Transient Stability Enhancement in a PV-Integrated IEEE 30-Bus System: Comparative Study of SVC, STATCOM, and UPFC

Abstract

This paper investigates the influence of fault location on the transient stability of the IEEE 30-bus transmission system under the integration of photovoltaic (PV) sources. The Critical Clearing Time (CCT) is adopted as the primary performance indicator. Several fault scenarios were analyzed, both before and after the integration of a 50 MW PV unit at selected buses. Additionally, the study provides a comparative evaluation of three FACTS devices— Static Var Compensator (SVC), Static Synchronous Compensator (STATCOM), and Unified Power Flow Controller (UPFC)—to assess their effectiveness in enhancing system stability. Dynamic simulations were carried out using PSAT in MATLAB. The results demonstrate that fault location has a substantial impact on system behavior, and the incorporation of FACTS devices significantly improves the CCT. Among the three, UPFC consistently delivers superior performance, followed by STATCOM and then SVC تبحث هذه الورقة تأثير موقع العطل على الاستقرار العابر لنظام نقل الطاقة الكهربائي IEEE ذي 30 عقدة في ظل دمج مصادر الطاقة الكهروضوئية (PV). وقد تم اعتماد زمن الإزالة الحرج (CCT) كمؤشر الأداء الرئيسي. تم تحليل عدة سيناريوهات للأعطال، سواء قبل أو بعد دمج وحدة كهروضوئية بقدرة 50 ميغاواط في عقد مختارة من الشبكة. كما تقدم الدراسة تقييماً مقارناً لثلاثة أجهزة من أنظمة النقل المرنة للتيار المتردد (FACTS)، وهي: المعوض الساكن للقدرة غير الفعالة (SVC)، والمعوض التزامني الساكن (STATCOM)، ومتحكم تدفق القدرة الموحد (UPFC)، وذلك لتقييم مدى فعاليتها في تعزيز استقرار النظام. أُجريت المحاكاة الديناميكية باستخدام برنامج PSAT ضمن بيئة MATLAB. أظهرت النتائج أن موقع العطل له تأثير كبير على سلوك النظام، وأن دمج أجهزة FACTS يحسن بشكل ملحوظ زمن الإزالة الحرج. ومن بين الأجهزة الثلاثة، حقق جهاز UPFC أفضل أداء بصورة مستمرة، يليه STATCOM ثم SVC.