BazTech - Yadda

1

Zastosowanie sztucznych sieci neuronowych w identyfikacji parametrów wielkości zakłóceniowych

Binek M., Kanicki A.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2014

|

R. 90, nr 3

51--57

PL

Artykuł przedstawia wyniki identyfikacji parametrów wielkości zakłóceniowych występujących w systemie elektroenergetycznym. Oceniane będą wyniki otrzymane za pomocą trzech sztucznych sieci neuronowych oraz trzech klasycznych metod identyfikacji. Metody identyfikacji będą poprzedzone działaniem filtru cyfrowego typu Chebysheva II rzędu. Sygnałami wejściowymi w procesie identyfikacji będą funkcje analityczne opisujące typowe przebiegi wielkości zakłóceniowych występujących w systemie elektroenergetycznym. Sygnałem wyjściowym będzie wartość skuteczna sygnału wejściowego a kryteriami oceny będą błąd maksymalny oraz wartość średnia błędu w oknie pomiarowym.

EN

The article presents the results of parameter identification of the fault values found in an electrical system. The results obtained by means of three artificial neural networks and three classical methods of identific ation will be assessed. The identification methods will be preceded by a Chebyshev type II digital filter. The input signals in the identification process will be constituted by analytical functions describing typical waveforms of fault values found in an electrical system. The output value will be constituted by the RMS of the input signal and the maximum error and the average error of the measurement window will be the assessment criteria.

2

Metody stosowane w analizie awaryjnych wyłączeń w sieci elektroenergetycznej

Kanicki A.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2014

|

R. 90, nr 3

94--97

PL

W artykule zostanie przedstawiona metoda wyznaczania mocy gałęziowej po wyłączeniu jednego, dwóch lub trzech dowolnych elementów sieci elektroenergetycznej. W metodzie tej moc gałęziowa jest obliczana bez konieczności ponownego wyznaczania macierzy admitancyjnej i jej odwracania po każdym wyłączeniu. Następnie zostanie zaprezentowana metoda sprawdzania spójności grafu rozważanej sieci po analizowanych wyłączeniach.

EN

The paper will present a branch power calculation method after switching off one, two or three chosen electrical network elements. In this method the branch power is calculated without having to reassess the admittance matrix and inverse it every time after switching off. Next, a method assessing the graph connectivity of an analysed network after switching off will be presented.

3

Dobór parametrów wyłącznika generatorowego bloku 1000 MW

Kanicki A., Wiśniewski J.

Energetyka

|

2013

|

nr 8

622--626

PL

Przedstawiono metodę doboru parametrów wyłącznika generatorowego dla bloku o mocy 1000 MW. Dokonano obliczeń normatywnych wielkości zwarciowych w celu porównania ich z parametrami wyłączników. Przeprowadzono obliczenia symulacyjne przebiegu prądu zwarciowego płynącego od generatora i od sieci oraz symulację wyłączania prądu zwarciowego przez wyłącznik generatorowy. Z badań wiadomo, że może wtedy wystąpić zjawisko braku przechodzenia przez zero prądu zwarciowego przez kilka okresów. Utrudnia to przerwanie prądu zwarciowego przez wyłącznik generatorowy. Wykonano obliczenia napięć powrotnych spodziewanych na zaciskach wyłącznika generatorowego. Wykonano obliczenia symulacyjne przebiegu prądu zwarciowego płynącego od generatora oraz symulacje wyłączania prądu zwarciowego przez wyłącznik generatorowy, a także obliczenia napięć powrotnych między stykami wyłącznika przerywającego prąd zwarciowy. Zaobserwowano zjawisko braku przechodzenia przez zero prądu zwarciowego w kilkunastu pierwszych okresach w jednej fazie, co utrudnia jego wyłączanie przez wyłącznik generatorowy. Należy wówczas zwrócić szczególną uwagę na zdolność wyłączania przez wyłącznik takiego silnie asymetrycznego prądu.

