Porównanie działania transformatora symetryzującego (zygzak) z aktywnym energoelektronicznym symetryzatorem prądów fazowych linii niskiego napięcia

• Autorzy: Krzemiński Zbigniew , Adamowicz Marek

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2024.03.11

Warianty tytułu

EN

Comparison of the operation of a zigzag transformer with the active power electronic phases balancer in the LV line

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Na potrzeby planowania sieci niskiego napięcia operatorzy systemów dystrybucyjnych (OSD) zakładają symetryczne warunki obciążenia linii. Z roku na rok, rośnie liczba rozproszonych systemów fotowoltaicznych (PV) zainstalowanych w sieciach niskiego napięcia, których większość to małe jednofazowe systemy dachowe. Dodatkowo, do niesymetrii obciążenia przyczyniają się instalowane masowo pompy ciepła i ładowane jednofazowo samochody elektryczne. Ze wzrostem liczby odbiorów jednofazowych i jednofazowej generacji rozproszonej rosną problemy OSD z zapewnieniem jakości napięcia. Symetryzacja obciążeń jest możliwa z wykorzystaniem dedykowanych urządzeń: transformatorów symetryzujących (zygzak) oraz aktywnych urządzeń energoelektronicznych. W artykule porównano działanie transformatora o uzwojeniach połączonych w zygzak oraz aktywnego symetryzatora energoelektronicznego dla różnych przypadków asymetrii obciążenia w linii nN.

EN

For the purpose of low-voltage network planning, distribution system operators (DSOs) assume symmetrical load conditions on the lines. Year by year, the number of distributed photovoltaic (PV) systems installed in low-voltage networks is increasing, with the majority being small single-phase rooftop systems. Additionally, the mass installation of heat pumps and single-phase electric vehicles contributes to load asymmetry. As the number of single-phase consumers and single-phase distributed generation sources grows, DSOs face challenges in ensuring voltage quality. Load balancing can be achieved using dedicated devices: zigzag transformers and active power electronic devices. This article compares the performance of a zigzag transformer and an active power electronic phases balancer for various cases of load asymmetry on the low-voltage network.

Słowa kluczowe

PL

asymetria obciążenia; transformator zygzak; aktywny energolektroniczny symetryzator prądu; linia nN

EN

load asymmetry; zigzag transformer; active power electronic current balance; nN line

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2024
• Tom: R. 100, nr 3
• Strony: 68--74
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys.,

Twórcy

autor

Krzemiński Zbigniew

• MMB Drives Sp. z o.o., ul. Maszynowa 26, 80-298 Gdańsk

• https://orcid.org/0000-0001-6191-308X

autor

Adamowicz Marek

• Politechnika Gdańska, Katedra Automatyki Napędu Elektrycznego i Konwersji Energii, ul. Gabriela Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk

