I n d on e s i an   Jo u r n al   o f  El e c t r i c al   En gi n e e r i n g   an d   C o m p u te r   S c i e n c e   V o l .   15 ,   N o .   2 ,  A ugus t   20 1 9 ,   pp .   5 71 ~ 580   IS S N :   2502 - 4752 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 1 5 .i 2 . pp 5 71 - 580             571       Jou r n al   h o m e pa ge :  ht t p: / / i ae s c or e . c om / j our na l s / i nde x . php/ i j e e c s   E n h a n c e m e n t   o f   st a b i l i t y   m a r g i n   b a sed o n   d y n a m i c     b r a k e   st r a t e g y       M ajl i   N e m a  H aw as   D e pa rt m e n t   o f   E l e c t ri c a l   P o w e r   E n gi n e e r i n g ,   E l e c t ri c a l   E n g i n e e ri n g   T e c hni c a l   Co l l e ge ,   I r a q       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T     Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e d  O c t   15 ,   2018   R e v i s e d  J a n   18 ,   201 9   A c c e pt e d  F e b   28 ,   201 9       T he   R a t e   o f   C ha ng e   K i ne t i c   E ne r g y   ( R A C K E )   m e t ho d  a c hi e v e s   c ons i d e r a b l e   r e duc t i o n  i n   c o m put i ng   t i m e   by   v i r t ue   o f   t h e   w a y   t ha t   i t   do e s   no t   ne e d   t h e   s o l ut i o n  o f   s y s t e m   e qua t i o n  be y o nd  f a ul t   c l e a r i ng   t i m e .   I n  R A C K E   m e t ho d  t he   m a c hi n e   w hi c h  t e n ds   t o   l o s e   s y n c hr o ni s m   c a n  be   de f i ne d  a s   t ha t   w hi c h   ha s   t h e   l a r g e s t   ne g a t i o n  R A C K E   v a l ue .   T he   i nj e c t i o n  o f   t he   br a k e   o ug ht   t o   be   a c hi e v e d  w he n  R A C K E   o f   t he   m a c hi ne   l i a b l e   t o   be   uns t a b l e   r e a c he s   i t s   m a xi m um   ne g a t i v e   v a l ue .   E l i m i n a t i o n  ha ppe ns   w he n  R A C K E   o f   t he   m a c hi ne   i s   z e r o   a n d  d i s t u r ba nc e   a ng ul a r   v e l o c i t y   pa s s e s   t hr o ug h  z e r o  c ha ng i ng   s i g n  f r o m   p o s i t i v e   t o   ne g a t i v e .   T o   de f i n i ng   t he   i ns t a nt   o f   i nj e c t i o n  a nd  e l i m i n a t i o n  o f   br a ke ,   R A C K E   m e t ho d  c a n  be   us e d  t o   i nv e s t i g a t e   t he   t r a ns i e n t   s t a b i l i t y   m a r g i n  o f   a   p o w e r   s y s t e m   t h r o ug h   e v a l ua t i o n  of   R A C K E   v a l ue   a t   t h e   i n s t a n t   o f   f a ul t   c l e a r a nc e .   T he   s i m u l a t i o n  de m o ns t r a t e s   t ha t   t he   a ppl y i ng   o f   a   br a k i ng   r e s i s t o r   a t   t he   t e r m i na l   o f   e a c h  o f   t he   m a c hi ne s ,     pul l i ng   of   s y n c hr o ni s m ,   s i m ul t a n e o us l y   br i ng s   t he   s y s t e m   i n t o   s t a b l e   t r a j e c t o r y .   I t   i s   c l e a r   f r o m   t he   r e s u l t s   o bt a i ne d  t h a t   dy na m i c   br a k i ng   de pe n di ng   o n  t he   R A C K E   c r i t e r i o n  f o r   i n s e r t i o n  a n d  r e m o v a l   o f   t he   br a ke   g i v e s   e xc e l l e nt   r e s u l t s   i n   a n  e nha nc e m e nt   o f   t r a n s i e nt   s t a bi l i t y   m a r g i n.   Ke y w or ds :   A n gu l a r  v e l o c i t y   D y n a m i c   b ra ki ng   R a t e   c h a nge   o f   ki n e t i c   e n e r gy   T r a n s i e nt   s t a b i l i t y   T r a n s i e nt   s t a b i l i t y   m a r gi n   C opy r i gh t   ©   201 9   I n s t i t ut e   o f   A dv anc e d  E ng i ne e r i ng   and   S c i e nc e .     A l l   r i gh t s   r e s e r v e d .   Cor r e s pon di n g   Au t h or :   M a j l i   N e m a   H a w a s ,     D e pa rt m e n t   o f   E l e c t ri c a l   P o w e r   E n gi n e e r i n g ,   E l e c t r i c a l   E n gi n e e r i n g   T e c hn i c a l   Co l l e ge ,   M i ddl e   T e c hni c a l   U n i v e r s i t y ,   B a gh d a d,   I ra q .   E m a i l :   g n m a j l i @ g m a i l . c o m       1.   I N TR O D U C TI O N     T r a n s i e nt   s t a b i l i t y   i s   f o r m ul a t e d  t o   de t e r m i n e   t h e   m a x i m um   t i m e   t ha t   a   di s t u r b a n c e   m a y   be   a l l o w e d   t o   r e m a i n   w i t h o ut   l o s i n g  s y n c hr o n i s m .   T h i s   t i m e   i s   c a l l e d   t h e   C r i t i c a l   Cl e a r i ng  T i m e   CCT   o f   t h e   pow e r   s y s t e m .   T h e   a ppl i c a t i o n   o f   a   b ra ki ng  r e s i s t o r  c a n   b e   e ff e c t i v e   i n  t h e   r e duc t i o n   o f   a c c e l e r a t i o n   t o r que   a nd  im p r o v i n g  s t a b i l i t y   c o n di t i o n s   [1 - 3] .   