EN

Presented is a method of selecting generator breaker parameters for a 1000 MW power unit. Standardized calculations of short-circuit values are made in order to compare them with a breaker nominal parameters. Simulation calculations of the short-circuit current flow from generator and from the network as well as the simulation of its switching-off in the generator breaker are carried out. Research results show that at such moments there can be no fault current transition through zero for several periods so it makes interrupting of the fault current a difficult thing for the generator breaker. Simulation calculations of a short-circuit current flow from generator and simulations of switching-off the fault current by the generator breaker are performed as well as the simulations of recovery voltages between the terminals of the generator breaker. Observed is the lack of the fault current transition through zero in several first periods in one phase what makes its switching-off by the generator breaker a difficult thing to do. In that case we must pay special attention to the breaker ability to switch-off such a strongly asymmetric current.

4

Parametry elektryczne linii kablowych z zastosowanym przeplotem żył powrotnych

Kanicki A., Wiśniewski J.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2012

|

R. 88, nr 9a

32-37

PL

W artykule przedstawiono sposób budowy modelu matematycznego kabla wysokiego napięcia pracującego z przeplotem żył powrotnych oraz wyniki analitycznej oceny parametrów tego modelu. Rozwiązanie takie stosuje się ze względu na potrzebę ograniczenia wartości prądów i strat mocy w żyłach powrotnych. Wyprowadzono odpowiednie wzory oraz podano przykładowe wyniki obliczeń parametrów linii, wartości prądów i mocy w żyłach powrotnych. Obliczenia zostały zweryfikowane obliczeniami symulacyjnymi przy użyciu programu EMTP. Uzyskane wyniki mogą być przydatne dla osób zajmujących się projektowaniem i eksploatacją kabli elektroenergetycznych.

EN

In the paper the method of construction of high voltage underground cable model working with the sheaths cross bonded at the end of each section was presented. That solution provides a decrease in currents and resistance losses in cable sheaths. The results of analytical evaluation of model parameters were given. The proper formulas were derived and the results of calculation of model parameters, currents and losses for chosen cables were presented. The calculations were verified using the EMTP program. The obtained results can be useful for engineers to design and exploit power electric cables.

5

Calculation method of branch reactances in an electrical network using short-circuit current values

Kanicki A.

Archiwum Energetyki

|

2011

|

T. 41, nr 1

3-11

EN

It is possible to determine branch reactances of a network when only short-circuit values are known. The paper presents the derivation of formulae for calculating branch reactances for symmetrical components. The results of short-circuit current flows of the first degree in all nodes (i.e. currents around each node) constitute a base for determining these reactances. The presented formulae do not take into consideration magnetic couplings occurring in parallel lines. Testing calculations prove that the branch reactances determined by means of such a method represent short-circuit currents with high accuracy. Such formulae have not been described so far.

PL

W sytuacji, gdy znamy jedynie wyniki obliczeń prądów zwarciowych można, wyznaczyć reaktancje gałęzi rozpatrywanej sieci. Referat przedstawia wyprowadzone wzory na obliczenia reaktancji gałęzi dla składowych symetrycznych. Wyniki rozpływów pierwszego stopnia prądu zwarciowego we wszystkich węzłach (tzn. prądy wokół każdego z węzłów) są podstawą do wyprowadzenia tych reaktancji. Prezentowane wzory nie uwzględniają sprzężeń magnetycznych, występujących w liniach równoległych. Obliczenia sprawdzające potwierdzają, że tak wyznaczone reaktancje gałęzi z dużą dokładnością odwzorowują prądy zwarciowe w rozpatrywanej sieci elektroenergetycznej. W znanej dotychczas literaturze brak jest tego typu wzorów.

6

UPFC performance in power systems

Kanicki A., Sikora R.

Poznan University of Technology Academic Journals. Electrical Engineering

|

2009

|

No 59

123-131

EN

The paper presents a steady-state model of UPFC. This model is used to analyse the UPFC performance in a power system and visualize the influence of its control and parameters on power flow. In addition, it illustrates the UPFC nonlinearity. The influence of the UPFC limitations on the control range is also presented.

7

Mathematical model of electrical networks for multiple fault computations

Kanicki A.

Archiwum Energetyki

|

2009

|

T. 39, nr 2

3-23

EN

The paper presents a new method for determining quantities of multiple faults in networks with effectively or ineffectively earthed neutral and transformers with any vector group. The method allows the calculation of faults on both sides of a transformer and makes the preparation of algorithms for computations relatively easy and convenient. The process is based on the node potential method combined with the symmetrical components method and can be applied to any combination of short circuits and/or breaks.