• https://orcid.org/0000-0003-0561-8697

Bibliografia

• [1] Geis-Schroer, J., Hubschneider, S., Held, L., Gielnik, F., Armbruster, M., Suriyah, M., Leibfried, T., Modeling of German low voltage cables with ground return path. Energies, 14 (2021) nr 5, 1265
• [2] Fristot P., Constant O., Moncet C., 3-phase low voltage network load balancer: A cost effective solution to line voltage variations. Proc. 23rd International Conference on Electricity Distribution (CIRED 2015), Lyon, France 15-18
• [3] Jahn R., Holt M., Rehtanz C., Mitigation of voltage unbalances using a line voltage regulator, Proc. IEEE Madrid PowerTech, 2021, 1-6
• [4] PN-EN 50160:2010/A2:2019-11, Parametry napięcia zasilającego w publicznych sieciach elektroenergetycznych
• [5] Krzemiński Z., Techniczne i prawne warunki aktywnego udziału prosumentów w funkcjonowaniu systemu energetycznego, Materiały II Konferencji Prosument energii elektrycznej jako aktywny uczestnik systemu elektroenergetycznego, PTPiREE, Warszawa, 13-14.06.2023 r.
• [6] Krzemiński Z., Kołpacki B., Sieci dystrybucyjne o dwukierunkowym przepływie energii, Przegląd Elektrotechniczny, 99(2023) nr 5, 156-160
• [7] Barrero-González F., Pires V. F., Sousa J. L., Martins J. F., Milanés-Montero M. I., González-Romera E.,Romero-Cadaval, E., Photovoltaic power converter management in unbalanced low voltage networks with ancillary services support. Energies, 12(2019), nr 6, 972
• [8] Topolski Ł., Firlit A., Piątek K., Hanzelka Z., Ograniczanie wzrostów i asymetrii napięć powodowanych jednofazowymi instalacjami fotowoltaicznymi za pomocą szeregowego transformatora dodawczego w sieci niskiego napięcia. Przegląd Elektrotechniczny, 96(2020), nr 3, 37-41
• [9] Szultka A., Szultka S., Czapp S., Karolak R., Andrzejewski M., Kapitaniak J., Kulling M., Bonk J., Voltage Profiles Improvement in a Power Network with PV Energy Sources— Results of a Voltage Regulator Implementation. Energies, 15(2022) nr 3, 723, 1-14
• [10] Jou H. L., Wu J. C., Wu K. D., Chiang W. J., Chen Y. H., Analysis of zig-zag transformer applying in the three-phase four-wire distribution power system, IEEE Trans. on Power Delivery, 20(2005), nr 2, 1168-1173
• [11] Beharrysingh S., Phase unbalance on low-voltage electricity networks and its mitigation using static balancers, PhD Thesis. Loughborough University, 2014.
• [12] Topolski Ł., Woźny K., Hanzelka Z., Kompensacja asymetrii prądów i napięć powodowanej odbiornikami i odnawialnymi źródłami energii za pomocą transformatora symetryzującego w sieciach niskich napięć. Przegląd Elektrotechniczny, 95(2019), nr 9, 178-185
• [13] Ozorowski M., Jałoza R., Poprawa parametrów jakościowych sieci zasilającej nn z dużym nasyceniem mikroinstalacji PV i stacji ładowania EVC, Wiadomości Elektrotechniczne, 88(2020) nr 5, 15-21.
• [14] Topolski Ł., Mitigation of Voltage Swells and Unbalance Caused by Photovoltaic Installations Using a Balancing Transformer and an Automatic Voltage Regulator in Low-Voltage Networks, Proc. 12th IEEE International Conference and Exhibition on Electrical Power Quality and Utilisation (EPQU), 2020, 1-5
• [15] Rüster C., Hoppert S., The active line voltage regulator– boosting grid capacity for charge point integration on the low voltage level, Proc. CIRED workshop on E-mobility and power distribution systems, Porto, 2-3 June 2022, 869-872
• [16] O. V. Kulkarni und M. K. Mishra, “Power quality improvement using Zig-Zag transformer and DSTATCOM in three phase power distribution system,” Proc. IEEE India Conference (INDICON), 2013, 1-6
• [17] Ballestín-Fuertes J., Sanz-Osorio J. F., Muñoz-Cruzado-Alba J., Puyal E. L., Leiva J., Rivero J. R., Four-legs D-STATCOM for current balancing in low-voltage distribution grids, IEEE Access, 10 (2022), 779-788
• [18] Adamowicz M., Krzemiński Z., Sposób i układ regulacji napięcia i symetryzacji obciążeń fazowych trójfazowej linii elektroenergetycznej, Zgłoszenie patentowe nr P.441546, z dn. 25.06.2022 r.
• [19] Krzemiński Z., Adamowicz M., i in., MMB SmartGridEnabler – regulator napięcia i symetryzator prądu w sieciach niskiego napięcia, Katalog laureatów. XXV edycja Konkursu Polski Produkt Przyszłości, PARP, NCBR, Warszawa, 2023.
• [20] Łukaszewski Ł., Skoczko P., Pilotażowa instalacja innowacyjnego regulatora napięcia w sieci nN-0,4 kV z generacją rozproszoną, Materiały VIII Konferencji PTPiREE, 2020 r.
• [21] Skoczko P. Praca aktywnego regulatora napięcia ALVR w sieci dystrybucyjnej nn-0,4 kV – projekt pilotażowy ENERGA-OPERATOR SA, Materiały II Konferencji Linie i stacje elektroenergetyczne, Wisła, 3-4.11. 2021 r., 71-86, Źródło: http://stacje.ptpiree.pl/konferencje/stacje/2021/materialy/2021_ konferencja_stacje.pdf Dostęp: 27.08.2023
• [22] Skoczko P., Praca aktywnego regulatora niskiego napięcia w sieci nn-0,4 kv o dużym nasyceniu generacją prosumencką, Materiały IX Konferencji Przyłączanie i Współpraca OZE z Systemem Elektroenergetycznym, Warszawa, 25-26.05.2022 r., 67-76, Źródło: http://oze.ptpiree.pl/pliki-do-pobrania Dostęp: 27.08.2023

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2025).