Load Characteristic Influence on Power Oscillation Damping : Case Study on HVDC-interconnected AC-Grids

The increasing share of renewables in the electric grid may have a negative impact on the systemstability to which conventional control methods are insucient. The report focuses on the stabilityof low frequency inter-area modes. Along the development of renewables, power electronics aremore frequently used between the actual load and the grid. Hence the characteristics of the loadsis undergoing a change as well. This report investigates how dierent load characteristics inuencethe damping in the grids. The investigation is performed by a simulation experiment where a modelconsisting of two AC-grids interconnected via an HVDC-link is implemented in two simulation softwareprograms, PSCAD and Simulink. The HVDC-link has an implemented active power oscillationdamping control to improve the damping of the overall system. The report also review which softwarethat is most suitable for the given investigation. It is shown that active power loads contributesto the damping best if they are modelled as constant impedance loads and less for constant powerloads. Reactive loads with inductive behaviour contributes to the damping best if they are modelledas constant power loads and contributes least if they are constant impedance loads. The evidencesuggest that the damping provided by the loads is uncorrelated with the damping provided by theHVDC-link. The simulation software that suited the author's preference best was Simulink. Theseresults contribute to the understanding of how loads inuence the system damping and can be usedin future studies, where it is interesting to know if the load damping is over or underestimated.ökande andelen av förnyelsebara energikällor som integreras till elsystemet kan ha en negativpåverkan på elsystemets stabilitet vilket gör att konventionella metoder för att stabilisera system kan visa sig vara otillräckliga. Parallellt med utvecklingen av förnyelsebara energikällor ökar andelen av kraftelektronik som kopplas mellan lasten och elnätet. Den adderade kraftelektroniken till lasten förändrar följaktligen karaktären av lasterna. Rapporten undersöker olika lastkaraktärers inverkan på dämpningen av lågfrekventa svängningsmoder i elsystemet. Studien utförs genom ett simuleringsexperiment där en modell bestående av två AC-nät som är sammankopplade med en HVDC-länk implementeras i två olika simuleringsprogram, PSCAD och Simulink. HVDC-länken har en regulator implementerad för att dämpa de aktiva effektoscillationerna i systemet. Rapporten undersöker även vilket simulationsprogram som är mest lämpad för den utförda studien. Resultaten visar att laster som konsumerar aktiv effekt gav bäst dämpning när de var modellerade som konstanta impedanslaster och de gav sämst dämpning när de var konstanta effektlaster. Laster som konsumerade reaktiv effekt, induktiva laster, gav bäst dämpning till systemet när de var modellerade som konstanta effekt laster och gav sämst dämpning när de var modellerade som konstanta impedans laster. Dessutom tyder resultaten på att dämpningen given från lasterna inte är korrelerade med dämningen från HVDClänken. Simuleringsprogrammet som enligt författarens preferenser var mest lämpad för studien var Simulink. Resultaten kan bidra till en ökad förståelse av lasters påverkan på elsystemets dämpning och kan användas i framtida studier, där det är av intresse att veta om lastens dämpning är över ellerunderskatta