PL

Artykuł opisuje nową metodę określania wielkości opisujących zakłócenia wielokrotne w sieci ze skutecznie lub nieskutecznie uziemionym punktem neutralnym zawierającej transformatory o dowolnej grupie połączeń. Metoda ta pozwala obliczać zakłócenia po obu stronach transformatora i przygotować algorytm obliczeniowy w łatwy i wygodny sposób. Cały algorytm jest oparty na. metodzie potencjałów węzłowych połączonej z metodą składowych symetrycznych i może być zastosowany dla dowolnej kombinacji zwarć i/lub przerw.

8

Modelowanie systemu elektroenergetycznego w stanach zakłóceniowych z wykorzystaniem metod składowych symetrycznych

Kanicki A.

Zeszyty Naukowe. Rozprawy Naukowe / Politechnika Łódzka

|

2006

|

Z. 349

3-176

PL

Podstawę monografii stanowią zagadnienia modelowania systemu elektroenergetycznego dla wyzna- czania stanów zakłóceniowych w oparciu o wyniki i doświadczenia uzyskane podczas tworzenia programów komputerowych dla symulatora sieci elektroenerge- tycznych "SYMEL" i dla SCADA systemu o nazwie "PRINS". W rozprawie zaprezentowano model matematyczny systemu elektroenerge- tycznego do obliczania wielkości zwarciowych w oparciu o metodę potencjałów węzłowych, przy czym model ten umożliwia obliczanie dowolnych zwarć zarówno w sieci ze skutecznie jak i nieskutecznie uziemionym punktem neutralnym. Do tego głównego zagadnienia włączono następujące dodatkowe problemy: . Metodę eliminacji impedancji ziemi, . Metodę uwzględniania rzeczywistych przekładni transformatorów w modelu matematycznym systemu elektroenergetycznego- . Zestawienie schematów zastępczych gałęzi systemu elektroenergetycz- nego wraz z ich impedancjami, przy założeniu że schemat zastępczy gałęzi dla składowej zgodnej i zerowej jest identyczny . Obliczanie impedancji gałęzi systemu elektroenergetycznego w oparciu o znane wielkości zwarciowe. . Sposób wyznaczania macierzy impedancyjnej węzłowej rozpatrywa- nej sieci elektroenergetycznej podzielonej na pewną ilość niezależ- nych podsieci, tzn. niepołączonych z sobą po podziale, ale takich, że każda z podsieci posiada połączenie z węzłem odniesienia. Macierz impedancyjną węzłową całej sieci oblicza się w oparciu macierze impedancyjne węzłowe każdej podsieci. . W oparciu o literaturę omówiono metodę obliczania prądów i napięć podczas dowolnego zwarcia występującego w linii napowietrznej lub kablowej bez konieczności wprowadzania nowego węzła. Druga część rozprawy jest poświęco- na metodologii modelowania systemu elektroenergetycznego do obliczania wielkości zakłóceniowych podczas dowolnego zakłócenia wielokrotnego. Opisano uogólniony model matematyczny systemu elektroenergetycznego do obliczania dowolnej kombinacji zwarć i przerw . Model ten wykorzystuje jedynie macierz impedancyjną węzłową sieci elektroenergetycznej, model matematyczny warunków brzegowych zakłócenia wielokrotnego, sposób modelowania fazy zakłócenia, metodę uwzględniania przekładni transforma- torów i metodę wyznaczania macierzy obrotu. Innym istotnym zagadnieniem omówionym w tej rozprawie jest proces redukcji węzłów w modelu matematycznym systemu elektroenergetycznego wykorzystu- jący fragment metody odwracania macierzy, tzn. proces rozkładu macierzy admitancyjnej na podmacierze. Ostatnim rozważanym problemem jest odwracanie macierzy admitancyjnej węzłowej sieci elektroenergetycznej, w tym przede wszystkim zaprezento- wanie sposobu zapamiętywania macierzy admitancyjnej oraz omówienie metody odwracania macierzy admitancyjnej niesymetry- cznej wykorzystującej metodę wektorów rzadkich. Wnioski i uwagi, wynikające z rozważanych w pracy zagadnień szczegółowych dotyczących modelowania systemu elektroenerge- tycznego dla obliczania stanów zakłóceniowych, zamieszczono w ostatnim rozdziale.