T h e   p r e di c t i o n   o f   s y s t e m   s t a b i l i t y   c a n   b e   ob t a i n e d  e i t h e r   by   us i n g  c l a s s i c a l   o r  di r e c t   a pp r o a c h e s .   D i r e c t   m e t h o ds   o ffe r   t h e m s e l v e s   a s   go o d  t oo l s   fo r   f a s t   a s s e s s m e nt   o f   s y s t e m   s t a b i l i t y .   In   t h e s e   m e t h o ds ,   t h e   c l a s s i c a l   a pp r o a c h   i s   us e d  pa rt i a l l y   a n d  t h e   s t a b i l i t y   of   pow e r   s y s t e m   i s   de t e r m i n e d  us i n g  t h e   e n e r gy   b a l a n c e   i n   t h e   s y s t e m   [4 - 6] .   T h e   d y n a m i c   b r a ki n g  i s   a ppl i e d  t o   a   s i n g l e   m a c h i n e   c o n n e c t e d  t o   i n f i ni t e   b us   a s   w e l l   a s   t o   m ul t i - m a c h i n e   s y s t e m .   T h e   r e s ul t s   o f   t h e   a pp l i c a t i o n   o f   d y n a m i c   t o   s i ngl e   a n d  m ul t i - m a c h i n e   t e s t   s y s t e m   a r e   o b t a i n e d.   A   c o m pa ri s o n   b e t w e e n   CCT   w i t h   a n d  w i t h o ut   b r a ki n g  a s   pr e di c t e d  by   R A CK E   m e t h o d  i s   pr e s e nt e d  [7 - 9].   T h e   M A T L A B / S i m ul i nk  de s i g n   c o n s i de ra t i o n s   o f  t h e   s i n gl e   a n d  m u l t i - m a c h i n e   p r e s e n t e d  a n d  d i s c us s e d  a l o n g  w i t h   o b t a i n e d  r e s ul t s .   T h e   r e m a i n de r   o f  t h i s   p a pe r   i s   o r ga ni z e d  a s   fo l l ow s .   S e c t i o n   2  de s c r i b e s   t h e   de s i gn   o f  b r a ki n g  r e s i s t o r.   S e c t i o n   3  de s c r i b e s   t h e   s t ra t e gi e s   fo r   a   d y n a m i c   b r a k i n g  w i t h   R A CK E   c r i t e r i a .   S y s t e m   m o de l i n g  i s   pr e s e nt e d  i n   S e c t i o n   4.   S i m ul a t i o n   a p pl i c a t i o n   pr o c e dur e s   a r e   pr e s e nt e d  i n   S e c t i o n   5.   T h e   di s c u s s i o n   o f   ob t a i n   r e s ul t s   a r e   t h e n   p r e s e n t e d  i n   S e c t i o n   6 .     In  S e c t i o n  7  t h e   c o n c l us i o n s   a r e   p r e s e n t e d .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a n  J   E l e c   E ng  &   Co m p  S c i ,   V o l .   15 ,   N o .   2 ,  A ugus t   2 019   :     5 7 1   -   5 8 0   572   2.   D ES I G N   O F   B R A K I N G   R ES I S TO R   T h e   dy n a m i c   b r a ke   s h u nt e d  b e t w e e n   ge n e r a t o r   t e rm i na l s   a n d   e a r t h  t o   di s s i p a t e   t h e   e xc e s s   ki n e t i c   e n e r gy   ga i n e d  du r i ng  f a ul t - o n   p e ri o d. T a b l e s   a nd  F i gu r e s   a re   pr e s e n t e d  c e n t e r,   a s   s h o w n   b e l ow   a n d  c i t e d  i n  t h e   m a n us c r i p t   [1 0] .      2. 1 .     I n je c t i o n   an d   e l i m i n at i o n   o f  th e   b r ak e   s t r at e gi e s   In j e c t i o n,   e l i m i na t i o n,   a n d  s i z e   o f   t h e   b r a ke   a r e   t h e   m o s t   i m po rt a nt   f a c t o r s   a f fe c t i n g  s t a b i l i t y   m a r g i n s .   A c c ura t e   t i m i n g  o f   In s e r t i o n ,   r e m o v a l ,   a n d  s i z e   of   t h e   b r a ke   l e a ds   t o   b e t t e r   da m pi n g  o f   s w i n gs   c a us e d  by   a   di s t u r b a n c e   [11] ,   [12] .     I.   B r a ke   i n j e c t i o n :   In j e c t i o n  s t r a t e gi e s   f o l l ow e d  by   o t h e r   a ut h o r s   c a n  b e   s um m a ri z e d  a s   f o l l ow s :     a)   S pe e d  de v i a t i o n  i s   us e d  t o   de c i de   b r a ke   i n s e r t i o n.   R a t e   o f   c ha n ge   o f   f r e que n c y   a n d  d i f fe r e n c e   b e t w e e n   m e c h a ni c a l   i n p ut   a n d   e l e c t r i c a l   o ut pu t   m a y   be   us e d  i n  c o n j un c t i o n   w i t h   s pe e d  de v i a t i o n   t o   de c i de   t i m e   o f  i n s e r t i o n  o f   t h e   b r a ke   w h e n  a   s e v e r e   di s t u r b a n c e   o c c ur s   o n l y   [13].   b)   Cl e a r i ng  o f   f a ul t   c a n  b e   us e d  t o   de c i de   t h e   t i m e   a t   w hi c h   t h e   b ra ki n g   r e s i s t o r   s h o ul d  b e   i n s e rt e d.     T h e   b r a ki n g   r e s i s t o r   s h o ul d   b e   i n s e r t e d,   a s   e a rl y   a s   po s s i b l e   b e fo r e   t h e   f a ul t   c l e a ra n c e   s o   t ha t   t h e   i n c r e a s e   i n   de c e l e r a t i ng  po w e r   c a us e d  by   t h e   a pp l i c a t i o n  o f   d y n a m i c   b r a ki ng  i s   o b t a i n  a s   e a rl y   a s   po s s i b l e   [14].   