Submission Information

(a) Case files (.sav), the corresponding diagram files (.sld) and Python script files (.py) should be submitted in order to achieve a valid submission. Each case file should be named appropriately, with names identical to their corresponding diagram file.

(b) All case and diagram files should be compressed into a single zip file, named ‘########_######## Assignment 1’, where ######## is you and your partner’s (if applicable) 8-digit student number.

(c) This report should be no more than 12 pages (one sided only, Times New Roman font size 12, single line spacing with 2cm margin on all sides). Appendix does not count. You should place tables and graphs into the body of the report.

(d) Report should include concise summary of results for each section, along with comments and discussions you find necessary. These can be short as a sentence or long as a paragraph.

P1 Base Case Build and Study (35 Marks)

Build a typical 13-bus power system (Figure 1) in PSS/E and save it as “P1.sav” and “P1.sld” . System components should be positioned in the manner shown in Figure 1.

The 13-bus system has two voltage levels (66 and 138kV). Use two different colors for the bus and

branches to differentiate.

Some input data for this power system is provided in “Transmission Network Data” section. Based on the system you have built:

(1) Use the provided Python script “RetrieveYbus.py” to obtain Y-bus of the system and export it in a .CSV file (name it “YMatrix.csv”). Include the Y-bus matrix in your report. To know details about the functions in “RetrieveYbus.py”, read Python API document.

(2) Use Full Newton-Raphson method to conduct power flow study. Show the voltages at all buses in PSSE and include a screenshot in your report.

(3) Create a new Python script “P1.py” that opens the file “P1.sav” you have built in PSSE, solves power flow by Newton-Raphson method and retrieve bus voltages on command window. Include screenshots of Python script and command window output in your report.

P2 Compensation (35 Marks)

(1) Identify the bus no. with lowest voltage in the base case. Conduct Q-V analysis on the identified bus. Take screenshot of Q-V curve and include it in your report.

(2) Name one method to increase the voltage magnitude at the lowest voltage bus identified in P2(1) to 1.0 p.u. Verify this method and provide justification in your report.

(3) Obtain a new Y-bus by modifying the provided “RetrieveYbus.py” and conduct Q-V analysis again. Compare with results of P2(1) and discuss briefly.

(4) Add renewable generation (wind or photovoltaics) at the lowest voltage bus and save the new case and diagram file as “P2.sav” and “P2.sld” . You can do so by adding a load component in PSSE and setting negative MW and Mvar values to mimic renewable generators. Briefly discuss the impact of adding one of the following extra renewable generations, once at a time.

(a) A wind generator producing (20+3X) MW at power factor 0.9 lagging.

(b) A PV generation of (20+3X) MW at unity power factor. Model the PV as a distributed load.

Note: “X” stands for the last digit of your 8-digit student number (if you work in a group, use either member’s student number)

P3 Contingency Analysis (30 Marks)

An  event  that  happens  unplanned/unexpected  is  considered  as  a  contingency.  For  example,  the loss/failure of an electric asset or multiple assets (such as an outage of a transmission line or transformer). Such event may cause detrimental consequences. Performing contingency analysis is therefore important to investigate potential outcomes of outage in existing power systems.

Apply one of the following contingency scenarios at a time, to the base case system in P1, and conduct contingency  analysis  by:  (a)  describing  whether  the  system  operates  normally  under  this  specific contingency condition; (b) including excel bar graphs of system voltage profile at all buses (compared with base case voltage profile), followed with brief discussion.

(1) Contingency scenario 1: Generator at bus 12 is out of service.

(2) Contingency scenario 2: Transmission line between bus 3 and 4 is out of service.

(3) Contingency scenario 3: All real power of loads throughout the system increase by 30% without any

change in generations.

Transmission Network Data

System Base: 100 MVA, System frequency 50 Hz

(a)  Bus Data

Note: “X” stands for the last digit of your 8-digit student

number (if you work in a group, use either member’s student

number)

(b)  Generator Data

(c)  Transformer Data