Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Petrograficzna charakterystyka pelletów drzewnych dostępnych w obrocie handlowym na terenie Polski

Nocoń A., Jelonek I., Jach-Nocoń M., Jelonek Z.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2018

|

nr 104

131--139

PL

Pellety drzewne są klasyfikowane jako biomasa stała. Stanowią jedno z najpopularniejszych w Europie paliw stosowanych do ekologicznego ogrzewania, szczególnie w sektorze małego ciepłownictwa, spalane są w domowych kotłach małej mocy. Popularność pelletu oraz automatycznych urządzeń grzewczych umożliwiających spalanie tego paliwa wzrosła ze względu na rosnący problem zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego (smogu) oraz w związku z licznymi powstającymi programami ograniczenia niskiej emisji (PONE). Pellet drzewny powstaje w wyniku kompresji materiału pochodzącego z drzew iglastych (w główniej mierze) oraz liściastych i zaliczany jest do odnawialnych źródeł energii. Celem prezentowanych badań było porównanie jakości pelletów drzewnych pochodzących od różnych producentów, wykorzystywanych w domowych kotłowniach na paliwa stałe na podstawie jakościowej i ilościowej identyfikacji zanieczyszczeń obecnych w badanym paliwie uzyskanym z rynku krajowego. Innowacją w prezentowanej pracy jest zastosowanie analizy petrograficznej dla paliwa w postaci pelletu, która dotychczas stosowana była jedynie w odniesieniu do paliw kopalnych. Analizę mikroskopową przeprowadzono zarówno dla pelletów certyfikowanych (EN Plus/DIN Plus), jak i niecertyfikowanych dostępnych na rynku. Niestety, analiza wykazała obecność niebezpiecznych kontaminacji w obu typach pelletu. Niedopuszczalne wtrącenia organiczne w analizowanych próbkach to: węgle kopalne i ich pochodne oraz materiały polimerowe pochodzenia naturalnego. Niedozwolone inkluzje nieorganiczne wyznaczone w analizowanych próbkach to: rdza, kawałki metalu, tworzywa sztuczne i materiały polimerowe pochodzenia nieorganicznego.

EN

Wood pellets are classified as a solid biomass type. They are one of the most popular bio-heating fuels used in Europe, especially in the small heating sector, where pellets are burned in low-power domestic boilers. The pellets and automatic pellet-fired heating devices gained popularity due to the increasing air pollution (smog) problem and the low emission limiting campaigns associated with it. Wood pellets are formed as a result of small forestry particles mechanical compression (mainly conifers originated) and they are listed among renewable energy sources. The purpose of the presented studies was to compare the quality of wood pellets used for pellet-fired boilers and to identify, qualitatively and quantitatively, impurities marked in the samples obtained from the domestic market. The application of petrographic analyses, applied so far in relation to fossil fuels, is a presented work innovation for wood pellets. The microscopic analyses were performed on both certified (ENplus/DINplus) and uncertified wood pellets available on the market. Unfortunately, the analysis revealed that the quality requirements were not met, because of the unacceptable contamination presence. The unacceptable organic inclusions in the analyzed samples are fossil coals and their derivatives, coke, and polymeric materials of natural origin. Unacceptable inorganic inclusions determined in the analyzed samples were: glass, slag, rust, pieces of metal, stone powder, plastic, and polymeric materials of inorganic origin.

2

Identyfikacja zanieczyszczeń w popiołach powstałych ze spalania pelletów drzewnych metodą petrografii optycznej

Jelonek Z., Nocoń A., Jelonek I., Jach-Nocoń M.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2018

