Laboratory Power System Model Designed for Testing Dynamic Processes

• Autorzy: Szczepanik J. , Rozegnał B.

Identyfikatory

DOI

10.12736/issn.2300-3022.2016218

Warianty tytułu

PL

Laboratoryjny model systemu elektroenergetycznego przeznaczony do badań procesów dynamicznych

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

Identification tests of dynamic and transient processes which occur in a power system are usually based on simulation. Structures of systems used for simulation testing are built from simplified models of power system components. Practically, in order to verify results obtained by simulation, they would have to be compared to data obtained in actual facilities. Research carried out at Kraków University of Technology and contained in the proposed paper shows that simplifications and assumptions used when constructing simulation models often cause a discrepancy between the simulation results and actual variability of the system state. This research was carried out using a five-node laboratory model of a power system built earlier. A full parameter identification process was carried out for this model, thus enabling construction of its computerised equivalent using the Mat lab software suite. The laboratory model which was used as a foundation for the simulation equivalent is a five-node system with a closed structure; it consists of four generation-load nodes and one load only node. Parameters of the components of the laboratory model, like power lines or generator outputs, have been selected in a process of power scaling. Experiments currently performed on the model are aimed at investigating dynamic processes occurring during and after a short-circuit, and at testing procedures for estimating power distribution at a static condition as well as fault containment procedures which are currently under development.

PL

Badania identyfikacyjne procesów dynamicznych oraz przejściowych, zachodzących w systemie elektroenergetycznym, przeprowadzane są zazwyczaj na podstawie symulacji. Struktury systemów używanych do badań symulacyjnych są budowane z uproszczonych modeli elementów systemu elektroenergetycznego. W praktyce, aby uzyskać weryfikację wyników uzyskanych w symulacjach, należałoby porównać je z danymi uzyskanymi z rzeczywistych obiektów. Badania przeprowadzone na Politechnice Krakowskiej i zawarte w proponowanym artykule pokazują, że uproszczenia oraz założenia przyjmowane przy budowie modeli symulacyjnych powodują często niezgodność wyników symulacyjnych z rzeczywistymi przebiegami stanu systemu. Badań tych dokonywano przy użyciu skonstruowanego wcześniej rzeczywistego pięciowęzłowego modelu laboratoryjnego systemu elektroenergetycznego. Dla modelu tego przeprowadzono pełny proces identyfikacyjny parametrów, tak aby możliwa była budowa jego ekwiwalentu komputerowego przy użyciu oprogramowania Matlab. Model laboratoryjny, na którego podstawie zbudowano ekwiwalent symulacyjny, jest układem pięciowęzłowym o strukturze zamkniętej i składa się z czterech węzłów generacyjno-odbiorczych oraz jednego węzła odbiorczego. Parametry elementów tworzących model laboratoryjny, takich jak linie czy moce generatorów, zostały dobrane przy zastosowaniu skalowania mocowego. Doświadczenia przeprowadzane obecnie na modelu mają na celu badanie procesów dynamicznych zachodzących w trakcie i po zwarciu, jak również przetestowania obecnie opracowywanych procedur pozwalających oszacować rozpływ mocy w stanie statycznym oraz procedur lokalizacji zakłóceń.

Słowa kluczowe

EN

power system; system dynamics; short-circuit; parameter identification

PL

system elektroenergetyczny; dynamika systemu; zwarcie; identyfikacja parametrów

• Wydawca: ENERGA SA
• Czasopismo: Acta Energetica
• Rocznik: 2016
• Tom: nr 2
• Strony: 195--202
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys.

Twórcy

autor

Szczepanik J.

• Kraków University of Technology

autor

Rozegnał B.

• Kraków University of Technology

Bibliografia

• 1. Potamianakis E.G., Vournas C.D., Modeling and Simulation of Small Hybrid Power Systems, IEEE PowerTech Conference, 2003
• 2. Andersson G., Modelling and Analysis of Electric Power Systems, ETH Zurich, 2009
• 3. Cokkinides G.J., Mohagheghi S., A laboratory setup of a power system scaled model for testing and validation of EMS applications, PowerTech, IEEE Bucharest, 2009
• 4. Gomez-Exposito A., Conejo A.J., Canizares C., Electric Energy Systems: Analysis and Operation, CRC Press, 2009
• 5. Miller P., Wancerz M., Wpływ sposobu wyznaczania parametrów linii 110 kV na dokładność obliczeń sieciowych, Przegląd Elektrotechniczny 2014, r. 90, nr 4
• 6. Handke A., Mitkowski E., Stiller J., Sieci elektroenergetyczne, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań 1978
• 7. Yoshihide H., Handbook of Power System Engineering, Wiley 2007
• 8. Mentor II User guide, Hòa Trinh, nr 13, 2013
• 9. Dynamic Models for Steam and Hydro Turbines in Power System Studies, IEEE Trans. Power Appar. Syst. 1904–1915, Nov./Dec. 1973
• 10. Heffron W.G., Phillips P.A., Effect of modern aplidyne voltage regulator on under-excited operation of large turbine generators, Power Apparatus and Systems, Part III, Transactions of the American Institute of Electrical Engineers, 1952, s. 692–697
• 11. Mak F.K., Design of nonlinear generator exciters using differential geometric control theories, Decision and Control, Proceedings of the 31st IEEE Conference on, 1992
• 12. Plamitzer A., Maszyny elektryczne, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 1982
• 13. Simulink Documentation, Simulation and Model-Based Design, MathWorks
• 14. Norma PN-78 E-04252
• 15. Latek W., Badanie maszyn elektrycznych w przemyśle, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 1979
• 16. Norma PN-E-06704
• 17. Shi D. i in., Transmission line parameter identification using PMU measurements, European Transactions on Electrical Power 2011, Vol. 21, s. 1574–1588
• 18. Sanchez-Gasca J.J. i in., Trajectory sensitivity based identification of synchronous generator and excitation system parameters, IEEE Transactions on Power Systems 1988, Vol. 3, s. 1814–1822
• 19. Tumageanian A., Keyhani A., Identification of synchronous machine linear parameters from standstill step voltage input data, IEEE Transactions on Energy Conversion 1995, Vol. 10, s. 232–240
• 20. Kacejko P., Machowski J., Zwarcia w systemach elektroenergetycznych, Warszawa, WNT 2009