EN

The dissertation deal with the issues of power system modelling aimed to calculate fault states and is based on the results and own experience gained while designing software for the SYMEL electrical network simulator and for the PRINS system (a SCADA-type system). The work presents a power system mathematical model for calculating fault quantities on the basis of the node equation method, however, the presented model enables calculation of any short-circuit currents in electrical networks with both solidly and non-solidly earthed neutral. This main subject also includes the following additional issues: . The earth impedance elimination method. . The method of taking into account actual transformer ratios in the analysed mathematical model. . Presentation of power system branch equivalent circuits together with their impedances assuming that the branch equivalent circuits for the positive and zero components are identical. . Calculation of the power system branch impedance on the basis of the obtained short-circuit quantities. . The way of calculating the node impedance matrix of the analysed electrical network divided into different independent subnetworks, i.e. subnetworks which are not interconnected but each of them is linked with the reference node. The node impedance matrix for the whole network is calculated on the basis of node impedance matrices of each subnetwork. . The well-known method of calculating currents and voltages duńng any short circuit occurring in an overhead or cable line without having to introduce a new node. The second part of the dissertation is devoted to the methodology of power system modelling used for calculating fault quantities during any multiple faults. It describes a general power system mathematical model used for calculating any combination of short circuits and breaks. This model uses: the node impedance matrix of an electrical network, a mathematical model of the initial conditions of a multiple fault, a mathematical model of the phase with a fault, the method of taking into account transformer ratios and the method of calculating the rotation matrix. Another significant issue analysed in the dissertation is the process of node reduction in the power system mathematical model which uses a part of the matrix inversion method (i.e. the part concerning factorisation of the admittance matrix). Finally the dissertation analyses the inversion of the node admittance matrix of an electrical network, focusing most of all on the presentation of the admittance matrix storing method and the asymmetrical admittance matrix inversion method using the sparse vector method. Conclusions and comments resulting from the analysed issues concerning power system modelling for calculating fault states are presented in the last chapter .

9

Metoda uwzględniania strat mocy czynnej w modelach przypływów sieciowych dla optymalizacji rozdziału obciążeń

Szypowski M., Mielczarski W., Kanicki A.

Energetyka

|

2004

|

nr 1

18-23

PL

Optymalizacja w warunkach rynkowych jest obecnie dokonywana w Polsce przy użyciu programów LPD (Linear Programming Dispatch) i GMOS (Generator Modeli Ograniczeń Systemowych) przez Polskie Sieci Elektroenergetyczne SA pełniące funkcję Operatora Systemu Przesyłowego. Programy te korzystają z metod optymalizacji liniowo-binarnej zapewniając bezpieczeństwo pracy w warunkach rynkowych. W analizie wpływu ubytków mocy wytwarzanej oraz w analizie wpływu wyłączeń gałęzi na wartości napięć węzłowych i mocy gałęziowych, powszechnie jest stosowana tzw. metoda stałoprądowa. W artykule opisano modyfikację metody stałoprądowej polegającą na uwzględnianiu strat mocy czynnej w gałęziach i regulacji poprzecznej w gałęziach, co poprawia otrzymywanie wartości mocy gałęziowych, węzłowych generatorowych oraz strat mocy.

EN

An optimisation in the market conditions is performed at present in the Polish Power Grid Company (the company fulfils functions of the Transmission System Operator) with use of LPD programmes (Linear Programming Dispatch) and GSLM programmes (Generator of System Limitation Models). These programmes use the methods of linear-digital optimisation and assure operation security in the market conditions. In the analysis of influence of generated power deficiencies and in analysis of influence of outages of branches on values of nodal voltages and branch powers the DC method is used commonly. In the paper there is described a modification of the DC method consisting in taking into account active power losses in branches and transversal voltage control in the branches, so it improves maintaining values of the branch powers, generator outputs in the nodes and power losses.

10

Koncepcja rozdziału obciążeń zdecentralizowanym rynku bilansującym

Szypowski M., Kanicki A., Mielczarski W.

Rynek Energii

|

2003

|

nr 3

2--6

PL

Zarządzanie jednostkami wytwórczymi enegii elektrycznej, nazywane rozdziałem obciążeń, doko0nywane jest w polskim systemie elektroenergeycznym przy użyciu programów LPD. Główną cechą obecnie stosowanej metody rozdziału obciążeń jest centralne planowanie prowadzone przez PSE. Zgromadzone doświadczenia przez ostatnie dwa lata wskazują, że nadszedł czas do budowy nowego rynku bilansującego, w którym centralny rozdział obciążeń zostałby zastąpiony zdecentralizowanym systemem rozdziału obciążeń. W artykule przedstawiono koncepcję planowania rozdziału obciążeń na zdecentralizowanym rynku bilansującym.