|

nr 105

135--145

PL

Badania popiołów pod względem składu petrograficznego, chemicznego i właściwości fizycznych prowadzone są na szeroką skalę i prezentowane w licznych opracowaniach naukowych. Popioły te są pozyskiwane z filtrów i elektrofiltrów zamontowanych w dużych instalacjach przemysłowych. Masowe badanie popiołów pozyskanych bezpośrednio z palenisk rusztowych lub nadmuchowych, zamontowanych w kotłach o niskiej mocy, praktycznie rozpoczęło się dopiero w wyniku walki ze smogiem powstającym wraz z niską emisją. Przy czym pobieranie materiału do badań z palenisk domowych zazwyczaj wiąże się z badaniem ich pod kątem ewentualnego spalania odpadów w kotłach o niskiej mocy. Jest to celowe działanie w przypadku kotłów starego typu, które mogły być zasilane praktycznie dowolnym paliwem. Obecnie na rynku są oferowane piece nowego typu na paliwa dedykowane, w których istnieje możliwość spalania paliw wyłącznie do tych kotłów dostosowanych. Ma to na celu spalanie tylko paliw odnawialnych (z biomasy) lub paliw kopalnych mniej uciążliwych dla środowiska, w założeniu o wysokich parametrach jakościowych, np. ekogroszek, brykiety z węgla brunatnego i torfu. Autorzy opracowania skupili się na przebadaniu popiołu pozyskanego z kotłów przeznaczonych do spalania pelletów drzewnych poprzez wykonanie analizy mikroskopowej pozostałości po spalonej biomasie. Tego typu badanie popiołów dostarcza kompleksowej informacji na temat efektywności procesu spalania, zawartości zanieczyszczeń pozostałych w popiele oraz przydatności popiołu do innych zastosowań. Cały proces od momentu pobrania materiału do badań poprzez wykonanie preparatu i przeprowadzenie analizy trwa do 12 godzin, co zapewnia szybką decyzję o regulacji pieca lub zmianie paliwa. Identyfikacja składników popiołu została opracowana na bazie wyników prac przeprowadzonych przez Grupę roboczą do spraw popiołów lotnych (Komisja III) Międzynarodowego Komitetu ds. Węgla i Petrologii Organicznej – ICCP. Wykazana klasyfikacja została uzupełniona o nowe kluczowe elementy występujące w popiołach powstałych w wyniku spalania pelletów drzewnych w kotłowniach przydomowych. Pozwoliło to na określenie procentowej zawartości charakterystycznych składników występujących w badanym materiale, które stają się swoistym reperem do opiniowania o jakości i sprawności kotła oraz spalanego pelletu.

EN

Petrographic and physico-chemical analyses of ashes are carried out on a large scale and presented in numerous scientific papers. The mentioned ashes are obtained from filters and electrostatic precipitators mounted in large industrial installations. The large-scale analysis of the ashes obtained directly from grate furnaces or blast furnaces mounted in low-power boilers started with combating smog and low-stack emissions. The collection of ash samples from household furnaces usually involves the analysis of the combustion of waste in low-power boilers. This is justified in the case of old type boilers, which were designed to use virtually any fuel. Currently, new types of boilers, designed to burn dedicated fuels, are offered on the market. The aim is to use only renewable fuels (biomass) or fossil fuels with high quality parameters, which are more environment-friendly, e.g. eco-pea coal, lignite briquettes, or peat briquettes. The authors of the study focused on examining the ash obtained from boilers for burning wood pellets by performing microscopic analysis of residues after biomass combustion. The above mentioned analysis provides a comprehensive information on the efficiency of the combustion process, the content of contaminants remaining in the ash, and the suitability of ash for other applications. The entire process, from the moment of collecting the samples to the execution of the analysis takes up to 12 hours, which ensures a quick decision on furnace adjustment or fuel change. The ash components were determined based on the results obtained by the Fly-Ash Working Group of the International Committee for Coal and Organic Petrology (ICCP). The mentioned classification has been supplemented with new key elements occurring in ashes resulting from the combustion of wood pellets in household boilers. This allowed determining the percentage content of characteristic components in the tested material, which can be used as a specific benchmark when issuing opinions on the quality and efficiency of the boiler and the combusted pellets.

3

Wpływ wartości wybranych parametrów modeli elementów systemu elektroenergetycznego na przebiegi w niesymetrycznych stanach pracy

Paszek S., Nocoń A., Pruski P.

Poznan University of Technology Academic Journals. Electrical Engineering

|

2018

|

No. 95

117--128

PL

W artykule przedstawiono model matematyczny systemu elektroenergetycznego (SEE) składającego się z zespołu wytwórczego (z generatorem synchronicznym) połączonego linią energetyczną (przesyłową) wysokiego napięcia z siecią sztywną. Równania stanu i równania wyjścia generatora przedstawiono w układzie współrzędnych d, q, 0 oraz przy użyciu wielkości fazowych stojana generatora, sieci sztywnej i linii energetycznej, szczególnie przydatnych w analizie stanów niesymetrycznych. Opracowano zwarty opis matematyczny całego SEE i obliczono przebiegi odpowiednich wielkości w stanach nieustalonych i ustalonych dla wybranych obciążeń niesymetrycznych. W obliczeniach przedstawionych w artykule uwzględniono zakłócenie stanu ustalonego w postaci zwarcia dwufazowego w linii przesyłowej. Badano oddziaływania układu wzbudzenia i układu regulacji prędkości kątowej generatora oraz wpływ wybranych parametrów modelu generatora na przebiegi.

