ABSTRACT – CAN. J. ELECT. COMPUT. ENG., VOL. 30, NO. 1, PP. 17–22

Integration of HVDC control dynamics into transient energy functions

Intégration des dynamiques de contrôle CCHT dans des fonctions d'énergie transitoire

Nilkamal Fernandopulle and Robert T.H. Alden

A common approximation used in the formulation of transient energy functions (TEFs) for ac/dc power systems involves the omission of dc control dynamics. The differential equations representing the dc system dynamics are used to track the fault-on trajectory, but not to derive the TEF. This approach leads to an error in TEF-based stability prediction. In this pa-per, a method is presented to derive the TEF with dc system dynamics explicitly integrated. By using this comprehensive transient energy function, the accuracy of the stability prediction in ac/dc systems is improved. In addition, because differ-ential equations representing dc dynamics are included directly in the TEF, the calculation of the post-fault equilibrium point is done only once. This leads to a considerable reduction in CPU time. The method is validated by comparing results from 12-bus and 30-bus ac/dc test systems with those obtained from time simulation.

Une approximation fréquente utilisée dans la formulation de fonctions d’énergie transitoire (FET) pour des systèmes de puissance ca/cc est l’omission des dynamiques de contrôle cc. Les équations différentielles représentant les dynamiques du système cc sont utilisées pour suivre la trajectoire des fautes, mais pas pour dériver la FET. Cette approche mène à une erreur dans les prédictions de stabilité basées sur les FET. Dans cet article, on présente une méthode pour dériver la FET avec l’intégration explicite des dynamiques des systèmes cc. En utilisant cette fonction complète d’énergie transitoire, la précision de la prédiction de la stabilité dans les systèmes ca/cc est améliorée. De plus, puisque les équations différentielles représentant les dynamiques cc sont inclues directement dans la FET, le calcul du point d’équilibre après la faute n’est fait qu’une fois. Ceci résulte en une réduction considérable du temps d’utilisation du processeur de l’ordinateur. La méthode est validée en utilisant des systèmes ca/cc de test à bus-12 et bus-30 et en comparant les résultats avec ceux de simulations temporelles.

Keywords: controller models, dc dynamics, stability, transient energy function, transient energy margin

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