c)   T h e   de pr e s s i o n   i n   t h e   e l e c t r i c a l   o ut put   po w e r   a n d  m a c hi n e   t e rm i na l   v o l t a ge   i s   us e d  t o   de c i de   i n s e r t i o n   o f  t h e   b r a ke .   [ 15]   d)   T h e   di s t u r b a n c e   v e l oc i t y   i n  c o n j u n c t i o n  w i t h   a n gu l a r  t o   de c i de   i n s e rt i o n  o f   b r a ki ng  r e s i s t a n c e .   [1 6].   e)   T h e   di s t u r b a n c e   a ngul a r   v e l oc i t y   i n   c o n j un c t i o n   w i t h   r o t o r   a n gl e   c a n   b e   us e d  t o   e s t a b l i s h   t h e   s t a b i l i t y   z o n e   f o r   a   po w e r   s y s t e m   [17] .     II.   B r a ke   r e m o v a l   R e m o v a l   s t r a t e g i e s   us e d  by   pr e v i o us   a ut h o r s   m i g h t   b e   s um m a r i z e d  a s   pu r s ue s :   a)   A n gu l a r  v e l o c i t y   of   t h e   f a ul t e d  m a c h i n e   c a n  b e   us e d  a s   a   gui de   t o   de c i de   r e m o v a l   o f   t h e   b ra ke .   [15] .   b)   A n   o pt i m u m   v a l ue   f o r   i n j e c t i o n   du ra t i o n   w hi c h   gi v e s   t h e   m a x i m um   po s s i b l e   r e duc t i o n   i n  t h e   r o t o r  s w i n g  a m p l i t ude s .   [18]   c)   A n  a ngul a r   a c c e l e r a t i o n  i n  a ddi t i o n  t o   a n gu l a r  v e l o c i t y   c a n   b e   us e d  t o   de c i de   r e m o ve d  o f   t h e   b ra ke   [8] .     r  <   ω   <   - r  a nd   ŵ   <   0   (1)     d)   In  a n   i nt e r c o nn e c t e d  po w e r   s y s t e m ,   t h e   a n gu l a r  v e l oc i t y   of   a   f a ul t e d  a r e a   c a n   b e   us   a s   a   gui de   t o   de c i de   e l i m i na t i o n  o f   t h e   b r a ke   [19] .     e)   A   s t a b l e   z o n e   f o r   a   po w e r   s y s t e m   m us t   b e   e v a l ua t e d  e m pi ri c a l l y   a n d  t h e   b ra ke   s h o ul d  b e   e l i m i na t e d  w h e n ,   [20 ].     0  <   ω   <   ω   '   a n d  ŵ   <   0   (2)     A s   e l i m i n a t i o n   o f   t h e   b r a ke   i s   a f f e c t e d  a t   a   c e r t a i n   de f i n i t e   t i m e   b y   R A CK E ,   i t   o v e r c o m e s   m o s t   o f   t h e   di s a dv a n t a ge s   o f   t h e   m e t h o d  us e d  pr e v i o us l y ,   t h us   t h e   R A CK E   m e t h o d  h a v e   b e e n   us e d  t o   de c i de   e l i m i n a t i o n   o f   t h e   b r a ke .     2. 2 .   S i z e   o f  th e   b r a k e :   T h e   s i z e   o f   t h e   b r a ke   o ugh t   t o   b e   w i t h   t h e   e n d  go a l   t h a t   i t   r e t a i n s   a   po w e r   o f   0. 7 - 0. 8  o f   ge n e r a t i o n   a t   a   po w e r   s t a t i o n   [21].   S i z e   o f   t h e   b r a ke   c o ul d  b e   e v a l ua t e d,   t o   s uc h   a n   e xt e n t   t h a t   i t   i n ge s t s   a   c e r t a i n   m e a s ur e   o f   po w e r   a c c o r di n g  t o   r a t e   m a c h i n e   c a pa c i t y ,   i . e .   f i v e   pe r c e n t   o f   t h e   r a t e d  m a c h i n e   c a pa c i t y   [22].   A s   s h o w n   i n   (3)  gi v e s   t h e   r e l a t i o n s h i p  b e t w e e n   t h e   o ut put   po w e r   o f   t h e   ge n e r a t o r   a n d  t h e   s i z e   o f   t h e   b r a ke   gi v e n   i n  r e f e r e n c e s .     (  ) =     s i n 2   + 1 2 2 + ( 1 − 1 2 ) c o s   ( 2 2 ) + ( 2 1 2 − 2 1 3 − 1 4 )     (3)     T h e   dy n a m i c s   o f   t h e   f a ul t e d  m a c h i n e   i n   a   m ul t i - m a c h i n e   po w e r   s y s t e m   dur i n g  b r a ki n g  c a n   b e   r e pr e s e n t e d  b y   t h e   f o l l o w i n g  e xpr e s s i o n ,     (  ) =     s i n 2   + 1 2 2 + ( 1 − 1 2 ) c o s   ( 2 2 ) + ( 2 1 2 − 2 1 3 − 1 4 )     (4)     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a n  J   E l e c   E ng  &   Co m p  S c i     IS S N :   2502 - 4752       E nhan c e m e nt   of   s t a bi l i t y   m ar g i n   bas e d   on   d y nam i c   br ak e   s t r at e g y   ( Maj l i   N e m a  H aw as )   573   F r o m   (4),   t h e   s i z e   o f   t h e   b r a ke   c o ul d  b e   e v a l ua t e d  f o r   a   c e r t a i n   v a l ue   o f   po w e r   o f   m a c h i n e   (i )   T h us   t h e   e qui v a l e n t   a dm i t t a n c e   o f   t h e   s y s t e m   o b t a i n e d  t h r o ugh   r e duc e d  m a t r i x  t e c h n i que   i s   us e d  t o   e v a l ua t e   t h e   b r a ki n g  r e s i s t o r   n e c e s s a r y   t o   de t e r m i n e   t h e   n e w   t r a n s i e n t   s t a b i l i t y   l i m i t   o f   t h e   po w e r   s y s t e m   [19].       3.   