Resilience and stability of power grids using the Kuramoto model

Abstract

In this document, a methodology is developed to test the non-linear stability of the synchronous state in a power grid as well as its resilience to structural failures by applying a percolation-inspired algorithm based in link and node removal simulations. Vulnerability measures are de ned in terms of either dynamical or topological features of the power grid and both methods are compared. A basic analysis of the Colombian power grid is also included and used to test the proposed algorithm.

En este documento, se desarrolla una metodología para estudiar la estabilidad no lineal del estado sincronizado en una red de potencia, así como la resiliencia de la misma ante fallas estructurales aplicando un algoritmo inspirado en la percolación en simulaciones de remoción de conexiones y nodos. Se definen medidas de vulnerabilidad en términos de las características topológicas y dinámicas del sistema de potencia y se comparan ambos métodos. Se presenta además un análisis básico del sistema de transmisión de Colombia y se usa como caso particular de estudio para desarrollar las pruebas del algoritmo propuesto.