A Study on the Effect of Controllers in Small Signal Stability of Power Systems

전력계통의 미소신호안정도에 미치는 제어기의 영향에 관한 연구

The effect of controllers-Exciter, Power System Stabilizer, and Static Var Compensator-in one machine infinite bus system is investigated in this paper. The structure of generator state matrix with controllers is represented, while the Static Var Compensator is installed in generator terminal bus. Eigen-value analysis is performed and the effects of controllers to the dominant eigenvalue in one machine infinite bus system are represented by first order eigenvalue sensitivity coefficients while the operating conditions of the system are varied. Optimization of controller parameters using first order eigenvalue sensitivity coefficients is performed by the Simplex Method. It is proved that exciter control is the most efficient method to improve stability of the system and the effect of Static Var Compensator is small, in the case of one machine infinite bus system.

본 논문은 전력계통의 안정도에 미치는 제어장치들의 영향과 안정도 개선에 대해 연구하였다. 제어장치로는 여자기와 전력계통안정기(PSS) 그리고 무효전력보상기(SVC)를 일기무한모선계통에 설치하고, 이때의 상태행렬의 구조를 제시하였다. 상태행렬의 구조식과 고유치, 고유벡터로부터 제동이 불량한 고유치에 대한 감도계수를 구하여 각 제어기별로 중요진동모드에 대한 영향을 수치적으로 나타내었다. 또한 계통의 운용조건을 달리하여 계통변화에 따라 제어장치들이 안정도에 미치는 영향을 관찰하였다. 계통의 안정도를 개선시키기 위해서 제어기정수의 일차고유치감도계수를 선형계획법인 심플렉스법에 적용하여 제어기정수의 최적화를 수행하였다 이때 일차고유치감도계수만으로 최적화를 하는데 따른 문제점을 해결하기 위해 각 제어기정수의 변화폭을 좁게 설정하고, 각 반복계산마다 전단계에서 구한 최적 정수값을 제어기정수의 변화범위를 달리하여 다시 최적화하는 방법을 사용하였다.