S TR A TEG I ES   F O R   D Y N A M I C   B R A K I N G   WI TH   R A C K E  C R I TER I A   A t   a n y   i n s t a nt   o f   t i m e ,   t h e   i n s t a n t a ne o us   v a l ue   o f   R A CK E   (IR A CK E )  c a n   b e   o b t a i n e d  f r o m   [23,   24]:       ( ) = ω ( t ) ω s   d ω dt     (5)       (  ) = ω s [ − si n ( +   2 2 ) ]   (6)      | = = 2 ω s − ω s si n 1 | =   (7)      | = dt = 2 ω s − ω s si n 1 | =   − ω s d 1 dt   c o s 1 | =   (8)     T h e   b r a ke   s h o ul d  b e   r e m o v e d  w h e n   t h i s   R A CK E   pa s s e s   t h r o ugh   z e r o .   F i gur e   1  s h o w s   R A CK E   a ga i n s t   t i m e   f o r   s t a b l e   o pe r a t i o n .   T h e   b r a ke   s h o ul d  b e   i n s e r t e d  a t   po i n t   B I  a n d  r e m o v e d  w h e n   R A CK E   pa s s e s   t h r o ugh   z e r o ,   po i n t   B R   i n   t h e   f i gur e .   [24,   25].           F i gu r e   1 .   R A CK E   a g a i n s t   t i m e   f o r   po w e r   s y s t e m   (S 1),   F C T = 260  m s e c .   w i t h o ut   b ra ke ,   c ri t i c a l   s t a b l e   c a s e       4.   TES T  S Y S TE M S   T h e   f i r s t   c a s e   s t udy   s y s t e m   i s   s h o w n   i n   F i gu r e   2 a   b e l ow   w h i c h   c o n s i s t s   o f   o n e   s y n c h r o n o us   ge n e ra t o r   c o nn e c t e d  t o   a n   i n f i ni t e   b us   by   a   s h o rt   t ra n s m i s s i o n   l i n e   w i t h  r e   a n d   X e .   T h e   s e c o n d  c a s e   s t udy   i s   s h o w n   i n  F i g u r e   2 b   w h i c h   c o n s i s t s   o f   3  s y n c hr o n o us   ge n e ra t o r s ,   9   b us e s ,   a n d   6   t ra n s m i s s i o n  l i n e s   [12] .       3 - P h a s e   f a u l t I n f i n i t e   B u s     S y n c h .   G e n .       F i gu r e   2 a .   S y n c hr o n o us   ge n e ra t o r  c o nn e c t e d  t o   i n f i ni t e   b us       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a n  J   E l e c   E ng  &   Co m p  S c i ,   V o l .   15 ,   N o .   2 ,  A ugus t   2 019   :     5 7 1   -   5 8 0   574       F i gu r e   2 b .   I E E E   9 - b us   po w e r   s y s t e m       5.   A P P LI C A TI O N   O F   TH E  TES T  S Y S TEM S   WI TH   D Y N A M I C   B R A K E   T h i s   c a s e   r e pr e s e n t s   t h e   i m pl e m e n t a t i o n   o f   t h e   pr o po s e d  dy n a m i c   b r a ke   o n   t e s t   s y s t e m s   s h o w n   i n   F i gur e   3   w i t h   b r a ke   c o n t r o l l e r .           F i gu r e   3 a .   S i m ul i n k  m o de l   f o r   t ra n s i e n t   s t u dy   of   s i n gl e   m a c hi n e   po w e r   s y s t e m           F i gu r e   3 b .   S i m u l i nk  m o de l   f o r   t ra n s i e n t   s t a b i l i t y   s t u dy   (m ul t i - m a c h i n e   po w e r   s y s t e m )   9   6   6   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a n  J   E l e c   E ng  &   Co m p  S c i     IS S N :   2502 - 4752       E nhan c e m e nt   of   s t a bi l i t y   m ar g i n   bas e d   on   d y nam i c   br ak e   s t r at e g y   ( Maj l i   N e m a  H aw as )   575   6.   R ES U LTS   A N D   D I S C U S S I O N   T h e   i n j e c t i o n   o f   b r a ki n g  r e s i s t o r   l e a ds   t o   a n   i n c r e a s e   i n   t h e   CCT   o f   t h e   po w e r   s y s t e m .   A c c o r di n g  t o   t h e   s t r a t e gy   f o l l o w e d  b y   R A CK E   m e t h o d  t h e   t i m e s   o f   b r a ke   i n s e r t i o n   a n d  r e m o v a l   f o r   t h e   t e s t   po w e r   s y s t e m s   S 1  a n d  S 2  a r e   a s   s h o w n   i n   T a b l e   1.       T a b l e   1 .   T h e   t i m e s   o f   B r a ke   I n s e r t i o n  a nd  R e m o v a l   f o r   t h e   T e s t   P ow e r   S y s t e m s   S 1  a nd  S 2   P o w e r  s y s t e m   T i m e   o f   BI     m s e c .   T i m e   o f   BR     m s e c .   CCT     m s e c .   F CT     m s e c .   %   In c re a s e   of   CCT   S t a t e   S1   250   500   250   280   12   s t a b l e   S2   200   380   200   240   20   s t a b l e       6. 1 .      T e s t  s ys t e m   S 1   R A CK E   m e t h o d  s h o w e d  t h a t   R A CK E   o f   t h e   m a c h i n e   r e a c h   i t s   m a xi m um   n e ga t i v e   v a l ue   a t   250  m s e c .   i . e .   t h e   c r i t i c a l   c l e a r i n g  t i m e   o f   t h e   s y s t e m   (250  m s e c . ).   F i gur e   4 a   s h o w s   t h e   r o t o r   a n gl e   a ga i n s t   t i m e   f o r   po w e r   s y s t e m   S 1  a t   f a ul t   c l e a r i n g  t i m e   F CT   (240  m s e c . ),   s t a b l e   s t a t e ,   w i t h o ut   b r a ke .   