بهره برداری ایمن از سیستم قدرت در گرو تامین پایداری و امنیت آن در همه زمان هاست. از جمله پدیده هایی که منجر به ناپایداری سیستم قدرت می شود و از دیرباز به عنوان یک چالش در کنترل و بهره برداری سیستم قدرت مطرح بوده است، پدیده ناپایداری دینامیکی (ناپایداری سیگنال کوچک) است که عمدتا به صورت نوسانات الکترومکانیکی فرکانس پایین نامیرا یا بامیرایی ناکافی خود را نشان می دهد. موثرترین راهکار برای میراسازی این نوسانات و بهبود پایداری دینامیکی شبکه، استفاده از پایدارسازهای سیستم قدرت ((PSS)) در سیستم تحریک نیروگاه هاست. هدف این مقاله، بررسی اثر (PSS)های واحدهای مختلف یک نیروگاه واقعی بر پایداری دینامیکی شبکه برق ایران و بهبود عملکرد آن هاست. بدین منظور ابتدا مدل سیستم تحریک و (PSS)های این نیروگاه شناسایی و صحت سنجی شده و سپس با به کارگیری روش فراابتکاری بهینه سازی اجتماع ذرات (PSO) پارامترهای اصلی این پایدارسازها با روشی پیشنهادی بهینه سازی می گردد. در ادامه، رفتار نیروگاه در حضور (PSS)های بهینه شده در برابر اغتشاشات مختلف مورد بررسی قرار گرفته و اثر آن بر بهبود میرایی مودهای نوسانی محلی و بین ناحیه ای، هم در حوزه زمان و هم در حوزه فرکانس تحقیق می گردد. نتایج تحلیل منعطف و همزمان شبکه در حضور (PSS) با ضریب بهینه شده عملکرد رضایت بخش این پایدارساز بهینه شده را نشان می دهند.

در این مقاله برای افزایش پایداری سیستم قدرت تک ماشینه و دوماشینه از کنترل کننده های همزمان پایدارساز سیستم قدرت ((PSS)) و خازن سری کنترل شونده با تریستور (TCSC) استفاده شده است. سپس از الگوریتم بهینه سازی اجتماع ذرات (PSO) برای بهینه کردن پارامترهای کنترل کننده های همزمان (PSS) و TCSC استفاده شده است. ناپایداری دینامیکی به دلیل بر هم خوردن تعادل بین توان مکانیکی ورودی و توان الکتریکی خروجی و کمبود گشتاور میراکننده حاصل می شود. یکی از اقدامات موثر به منظور رفع این مشکل نصب (PSS) در ژنراتورها جهت میراکردن نوسانات الکترومکانیکی در اثر بروز اغتشاشات ناگهانی بار می باشد. بکارگیری TCSC موثرترین روش جبرانسازی راکتیو خطوط انتقال بلند و افزایش پایداری گذرا است و ابزار سودمندی جهت کنترل توان انتقال یافته از این خطوط محسوب می شود. (PSS) و TCSC می توانند برای پایداری بیشتر با یکدیگر ترکیب شوند، در نتیجه هماهنگی بین آن ها بسیار مهم است. نتایج شبیه سازی شده در این مقاله نشان دهنده عملکرد مطلوب کنترل کننده های همزمان (PSS) و TCSC پس از وقوع اغتشاش در سیستم قدرت می باشد.

سیستم های حفاظتی، حیاتی ترین عنصر دفاعی شبکه های قدرت را در برابر شرایط غیرعادی تشکیل می دهند؛ بنابراین عملکرد نادرست آنها که توسط حملات سایبری ایجاد می شود، ممکن است عواقب بسیار زیادی برای شبکه های قدرت مانند خاموشی های گسترده ایجاد کند. از جمله مهم ترین سیستم های حفاظتی که در معرض نفوذ مهاجم سایبری است، سیستم حفاظتی ژنراتور، خط انتقال و ترانسفورمر می باشد. ناهنجاری های سایبری را می توان با استفاده از اقدام های استراتژیک به حاشیه راند و اثر آن را در شبکه کاهش داد. در این مقاله، با توجه به اهمیت سیستم حفاظت شبکه قدرت، مرور جامع روش های مقاوم سازی سیستم حفاظتی در برابر حملات سایبری مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور در مرحله اول، جهت مقاوم سازی شبکه قدرت در برابر حمله سایبری، روش های مبتنی بر حفاظت ارائه می گردند. سپس در مرحله دوم، روش های مبتنی بر تشخیص برای ردیابی حمله سایبری احتمالی بیان می شوند. از آنجا که تضمین قطعی برای عدم نفوذ مهاجم سایبری وجود ندارد، با بهره گیری از روش های تشخیص حمله می توان از پیشرفت حمله جلوگیری کرد. به این منظور از دو دسته الگوریتم مبتنی بر داده و مبتنی بر مدل استفاده می شود. در الگوریتم های مبتنی بر داده می توان از دانش و اطلاعات شبکه به صورت بهینه استفاده کرد تا شرایط وقوع حمله سایبری را نسبت به شرایط بدون حمله سایبری تشخیص داد. در الگوریتم های مبتنی بر مدل با اجرای الگوریتم تخمین حالت و بر اساس روابط سیستم، پارامترهای شبکه تخمین زده می شود. سپس با محاسبه اختلاف مقادیر برآوردشده و مقادیر اندازه گیری شده، دستکاری در اطلاعات و نفوذ مهاجم سایبری، تشخیص داده می شود. در نتیجه استفاده از روش های جلوگیری و شناسایی نفوذ مهاجم سایبری در مطالعات مورد بررسی باعث افزایش امنیت سایبری سیستم حفاظت شبکه قدرت خواهد شد. در این راستا به کارگیری انواع الگوریتم های حفاظت و تشخیص برای مقابله با حملات سایبری بسیار حائز اهمیت است.

در این مقاله پایدارکننده سیستم قدرت ((PSS)) و کنترل کننده STATCOM به صورت هم زمان با استفاده از الگوریتم هوشمند ترکیبی ژنتیک (BRGA) جهت افزایش میرایی و کاهش نوسانات سیستم طراحی می شوند. این روش هوشمند ترکیبی دارای قدرت جست و جوی قوی و سرعت همگرایی بالاست. از انتگرال معیار قدر مطلق خطای چندزمانه (ITAE) به عنوان تابع هدف به منظور کاهش انحراف سرعت ژنراتورها و انحراف ولتاژ باس که در آن STATCOM نصب شده است استفاده خواهد شد. از یک سیستم قدرت دو ناحیه چهار ماشینه جهت بررسی روش ارائه شده استفاده می گردد. مقایسه نتایج شبیه سازی ناشی از استفاده از روش BRGA و مقایسه آن با روش های GA و PSO، برتری الگوریتم پیشنهادی را در افزایش میرایی سیستم قدرت نشان می دهد.