، توان‌های اکتیو و راکتیو باس‌ها است.
• afpek.m و dfpek.m: این کدها برای نمایش حالت‌های سیستم چندماشینه در زمان پس از خطا (afpek.m) و در زمان وقوع خطا (dfpek.m) استفاده می‌شوند. این کدها به صورت تابع‌ حالت در تحلیل پایداری گذرا به کار می‌روند.
• ybusaf.m، ybusbf.m و ybusdf.m: این کدها مربوط به محاسبه ماتریس Y-Bus در شرایط قبل از وقوع خطا، بعد از وقوع خطا و در طول خطا هستند. هر یک از این توابع، ماتریس Y-Bus را در شرایط خاص برای استفاده در تحلیل پایداری گذرا محاسبه می‌کنند.
• trstab.m: این کد برای انجام شبیه‌سازی پایداری گذرا به کار می‌رود. بعد از محاسبات پخش بار و مشخص شدن حالت اولیه سیستم، با استفاده از این کد می‌توان وضعیت سیستم پس از وقوع خطا را بررسی کرد و پایداری سیستم را ارزیابی نمود.

ورودی‌های اصلی برنامه تحلیل پایداری گذرا در سیستم‌های قدرت چند ماشینه شامل موارد زیر است:

• basemva: مقدار مبنای MVA برای سیستم که در کد برابر با 100 تنظیم شده است.
• accuracy: میزان دقت مورد نظر برای محاسبه، که در کد برابر با 0.0001 تعریف شده است.
• maxiter: حداکثر تعداد تکرارهای مورد نیاز برای حل مسأله، که 10 تنظیم شده است.
• busdata: ماتریس داده‌های باس که شامل اطلاعات مربوط به باس‌های شبکه مورد مطالعه است، مانند نوع باس (نوع 1 برای باس اسلک، نوع 2 برای باس ژنراتور و نوع 0 برای باس بار)، ولتاژ، توان‌های حقیقی و راکتیو بار و ژنراتورها.
• linedata: ماتریس داده‌های خطوط انتقال که شامل شماره باس‌های مبدأ و مقصد، راکتانس، مقاومت و ظرفیت خطوط است.
• gendata: ماتریس داده‌های ژنراتور، شامل اطلاعات مربوط به ژنراتورها مانند مقاومت ژنراتور (Ra)، راکتانس ژنراتور (‘Xd) و مقدار H که نشان‌دهنده اینرسی ماشین است.

خروجی‌های اصلی برنامه تحلیل پایداری گذرا در سیستم‌های قدرت چند ماشینه شامل موارد زیر است

1. زاویه فاز ژنراتورها با توجه به باس اسلک: پس از وقوع خطا و رفع آن، برنامه زاویه فاز هر ماشین را نسبت به باس اسلک محاسبه کرده و در خروجی نمایش می‌دهد. این اطلاعات به صورت جدول زمانی ارائه می‌شوند که نشان‌دهنده تغییر زاویه فاز در طول زمان است.
2. نمایش گرافیکی تغییرات زاویه فاز: برنامه یک نمودار رسم می‌کند که تغییرات زاویه فاز هر ژنراتور را با توجه به زمان نشان می‌دهد. این نمودار نشان می‌دهد که آیا سیستم پس از وقوع خطا به حالت پایدار بازگشته است یا خیر.
3. گزارش زمان رفع خطا: در هنگام اجرای شبیه‌سازی، برنامه، زمان رفع خطا (Fault Clearing Time) را گزارش می‌کند.
4. پرسش تعاملی برای ادامه شبیه‌سازی: برنامه پس از نمایش نتایج از کاربر می‌پرسد که آیا می‌خواهد شبیه‌سازی با زمان رفع خطای دیگری یا با مکان خطای دیگری تکرار شود یا خیر. این امکان برای انجام شبیه‌سازی‌های متوالی با تغییر پارامترها وجود دارد.