F i gur e   4 b   s h o w s   t h e   r o t o r   a n gl e   a ga i n s t   t i m e   f o r   po w e r   s y s t e m   S 1  a t   CCT   (250  m s e c . ),   c r i t i c a l   s t a b l e   s t a t e ,   w i t h o ut   b r a ke .   F o r   t h e   s y s t e m   S 1  t h e   f a ul t   i s   c l e a r e d  a t   28 0  m s e c .   t h i s   l e a d  t o   un s t a b l e   t r a n s i e n t   r e s po n s e   o f   t h e   po w e r   s y s t e m   i n   t h e   a b s e n c e   o f   b r a ki n g  r e s i s t o r .   F i gur e   4 c   s h o w s   t h e   r o t o r   a n gl e   a ga i n s t   t i m e   f o r   po w e r   s y s t e m   S 1  a t   F CT     (280  m s e c . ),   s t a b l e   s t a t e ,   w i t h   o pt i m um   s i z e   o f   t h e   b r a ke ,   a s   c a l c ul a t e d  f r o m   (3)  f o r   s i n gl e   m a c h i n e   a n d  f r o m   (4)  f o r   m ul t i   m a c h i n e .   T h e   CCT   o f   t h e   po w e r   s y s t e m   (250  m s e c . )  i s   t a ke n   t o   b e   t h e   t i m e   a t   t h e   i n s e r t i o n   o f   t h e  b r a ke   s h o ul d  o c c ur .   F i gur e s   4 e   a n d  4. f   a r e   a   pl o t   o f   R A CK E   v e r s us   di s t ur b a n c e   a n gul a r   v e l o c i t y .   R e m o v a l   o f   t h e   b r a ke   m us t   b e   a c h i e v e d  w h e n   R A CK E   o f   t h e   m a c h i n e   e qua l   z e r o ,   a t   F CT = 250  m s e c .     6. 2 .       T e s t  s ys t e m   S 2   F i gur e   (5)  s h o w s   t h e   r e s ul t s   o b t a i n e d  f o r   t h e   po w e r   s y s t e m   S 2  a c c o r di n g  t h e   R A CK E   m e t h o d  o f   i n s e r t i o n   a n d  r e m o v a l   o f   t h e   b r a ke .   It   c o ul d  b e   s e e n   f r o m   F i gur e s   (4  a n d  5)  t h a t   t h e   o s c i l l a t i o n   i s   b e s t   da m pe d .   T h e   a dv a n t a ge s   o f   t h e   R A CK E   m e t h o d  s t r a t e gy   i t   i n di c a t e s   t h e   a c c ur a t e   t i m i n g  f o r   i n s e r t i o n   a n d  r e m o v a l   o f   t h e   b r a ke   l e a ds   t o   l a r ge   CCT   a n d  b e t t e r   s t a b i l i t y   m a r gi n   o f   t h e   po w e r   s y s t e m .   T h e   n e w   c r i t i c a l   c l e a r i n g  t i m e   o f   t h e   po w e r   s y s t e m s   S 1  a n d  S 2  w i t h   b r a ke   r e s i s t o r   f o r   t h e   R A CK E   m e t h o d  i s   280  m s e c .   a n d  240  m s e c . ,   t h a t   m e a n   t h e   s t a b i l i t y   m a r gi n   e n h a n c e m e n t   w i t h   pe r c e n t a ge   12%  f o r   s i n gl e   m a c h i n e   po w e r   s y s t e m   a n d  20%  f o r   m ul t i m a c h i n e   po w e r   s y s t e m   r e s pe c t i v e l y .           F i gu r e   4 a .   D e t e rm i na t i o n  o f   T CC  f o r   po w e r   s y s t e m   (S 1)  a t   2 40  m s e c .   f a ul t   c l e a r i ng  (c r i t i c a l   s t a b l e )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a n  J   E l e c   E ng  &   Co m p  S c i ,   V o l .   15 ,   N o .   2 ,  A ugus t   2 019   :     5 7 1   -   5 8 0   576       F i gu r e   4 b .   S w i n g  c u r v e   f o r   po w e r   s y s t e m   (S 1)  a t   2 45  m s e c .   f a ul t   c l e a ri n g ,   (u n s t a b l e )  w i t h o ut   b r a ke           F i gu r e   4 c .   S w i n g   c u r v e   fo r   po w e r   s y s t e m   (S 1)  a t   F CT = 285   m s e c .   w i t h   b ra ke ,   (s t a b l e )           F i gu r e   4 d .   R A CK E   v e r s us   di s t u r b a n c e   a n gu l a r  v e l o c i t y   of   S 1   a t   F C T = 2 40  m s e c .   w i t h o ut   b ra ke   (s t a b l e )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a n  J   E l e c   E ng  &   Co m p  S c i     IS S N :   2502 - 4752       E nhan c e m e nt   of   s t a bi l i t y   m ar g i n   bas e d   on   d y nam i c   br ak e   s t r at e g y   ( Maj l i   N e m a  H aw as )   577       F i gu r e   4 e .   R A CK E   v e r s us   d i s t u r b a n c e   a ngul a r   v e l o c i t y   of   S 1  a t   F C T = 2 85   m s e c .   w i t h o ut   b ra ke   ( u n s t a b l e )           F i gu r e   4 f .   R A CK E   v e r s us   di s t u r b a n c e   a n gu l a r  v e l o c i t y   of   S 1   a t   F C T = 2 85m s e c   w i t h   b r a ke   (s t a b l e )           F i gu r e   5 a .   D e t e rm i na t i o n  o f   T CC  o f   (S 2)  a t   f a u l t   c l e a r i n g = 20 0  m s e c .   ( c ri t i c a l   s t a b l e ),   w i t h o ut   b ra ke   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a n  J   E l e c   E ng  &   Co m p  S c i ,   V o l .   15 ,   N o .   2 ,  A ugus t   2 019   :     5 7 1   -   5 8 0   578       F i gu r e   5 b .   S w i n g  c u r v e   f o r   po w e r   s y s t e m   (S 2)  a t   2 02  m s e c .   