A Control Strategy to Enable the Flexible Operation of a Low-Voltage Power Microgrid in Grid-Connected and Islanded Modes

• Autorzy: Małaczek Michał , Wasiak Irena

Identyfikatory

DOI

10.12736/issn.2330-3022.2019301

Warianty tytułu

PL

Strategia sterowania zapewniająca możliwość elastycznej pracy mikrosystemu elektroenergetycznego niskiego napięcia w połączeniu z siecią zasilającą i w trybie wyspowym

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

The paper presents a control strategy enabling the operation of a low-voltage power microgrid connected to a utility grid and in island mode, in the event of a significant reduction in the quality of power supply. The power microgrid under consideration contains controllable and non-controllable energy sources, an energy storage, and loads. The control strategy consists in extending the storage functionality by introducing a variable control structure and implementing adjustment mechanisms to ensure maintaining the storage’s appropriate power and energy capacity reserve. The control system is hierarchical, and its main element is the central controller. The control concept is presented, with particular emphasis on the central controller operation. A simulation model is presented, built in the PSCAD/EMTDC environment for analysing the proposed control system and assessing the power microgrid’s performance. Results of a simulation of the control system operation are presented and discussed.

PL

W artykule zaprezentowano strategię sterowania umożliwiającą pracę mikrosystemu elektroenergetycznego (MSE) niskiego napięcia w trybie połączenia z siecią zasilającą oraz w trybie wyspowym, w sytuacji znacznego obniżenia jakości napięcia zasilają- cego w sieci nadrzędnej. Rozpatrywany MSE zawiera sterowalne i niesterowalne źródła energii, zasobnik energii (ZE) oraz odbiory. Strategia sterowania polega na rozszerzeniu funkcjonalności zasobnika przez wprowadzenie zmiennej struktury sterowania oraz implementacji mechanizmów regulacyjnych, zapewniających utrzymanie odpowiedniej rezerwy mocy i energii zasobnika. Układ sterowania jest hierarchiczny, a jego głównym elementem jest regulator centralny. Przedstawiono koncepcję sterowania ze szcze- gólnym uwzględnieniem działania regulatora centralnego. Zaprezentowano model symulacyjny zbudowany w środowisku PSCAD/ EMTDC do analizy proponowanego systemu sterowania i oceny pracy MSE. Przedstawiono i omówiono wyniki symulacji, ilustru- jące działanie układu sterowania.

Słowa kluczowe

EN

distributed generation; power microgrids; islanded operation; power quality

PL

generacja rozproszona; mikrosystemy elektroenergetyczne; praca wyspowa; jakość zasilania

• Wydawca: ENERGA SA
• Czasopismo: Acta Energetica
• Rocznik: 2019
• Tom: nr 3
• Strony: 6--14
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys.

Twórcy

autor

Małaczek Michał

• Łódź University of Technology

autor

Wasiak Irena

• Łódź University of Technology

Bibliografia

• 1. Chowdhury S., Chowdhury S.P, Crossley P., Microgrids and Active Distribution Networks, London 2009.
• 2. Ariyasinghe M.N.S., Hemapala K.T.M.U., Microgrid Test-Beds and Its Control Strategies, Smart Grid Renew. Energy, Vol. 4, No. 1, 2013, pp. 11–17.
• 3. Olivares D.E. et al., Trends in microgrid control, IEEE Trans. Smart Grid, Vol. 5, No. 4, 2014, pp. 1905–1919.
• 4. Varela J. et al., The IGREENGrid Project: Increasing Hosting Capacity in Distribution Grids, IEEE Power Energy Mag., Vol. 15, No. 3, 2017, pp. 30–40.
• 5. Rocabert J. et al., Control of power converters in AC microgrids, IEEE Trans. Power Electron., Vol. 27, No. 11, 2012, pp. 4734–4749.
• 6. Wasiak I., Pawełek R., Jakość zasilania w sieciach z generacją rozproszoną [Power quality in grids with distributed generation], WNT, Warsaw, 2015.
• 7. Hanzelka Z., Jakość dostawy energii elektrycznej [Quality of electric¬ity supply], Kraków 2013.
• 8. Venkataramanan G., Marnay C., A larger role for microgrids, IEEE Power Energy Mag., Vol. 6, No. 3, 2008, pp. 78–82.
• 9. Meegahapola L., Laverty D., Jacobsen M.R., Synchronous islanded operation of an inverter interfaced renewable rich microgrid us¬ing synchrophasors, IET Renew. Power Gener., Vol. 12, No. 4, 2018, pp. 407–414.
• 10. Bai W. et al., Distributed generation system control strategies with PV and fuel cell in microgrid operation, Control Eng. Pract., Vol. 53, 2016, pp. 184–193.
• 11. Xu Z. et al., Control devices development of multimicrogrids based on hierarchical structure, IET Gener. Transm. Distrib., Vol. 10, No. 16, 2016, pp. 4249–4256.
• 12. Malik S.M. et al., Voltage and frequency control strategies of hybrid AC/DC microgrid: A review, IET Gener. Transm. Distrib., Vol. 11, No. 2, 2017, pp. 303–313.
• 13. Gomez J.C., Marcos M.M., Distributed generation: Exploitation of islanding operation advantages, 2008 IEEE/PES Transm. Distrib. Conf. Expo. Latin America, pp. 1–5, 2008.
• 14. Piagi P., Lasseter R.H., Autonomous control of microgrids, IEEE Power Eng. Soc. Gen. Meet. 2006.
• 15. Wang C. et al., Improved V/f control strategy for microgrids based on master-slave control mode, IET Renew. Power Gener., Vol. 10, No. 9, 2016, pp. 1356–1365.
• 16. Małaczek M., Wasiak I., Modelling of Energy Sources and Energy Storage devices for the Purpose of Analysis the Low voltage Microgrid Operation, Acta Energetica, No. 3/32, 2017, pp. 162–169.

Uwagi

1. Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).

2. Wersja polska na stronach 15--21.