Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ для подписчиков

Верификация расчётов динамической устойчивости энергорайонов с распределёнными генерирующими объектами

Алексей Александрович Суворов, Алишер Бахрамжонович Аскаров, Михаил Владимирович Андреев, Владимир Евгеньевич Рудник

Аннотация


Один из трендов мировой энергетики -- внедрение распределённых генерирующих объектов (распределённой генерации -- РГ). Происходящая в настоящая время трансформация электроэнергетических систем (ЭЭС) за счёт этого приводит к существенному изменению свойств энергосистем. Возникают проблемы с обеспечением основного условия надёжности и живучести энергорайонов с объектами РГ и ЭЭС в целом – устойчивости. Причём одной из основных задач остаётся её обеспечение при большом возмущении. Основное направление решения данной задачи -- математическое моделирование. Однако необходимая для этого математическая модель ЭЭС реальной размерности содержит жёсткую нелинейную систему дифференциальных уравнений чрезвычайно высокого порядка. Для улучшения обусловленности математической модели ЭЭС при численном интегрировании неизбежно применяют упрощения и ограничения, снижающие полноту и достоверность получаемых результатов моделирования. В связи c этим возникает необходимость их верификации. В статье предлагается альтернативное существующим направление верификации, основанное на использовании модельного эталона вместо натурных данных. Такая верификация позволяет выявить влияние применяемых упрощений и ограничений при численном моделировании на качество решения задач оценки устойчивости ЭЭС с РГ при большом возмущении. Представленные в статье исследования выполнены на примере энергорайона с объектами РГ, входящего в состав ЭСС реальной размерности, и демонстрируют возникающие погрешности расчётов устойчивости при большом возмущении, характер их изменения и причины возникновения, а также влияющие факторы.


Ключевые слова


распределённые генерирующие объекты, электроэнергетическая система, динамическая устойчивость, верификация, моделирование

Полный текст:

PDF

Литература


Gaeini, N. Cooperative secondary frequency control of distributed generation: The role of data communication network topology [Text] / N. Gaeini, Amani, A. Moradi, M. Jalili, X. Yu // In-ternational Journal of Electrical Power and Energy Systems. – 2017. – Vol. 92. – P. 221 -- 229.

Илюшин, П.В. Автоматика управления нормальными и аварийными режимами энерго-районов с распределённой генерацией: монография [Текст] / П.В. Илюшин, А.Л. Куликов. – Н. Новгород: НИУ РАНХиГС, 2019. – 364 с.

Nasr-Azadani, E. Stability analysis of unbalanced distribution systems with synchronous ma-chine and DFIG based distributed generators [Text] / E. Nasr-Azadani, C.A. Cañizares, D.E. Olivares, K. Bhattacharya // IEEE Transactions on Smart Grid. – 2014. – Vol. 5. – No. 5. – P. 2326 – 2338.

Madruga, E.P. Analysis of transient stability in distribution systems with distributed genera-tion [Text] / E.P. Madruga, D.P. Bernardon, R.P. Vieira, L.L. Pfitscher // International Journal of Electrical Power and Energy Systems. – 2018. – Vol. 99. – P. 555 -- 565.

Hall, G. Modern Numerical Methods for Ordinary Differential Equations [Text] / G. Hall, J. M. Watt, -- Oxford, U.K.: Clarendon, 1976. – P. 10 -- 50.

Chakraborty, S. New numerical integration methods for simulation of electromagnetic transi-ents [Text] / S. Chakraborty, R. Ramanujam // International Journal of Emerging Electric Power Systems. –2018. – Vol. 19. – No 4.

Watson, N. Power Systems Electromagnetic Transients Simulation [Text] / N. Watson, J. Ar-rillaga // The Institution of Engineering and Technology, 2007.

Guo, H. A critical review of cascading failure analysis and modeling of power system [Text] / H. Guo, C. Zheng, H.H.-C. Iu, T. Fernando // Renewable and Sustainable Energy Reviews. – 2017. – Vol. 80. – P. 9 -- 22.