f a ul t   c l e a ri n g ,   (u n s t a b l e )  w i t h o ut   b r a ke           F i gu r e   5 c .   S w i n g   c u r v e   of   (S 2)  a t   F C T = 2 80  m s e c .   w i t h   b r a ke   (s t a b l e )           F i gu r e   5 d .   R A CK E   v e r s us   di s t u r b a n c e   a n gu l a r  v e l o c i t y   of   S 2   a t   C CT = 200   m s e c .   w i t h o ut   b r a ke     (c r i t i c a l   s t a b l e )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a n  J   E l e c   E ng  &   Co m p  S c i     IS S N :   2502 - 4752       E nhan c e m e nt   of   s t a bi l i t y   m ar g i n   bas e d   on   d y nam i c   br ak e   s t r at e g y   ( Maj l i   N e m a  H aw as )   579       F i gu r e   5 e .   R A CK E   v e r s us   d i s t u r b a n c e   a ngul a r   v e l o c i t y   of   S 2a t   F CT = 240   m s e c .   w i t h o ut   b r a ke   (u n s t a b l e )           F i gu r e   5f .   R A CK E   a g a i n s t   d i s t u r b a n c e   a ngul a r   v e l o c i t y   of   S 2  a t   F C T =   240   m s e c .   w i t h   b ra ke ,   (s t a b l e )       7.   C O N C LU S I O N S   R A CK E   m e t h o d  de f i n e d  a   c e r t a i n   i n s t a n t   o f   i n s e r t i o n   a n d  r e m o v a l   o f   t h e   b r a ke .   T h e   i n s e r t i o n   o f   t h e   b r a ke   s h o ul d  b e   a c h i e v e d  w h e n   R A CK E   o f   t h e   c r i t i c a l   m a c h i n e   r e a c h   i t s   m a xi m um   n e ga t i v e   v a l ue .   R e m o v a l   o c c ur s   w h e n   R A CK E   o f   t h e   m a c h i n e   i s   z e r o   a n d  di s t ur b a n c e   a n gul a r   v e l o c i t y   pa s s e s   t h r o ugh   z e r o   c h a n gi n g  s i gn   f r o m   po s i t i v e   t o   n e ga t i v e .   O n e   s i n gl e   m a c h i n e   a n d  o n e   m ul t i - m a c h i n e   s y s t e m   a r e   us e d  t o   s h o w   t h e   e f f e c t   o f   dy n a m i c   b r a ki n g  o n   t h e   b e h a v i o r   o f   t h e   po w e r   s y s t e m   dur i n g  e m e r ge n c y   s t a t e ,   w h e n   R A CK E   c r i t e r i o n     i s   us e d.   F r o m   t h e   r e s ul t   o b t a i n e d  o n e   c a n   s e e   t h a t   t h e   s t r a t e gy   o f   R A CK E   m e t h o d  gi v e s   b e s t   da m pi n g  o f   o s c i l l a t i o n   c o m pa r e d  t o   i n di r e c t   m e t h o ds .   In   c a s e   o f   m o r e   t h a n   o n e   m a c h i n e   m a y   pul l   o ut   o f   s y n c h r o n i s m ,     t h e   s i z e   o f   t h e   b r a ke   a ppl i e d  a t   t h e   t e r m i n a l s   o f   t h e   m a c h i n e   l o o s i n g  s y n c h r o n i s m   h a s   t o   b e   c a l c ul a t e d  us i n g  t h e   a dm i t t a n c e   m a t r i x  t e c h n i que ,   l o o ki n g  t o   t h e   s y s t e m   f r o m   t h e   t e r m i n a l s   o f   t h a t   m a c h i n e .   T h e   s i m ul a t i o n   s h o w s   t h a t   t h e   a ppl i e d  o f   a   b r a ki n g  r e s i s t o r   a t   t h e   t e r m i n a l   o f   t h e   m a c h i n e   pul l i n g  o ut   o f   s y n c h r o n i s m ,   s i m ul t a n e o us l y   b r i n gs   t h e   s y s t e m   i n t o   s t a b l e   t r a j e c t o r y .   It   i s   c l e a r   f r o m   t h e   r e s ul t s   o b t a i n e d  t h a t   us i n g  dy n a m i c   b r a ki n g  de pe n di n g  o n   t h e   R A CK E   c r i t e r i o n   f o r   i n s e r t i o n   a n d  r e m o v a l   o f   t h e   b r a ke   gi v e s   e xc e l l e n t   r e s ul t s   i n   c o m pa r i s o n   w i t h   o t h e r   c r i t e r i a   us e d  i n   t h i s   f i e l d.       R EF ER EN C ES     [ 1]   R .   P a t e l ,   T . S .   B ha t t i   a nd  D . P .   K o t ha r i ,   2002.   " M A T L A B / S i m ul i nk - ba s e d  t r a ns i e nt   s t a bi l i t y   a na l y s i s   o f   a   m ul t i m a c hi ne   po w e r   s y s t e m   " I nt e r nat i onal   J our nal   O f   E l e c t r i c al   E ngi ne e r i ng  E duc at i on,   39, 4, 3,   pp.   320 - 335.   [ 2]   M .   A .   A l - T a e e ,   F .   J .   A l - A z z a w i ,   A .   A .   A l - T a e e   a nd  T .   Z .   A l - J um a i l y ,   2001.   “ R e al - t i m e   as s e s s m e nt   of   pow e r   s y s t e m   t r ans i e nt   s t abi l i t y   us i ng  r at e   of   c hange   of   k i ne t i c   e ne r gy   m e t hod, "   I E T   P r o c e e di ng s   –   G e ne r a t i o n,   T r a ns m i s s i o n  a nd  D i s t r i but i o n,   v o l . 148,   no .   6,   pp.   505 - 510.   [ 3]   Z a i d   H .   A l - T a m e e m i ,   H a y de r   H .   E na w i ,   K a r r a r   M .   A l - A nba r y ,   H us s a m   M .   