Long-term voltage stability assessment using Quasi-Steady State Simulation in Matlab

Abstract

A Quasi Steady State Simulator (QSSS) for long term voltage stability assessment has been developed, tested and verified in Matlab. Theory and modelling assumptions behind QSSS are explained, including many elements present in long term voltage stability scenarios. The software was developed to perform large contingencies for N-bus systems with classical representation of generators and motors in stability studies, including simple control models of Automatic Voltage Regulators (AVR), Overexcitation Limiters (OEL) and Load Tap Changer (LTC). The simulator was finally compared to full time domain simulations in small power systems, showing good accuracy and low computational efforts. It was found that QSSS is able to follow the long term evolution of voltages when the system is still short term stable after each discrete change.

Un simulador cuasi-estacionario se desarrolló (QSSS: Quasi Steady State Simulator, por sus siglas en Inglés), probó y verificó en Matlab. La teoría y las suposiciones del modelaje detrás del QSSS se explicaron incluyendo la mayoría de elementos presentes en los escenarios de estabilidad de tensión de largo alcance. El software desarrollado para evaluar grandes contingencias, para un sistema de N-barras con la representación clásica de generadores y motores en los estudios de estabilidad, incluyó modelos de control sencillos de reguladores automáticos de tensión (AVR: Automatic Voltage Regulators, por sus siglas en Inglés), limitadores de sobrexcitación (OEL: Overexcitation Limiters, por sus siglas en Inglés) e intercambiadores en derivación bajo carga (LTC: Load Tap Changer, por sus siglas en Inglés). El simulador se comparó con simulaciones detalladas, en pequeños sistemas de potencia, mostrando una buena exactitud y bajo esfuerzo computacional. Se encontró que el QSSS es capaz de seguir la evolución de las tensiones en el largo plazo, cuando el sistema todavía permanece estable en el corto plazo, después de cada cambio discreto.