Bialek, J. Benchmarking and Validation of Cascading Failure Analysis Tools [Text] / J. Bialek, E. Ciapessoni, D. Cirio, E. Cotilla-Sanchez, C. Dent, I. Dobson, P. Henneaux, P. Hines, J. Jardim, S. Miller, M. Panteli, M. Papic, A. Pitto, J. Quiros-Tortos, D. Wu // IEEE Transactions on Power Systems. – 2016. – Vol. 31. – No. 6. – P. 4887 -- 4900.

Villena-Ruiz, R. Field validation of a standard type 3 wind turbine model implemented in DIgSILENT-PowerFactory following IEC 61400-27-1 guidelines [Text] / R. Villena-Ruiz, A. Honrubia-Escribano, J. Fortmann, E. Gómez-Lázaro // International Journal of Electrical Power and Energy Systems. – 2020. – Vol. 116.

Pan European Grid Advanced Simulation and State Estimation [Electronic resource]: ac-cessed: Jan. 13, 2021. – (https://cordis.europa.eu/ project/id/211407).

Overholt, P. Improving reliability through better models: using synchrophasor data to validate power plant models [Text] / P. Overholt, D. Kosterev, J. Eto, S. Yang, B. Lesieutre // IEEE Power and Energy Magazine. – 2014. – Vol. 12. – No 3. – P. 44 -- 51.

Huang, Z. Model validation of power system components using hybrid dynamic simulation [Text] / Z. Huang, T.B. Nguyen, D. Kosterev, R. Guttromson // in Proc. IEEE / PES Trans. Distr. Conf. Exhib., Dallas, TX, USA. – 2006. – P. 153–160.

Suvorov, A. The novel approach for electric power system simulation tools validation [Text] / A. Suvorov, A. Gusev, M. Andreev, A. Askarov // Electrical Engineering. – 2019. – Vol. 101. – No. 2. – P. 457 -- 466.

Suvorov, A. A validation approach for short-circuit currents calculation in large-scale power systems / A. Suvorov, A. Gusev, M. Andreev, A. Askarov [Text] // International Transactions on Electrical Energy Systems. – 2020. – Vol. 30. – No. 4. – P. 1 -- 20.

Power System Dynamic Performance Committee, Power System Stability Subcommittee. Dynamic Models for Turbine-Governors in Power System Studies. -- IEEE PES Resource Cen-ter, 2013.

Majumder, R. Some aspects of stability in microgrids [Text] / R. Majumder // IEEE Transac-tions on Power Systems. – 2013. -- Vol. 28. – No. 3. – P. 3243 -- 3252.

Farrokhabadi, M. Microgrid stability definitions, analysis, and examples [Text] / M. Farro-khabadi, C.A. Cañizares, J.W. Simpson-Porco, E. Nasr, L. Fan, Patricio A. Mendoza-Araya, R. Tonkoski, U. Tamrakar, N. Hatziargyriou, D. Lagos, R.W. Wies, M. Paolone, M. Liserre, L. Meegahapola, M. Kabalan, A.H. Hajimiragha, D. Peralta, M.A. Elizondo, K.P. Schneider, F.K. Tuffner, J. Reilly // IEEE Transactions on Power Systems. – 2020. – Vol. 35. No. 1. – P. 13 -- 29.

Ishchenko, A. Dynamics and stability of distribution networks with dispersed generation [Text] / A. Ishchenko. -- Eindhoven: Technische Universiteit Eindhoven, 2008. -- 182 p.




DOI: http://dx.doi.org/10.34831/EP.2021.1083.10.003

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


   

                          

© 1998 — 2024 НТФ "Энергопрогресс"      

 

Адрес редакции:
129090, Москва. ул. Щепкина, 8, офис 101
Тел. (495) 234-74-17
E-mail: el.stantsii@gmail.com, el-stantsii@yandex.ru