A l m ukh t a r ,   20 18 .   ' ' T r a ns i e nt   S t a b i l i t y   I m pr o v e m e nt   o f   t he   P o w e r   S y s t e m s ' ' .   I ndone s i an  J ou r na l   of   E l e c t r i c al   E ng i ne e r i ng   a nd  C om pu t e r   S c i e nc e , 12( 3) ,   pp.   91 6 - 923.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a n  J   E l e c   E ng  &   Co m p  S c i ,   V o l .   15 ,   N o .   2 ,  A ugus t   2 019   :     5 7 1   -   5 8 0   580   [ 4]   J I A N G ,   H . ,   D O R S E Y ,   J . ,   a nd  H A B E T L E R ,   T . ,   1994. ‘ C o s t   e f f e c t i v e   g e ne r a t o r   br a ke   f o r   i m pr o v e d  g e ne r a t o r   t r a ns i e nt   r e s po ns e ’ ,   I E E E   T v r i ns .   P ow e r   Sy s t . ,   9,   ( 4) ,   pp.   184k - 1846.   [ 5]   O T A ,   H . ;   K I T A Y A M A ,   Y . ,   I T O ,   H . ,   F U K U S H I M A ,   N . ,   M O R I T A ,   K . ,   a nd   K O K A I ,   K . ,   199 6.   ‘ D e v e l o pm e nt   o f   tr a ns i e n t   s t a bi l i t y   c o nt r o l   s y s t e m   ( T S C   s y s t e m )   b a s e d  o n  o n - l i n e   s t a bi l i t y .   s e d a t i o n’ ,   I E E E   T r uns .   P ow e r   Sy s t . ,   1 1,   ( 3) ,   pp .   1463 - 14 72.   [ 6]   S a r i c ,   M . ,   201 7.   G e n e r a t o r   dy na m i c   r e s po ns e   a na l y s i s   a nd  i m pr o v e m e nt   f o l l o w i ng   di s t r i but i o n  ne t w o r k   di s t u r ba nc e .   I nd one s i a n  J ou r na l   of   E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng   an d  C om put e r   Sc i e nc e ,   7( 2 ) ,   p p. 3 56 - 363 .   [ 7]   Al - A z z a w i   F .   J . ,   A l - T a e e   M .   A .   a nd  A l - T a e e   A . A . ,   1 999 .   O nl i ne   t r ans i e n t   s t ab i l i t y   e nhan c e m e nt   of   p ow e r   s y s t e m s   us i n g  r a t e   of   c ha nge   of   k i ne t i c   e ne r gy   s t r a t e gy ,   P r o c .   3r d  I nt .   C o nf .   o n  C o m put a t i o na l   A s pe c t s   a nd   t h e i r   A ppl i c a t i o ns   i n  E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng   ( C A T A E E ’ 99) ,   A m m a n,   J o r da n,   1 9 - 20  O c t . ,   p p.   8 - 12 .   [ 8]   R .   Z ha ng ,   Y .   X u,   Z .   Y .   D o ng ,   K .   P .   W o n g ,   2015.   “ P os t - di s t u r ba nc e   t r ans i e n t   s t a bi l i t y   a s s e s s m e nt   o f   pow e r   s y s t e m s   by   a  s e l f - ad apt i v e   i n t e l l i ge nt   s y s t e m , ”   I E T   P r oc e e di ng s   –   G e n e r a t i o n ,   T r a n s m i s s i o n,   D i s t r i b ut i o n,   v o l .   9( 3 ) ,     pp.   29 6 – 30 5.   [ 9]   A l i   H a m z e h,   Z a ka r i a   A l - O m a r i ,   2019 .   I m pr ov e d  m o de l   f o r   i nv e s t i g a t i ng   t r a ns i e n t   s t a b i l i t y   i n  m ul t i m a c hi ne   po w e r   s y s t e m s ,   I n done s i an   J ou r na l   of   E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng   a nd  C om pu t e r   Sc i e nc e ,   1 3( 1 ) ,   p p.   36 8 - 376 .   [ 10]   A bha   T r i pa t h i ,   K .   U m a   R a o ,   L .   V e nka t e s ha ,   2017 .   M ul t i - M a c hi n e   S t a b i l i t y   U s i ng   D y na m i c   I n v e r s i o n  T e c hni q ue ,   I nt e r n at i on al   J o ur n al   o f   E l e c t r i c al   a nd  C om pu t e r   E n gi ne e r i n g  ( I J E C E ) ,   7 ( 6) ,   pp .   3176 - 31 89   [ 11]   A .   A .   A l - T a e e ,   M .   A .   A l - T a e e ,   a nd  W .   A l - N ua i m y ,   2016.   “ A ug m e nt a t i o n  o f   t r a ns i e nt   s t a bi l i t y   m a r g i n  ba s e d  o n  r a pi d  a s s e s s m e nt   o f   r a t e   o f   c ha ng e   o f   ki ne t i c   e ne r g y , ”   E l e c t r i c   P ow e r   Sy s t e m s   R e s e ar c h,   E l s e v i e r ,   v o l .   140,     pp.   588 – 596.   [ 12]   L .   K a na g a s a ba i ,   B .   R .   R e ddy ,   a nd   M .   S .   K a l a v a t h i ,   201 3. " O p t i m a l   po w e r   f l o w   us i ng   a n t   c o l o n y   s e a r c h  a l g o r i t hm   t o   e v a l ua t e   l o a d  c ur t a i l m e nt   i nc o r po r a t i ng   v o l t a g e   s t a b i l i t y   m a r g i n  c r i t e r i o n, "   I nt e r n at i on al   J ou r na l   o f   E l e c t r i c al   and   C om put e r   E ng i ne e r i ng   ( I J E C E ) ,   v o l .   3,   no .   5 ,   pp .   6 03 - 611 .   [ 13]   A .   A .   A l - T a e e ,   M .   A .   A l - T a e e ,   a nd  W .   A l - N ua i m y ,   2017. " A   s pe e d  M e as ur e m e nt   M e t hod  f or   F as t   A s s e s s m e nt   of   pow e r   s y s t e m   T r ans i e nt   St abi l i t y "   4t h  I nt e r na t i o na l   M ul t i   c o nf e r e nc e   o n  s y s t e m ,   S i g na l   a nd  D e v i c e s   ( S S D ) ,   I E E E ,   P P . 