Design features of a dynamic security assessment system

Abstract

This paper presents the design features of a dynamic security assessment (DSA) system. The main issues regarding DSA system functionalities, security assessment methodologies, numerical algorithms, technical specification, and system architecture are discussed. Performance results of the real-time static security assessment are presented.Index Terms--dynamic security assessment, high performance computing, distributed processing system. 7 X. BIOGRAPHIES . He worked for a consulting (Themag) and a utility (Furnas Centrais Eletricas) company and for a research center (CEPEL) in Brazil. He worked also for a utility company (BCHydro) in Canada. At present he is a consultant for ONS, Operador Nacional do Sistema (Brazilian ISO). He is a member of IEEE. He has worked with power systems applications development and studies in planning and operation areas. Wes T. Kwasnicki (M'85) received his M.Sc. degree in Applied Mathematics from the Wroclaw University of Technology, Poland in 1979. He also received the M.Sc. and Ph.D. degrees in Electrical and Computer Engineering from the University of Manitoba, Canada in 1986 and 1998 respectively. He has worked for the Manitoba HVDC Research Centre (Winnipeg, Canada) between 1986 and 1999 where he was engaged in studies of various aspects of power systems, power electronics, applications of artificial intelligence, and development of electromagnetic transients simulation and high speed transient stability programs. At present he is a Senior Engineer with the British Columbia Transmission Corporation (Vancouver, Canada). He is a member of IEEE and a registered Professional Engineer in the Province of British Columbia.

An efficient security assessment system based on PC cluster for power system daily operation planning validation

“…Security assessment including dynamic security assessment is a main issue concerned by control centers [2][3][4] . To speed up dynamic security analysis calculation, much work has been done [5][6] .…”

Desenvolvimento de uma ferramenta computacional para análise de segurança dinâmica, no contexto da estabilidade transitória, de sistemas elétricos de potência via métodos diretos

“…E importante mencionar que atualmente a análise de segurança dinâmica em tempo real jáé uma realidade em diversos sistemas de grande porte por todo o mundo, comó e o caso do Sistema Interligado Nacional (SIN) no Brasil [28], cuja análise de segurança dinâmicaé realizada pelo Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS) com o uso da plataforma ORGANON [29], [49]. Porém dado o enorme esforço computacional requerido na avaliação de uma grande quantidade casos (da ordem de centenas a milhares em sistemas reais de grande porte) eàs constantes mudanças no SEP, que fazem com que a análise de segurança dinâmica tenha de ser realizada em diversos instantes da operação do sistema, o número de casos (contingências) analisados aindaé limitado na operação em tempo real.…”

“…Tais técnicas, comummente denominadas "técnicas inteligentes", não serão objeto de estudos neste trabalho, uma vez que estas apresentam restrições que impedem a sua utilização na análise de segurança dinâmica em tempo real, tais como: elevado tempo para o ajuste do algoritmo de classificação, impedindo que mudanças nos parâmetros do SEP sejam rapidamente incorporadasà análise, e necessidade de um amplo conhecimento da resposta dinâmica do SEP sob estudo para a determinação de padrões de classificação adequados, possibilitando assim a falha da análise quando da ocorrência de casos não previstos. E importante mencionar que o uso de computação distribuída e paralelaé hoje uma prática corrente na tentativa de tornar a análise de segurança dinâmica de SEPs uma aplicação em tempo real [28], [29], [49], uma vez que a análise de cada caso (contingência) pode ser considerada e implementada como uma tarefa independente e portanto concorrente 3 , de modo a possibilitar o aumento do número de casos analisados dentro de um mesmo intervalo de tempo. Porém, o uso de computação distribuída / paralela não será observada neste trabalho, uma vez que sua aplicaçãoà ferramenta para análise de segurança dinâmica, no contexto TSA, aqui propostaé uma extensão natural, porém não trivial, de sua implementação sendo portanto deixada para trabalhos futuros.…”

Contribuição à análise de estabilidade transitória, em duas escalas de tempo, de sistemas elétricos de potência via métodos diretos

“…Porém,é preciso fazer menção ao fato de que para uma análise de estabilidade (segurança dinâmica) adequada a um sistema de energia de grande porte, estima-se que são necessários analisar 100 contingências em um tempo inferior a 1 min [11], [8]. Tal requerimentoé ainda um desafio para as atuais ferramentas computacionais empregadas nesta análise, haja visto que em casos onde o SEP opera com margens de estabilidade reduzidas, cada uma das aplicações envolvidas torna-se uma tarefa numericamente mais difícil, o que resulta por demandar um maior esforço computacional em sua resolução e um maior consumo de tempo [8].…”

“…De modo geral, suponha que a origemé um ponto de equilíbrio do sistema lento Σ 0 e que a matriz Jacobiana D z (f F ) seja não singular na origem 11 , assim pelo Teorema da Função Implícita [15], existe umaúnica solução local para a equação algébrica f F (w, z) = 0, na forma z = h(w), satisfazendo f F (w, h(w)) = 0 com h(0) = 0. Assim, f F (w) = 0 define uma variedade de dimensão n,…”