EN

Unit commitment and dispatch is one of the most important tasks of perfom by Transmission System Operators and market participants. Such a task is relatively simple in apool structure of electricity markets. However, the task becomes more difficut, when it comes to its application in a balancing market. The Polish Electricity Market is currently based on the centralized commintment and dispatch carried out by the PSE S.A. in a day ahead market witch the use of the LPD module. A move to a new structure, which is to be based on balancing market decentralization, requires new methodologies to deal with several crucial opstacles. The adequate solutions, if fond and implemented, can lead to new market environment for the Polish TSO and market participants.

11

Evaluation of short-circuit currents in power network design process

Kanicki A.

Zeszyty Naukowe. Elektryka / Politechnika Łódzka

|

2000

|

z. 94

23--39

EN

The paper presents some aspects of short-circuit current calculations in power system design, including: • standardisation of short-circuit current calculations and factors; • short-circuit current computation; • short-circuit current calculation in the networks with solidly earthed neutral; • short-circuit current calculation in the networks with not solidly earthed neutral; • short-circuit calculations for the purposes of power system protection.

PL

W pracy omówiono różne problemy obliczanie prądów zwarciowych w procesie projektowania sieci elektroenergetycznych, w tym: zagadnienia normowanie obliczeń prądów i wskaźników zwarciowych, metody stosowane w komputerowych obliczeniach zwarciowych, obliczanie prądu zwarciowego podczas zwarć wielkoprądowych czy podczas zwarć doziemnych w sieci z nieskutecznie uziemionym punktem neutralnym, obliczenia zwarciowe dla potrzeb elektroenergetycznej automatyki zabezpieczeniowej.

12

Choosing optimal filter for power system simulator

Kanicki A., Al-Hayek M.

Zeszyty Naukowe. Elektryka / Politechnika Łódzka

|

1998

|

z. 90

59--72

EN

Many programs have been developed for simulation and analysis of power systems. The program "SYMEL" [1-2], designed by The Institute of Electrical Power Engineering at the Technical University of Lodz, is one of them. This program calculates the transient phenomena and the Short Circuit Current (SCC) of the power systems, which consists of transformers, lines, cables, generators, synchronous motors and other items. This program includes a protection model and also transforms the output simulated-signal (instantaneous values of currents and voltages) into the RMS value of the rated frequency, and shift phase angle, which can be used as the input for the protection model. To improve the above step we proposed to add a filter. The work includes the study of many types of Infinitive Impulse Response (IIR) or Finite Impulse Response (FIR) filters, with different values of data windows, cut-off frequency and sampling rate to choose the most optimal filter. The results show that the proposed method of using the digital filtering helps to get rid of all disturbances.

PL

Symulacją i analizą systemu elektroenergetycznego zajmowało się wiele programów komputerowych. Program "SYMEL" [1-2], zaprojektowany przez Instytut Elektroenergetyki Politechniki Łódzkiej był jednym z nich. Program ten oblicza stany przejściowe i zwarcia w systemie elektroenergetycznym składającym się z transformatorów, linii, kabli, generatorów, silników asynchronicznych itp. urządzeń. Program ten zawiera także modele urządzeń elektroenergetycznej automatyki zabezpieczeniowej. Dla tych modeli wielkości chwilowe prądu, napięcia otrzymywane z symulatora stanów przejściowych są transformowane na ich wartości skuteczne i fazy. W celu poprawy jakości transformacji wielkości chwilowych na skuteczne postanowiono dodać cyfrowy filtr wielkości chwilowych. Artykuł zawiera analizę pracy wielu typów filtrów z nieskończoną i skończoną odpowiedzią, z różnymi długościami: okna pomiarowego, częstotliwościami próbkowania czy częstotliwościami obcięcia w celu wyboru optymalnego filtru dla symulatora systemu elektroenergetycznego. Otrzymane rezultaty pokazują, że dodanie wybranego, optymalnego filtru pozwoliło pozbyć się zakłóceń pojawiających się w przebiegach chwilowych.