366 - 371.   [ 14]   K . R .   P a di y a r ,   S .   K r i s hna ,   2 006.   O nl i ne   de t e c t i o n  o f   l o s s   o f   s y nc hr o ni s m   us i ng   e ne r g y   f unc t i o n  c r i t e r i o n,   I E E E   T r ans .   P ow e r   D e l i v .   21  ( 1)   46 – 55.   [ 15]   A r i f   S .   J . ,   A m u  I .   a nd  L a s ka r   S .   H . ,   2005.   I ns t a nt a ne o us   a ng ul a r   s pe e d  m e a s ur e m e nt   f o r   l o w   s pe e d  m a c hi ne s " ,   I nnov at i v e   Sy s t e m s   D e s i gn  and  E ngi ne e r i ng ,   v o l .   3( 5) ,   pp.   21  –   32.   [ 16]   A .   A .   A l - T a e e ,   M .   A .   A l - T a e e ,   a nd  W .   A l - N ua i m y ,   2017.   " F a s t   A ng ul a r   S pe e d  M e a s ur e m e nt   M e t ho d  f o r   O nl i ne   T r a ns i e nt   S t a bi l i t y   A s s e s s m e nt   i n  po w e r   s y s t e m s "  I J E T A S ,   V . 1,   N o .   2,   P P .   20 -   28.   [ 17]   AL - A Z Z A W I .   F . J .   A L - W A F I .   N . M . . .   J A S S I M .   A . K .   a nd  O M A R ,   F . ,   1995.   ‘ B r a ki ng   r e s i s t o r   s i z e ,   s w i t c hi ng   i ns t a nt s   a nd  a s s e s s m e nt   o f   po w e r   s y s t e m   t r a ns i e nt   s t a bi l i t y   by   di r e c t   m e t ho ds ’ ,   I E   ( I ndi a)   J . ,   76,   pp.   175 - 181.   [ 18]   M . L .   S H E L T O N ,   W . A .   M E T T E L S T A D ,   P . F .   W I N K E L M E N ,   W . J .   B E L L E R B Y ,   1975.   " B o nne v i l l e   po w e r   a dm i ni s t r a t i o n  1400  M W   br a ki ng   r e s i s t o r " .   I E E E ,   T r ans ,   V o l .   P A S   94,   pp.   602 - 611.   [ 19]   A .   S E N   A N D   J .   M E I E S ,   1978.   " A ugm e nt at i on  of   T r ans i e nt   St abi l i t y   w i t h  br ak i ng  r e s i s t or   us i ng  opt i m al   ai m   s t r at e gy "   I E E   P r o c . V o l . 125,   P P   1249 - 1255.   [ 20]   U S M A N   O .   A L I Y N   A N D   A . H .   E L - A B I A D ,   1982" A   l o c a l   c o nt r o l   s t r a t e g y   f o r   po w e r   s y s t e m   i n  t r a ns i e nt   e m e r g e nc y   s t a t e " .   I E E E   T r ans ,   V o l .   101,   N O .   11,   pp.   4245 - 4253.   [ 21]   W I L I A M   A . ,   1968.   M I T T E L S T A D   " F o ur   m e t ho ds   o f   po w e r   s y s t e m   da m pi ng " .   I E E E ,   T r ans ,   V o l .   87,   N O .   5,     pp.   1323 - 1329.   [ 22]   R .   P a t e l ,   T . S .   B ha t t i ,   D . P .   K o t ha r i ,   2003.   I m pr o v e m e nt   o f   po w e r   s y s t e m   t r a ns i e n t   s t a bi l i t y   by   c o o r di na t e d  o pe r a t i o n   o f   f a s t   v a l v i ng   a nd  br a ki ng   r e s i s t o r ,   I E E   G e ne r . T r ans m .   D i s t r i b   150  ( 3)   311 – 316.   [ 23]   Al - A z z a w i   F .   J .   a nd  O m a r   F . ,   1989.   D y nam i c   br ak e   s w i t c hi ng  t i m e s   i n  m ul t i - m ac hi ne   pow e r   s y s t e m s   dur i ng  e m e r ge nc y ,   P r o c .   8t h  U ni v e r s i t y   P o w e r   E ng i ne e r i ng   C o nf .   ( U P E C ’ 89) ,   B e l f a s t ,   pp.   101 - 106.   [ 24]   M a r i o t t o   L . ,   P i nhe i r o   H . ,   C a r do s o   J r .   G . ;   M o r a i s   A .   P . ,   M ur a r o   M .   R . ,   2010.   P o w e r   s y s t e m s   t r a ns i e nt   s t a bi l i t y   i ndi c e s   -   a n  a l g o r i t hm   ba s e d  o n  e qui v a l e nt   c l us t e r s   o f   c o he r e nt   g e ne r a t o r s ,   I E T   –   G e ne r at i on,   T r ans m i s s i on,   D i s t r i but i on,   v o l .   4,   ( 11) ,   pp.   1223 – 1235.   [ 25]   A l   - A z z a w i   F .   J . ,   A l   -   T a e e   M .   A .   a nd  A l - J um a i l y   T .   Z . ,   2001.   M i c r o c o m put e r   c o nt r o l   o f   a   dy na m i c   br a ke   us i ng   r a t e   o f   c ha ng e   o f   ki ne t i c   e ne r g y   s t r a t e g y ,   J our nal   of   E ngi ne e r i ng  and  T e c hnol ogy ,   20( 3) ,   pp.   11  - 21 .       B I O G R A P H I ES   O F   A U T H O R         M a j l i   N e m a   H a w a s   i s   pr e s e nt l y   A s s i s t a nt   P r o f e s s o r   w i t h  E l e c t r i c a l   P o w e r   E ng i ne e r i ng   T e c hni que s   D e pa r t m e nt   a t   E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng   T e c h ni c a l   c o l l e g e ,   M i ddl e   T e c hni c a l   U ni v e r s i t y .   H e   r e c e i v e d  t he   B . S . ,   M . S   a nd  P h. D .   de g r e e s   f r o m   t he   uni v e r s i t y   o f   T e c hno l o g y ,   I r a q,   B a g hda d.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.