EN

In the paper, there is presented a mathematical model of a power system (PS) consisting of a generating unit (with a synchronous generator) connected by a high voltage power (transmission) line to a bus system. State and output equations of the generator are written in d, q, 0 coordinate system and with use of phase quantities (especially useful in the analysis of asymmetrical states) of the generator stator, bus system and power line. There was developed a compact mathematical description of the whole PS and there were calculated the waveforms of appropriate quantities in steady and transient states for selected asymmetrical loads. The calculations presented in the paper take into account the disturbance of the steady state in the form of a two-phase short-circuit in the transmission line. The influence of the excitation system and the governor of the generator as well as the effect of selected parameters of the generator model on the waveforms were investigated.

4

Wykorzystanie analizy statystycznej w badaniach pracy sieci elektroenergetycznej w stanach przejściowych z uwzględnieniem niepewności parametrów

Nocoń A.

Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej

|

2017

|

Nr 53

111--114

PL

Obecnie w analizach pracy systemu elektroenergetycznego (SEE), coraz częściej wymagana jest ocena możliwości współpracy istniejących źródeł energii elektrycznej z nowoprojektowanymi źródłami. Podczas takich analiz często pojawia się problem braku wiarygodnych parametrów modeli matematycznych nowoprojektowanych i już działających źródeł w SEE. Problem ten można rozwiązać w różny sposób, między innymi poprzez przeprowadzenie obliczeń wielokrotnych (wariantowych). W artykule zaproponowano sposób ograniczenia niezbędnej liczby symulacji poprzez śledzenie współczynników statystycznych opisujących zbiór uzyskanych rozwiązań. W ramach badań przeprowadzono analizę różnych elektromechanicznych stanów przejściowych występujących w sieci średniego napięcia pracującej autonomicznie.

EN

Nowadays, when analyzing the power system (PS) operation, the assessment of the possibility of cooperation of existing power sources with newly planned ones is required more and more often. During the PS analysis, there often appears a problem of the lack of reliable parameters of the mathematical models of newly designed and already operating in PS devices. This problem can be solved in many ways, i.a. by carrying out repeated calculations for the values of unknown parameters being changed in a given search interval. In the paper, there is presented a method for estimating the reliability of the obtained results based on monitoring the statistic factors describing the set of solutions obtained. The analysis of different statistic factors was performed within the framework of the research. The analysis was made for a factory medium voltage (15 kV) power network. The investigated network included the already installed asynchronous generator of 1.9 MW rated power and a newly designed synchronous generator of 4.56 MW rated power. Low voltage induction motors were connected to the network. There were investigated the transient states associated with a transient short-circuit in a line connecting the network of the factory with a high voltage network. The uncertainty of the mathematical model parameters of the generating units and the uncertainty of the PS load state were taken into account based on the measured and recorded average values of the active power taken from the PS.

5

Analiza pracy zakładowej sieci elektroenergetycznej przy uwzględnieniu niepewności parametrów modelu sieci

Nocoń A., Paszek S., Walczak J.

Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej

|

2017

|

Nr 53

79--82

PL

W artykule przedstawiono analizę pracy w wybranych stanach nieustalonych zakładowej sieci elektroenergetycznej pracującej autonomicznie i we współpracy z Krajowym Systemem Elektroenergetycznym (KSE). Założono, że w sieci zainstalowane są dwa zespoły wytwórcze: jeden z generatorem asynchronicznym a drugi z generatorem synchronicznym. Badano zachowanie się zespołów wytwórczych m.in. w następujących stanach nieustalonych: przejście sieci zakładowej od współpracy z KSE do pracy autonomicznej oraz wyłączenie zespołu asynchronicznego w czasie autonomicznej pracy sieci. W analizie uwzględniono niepewność parametrów wybranych modeli elementów sieci. Opisano zagadnienie modelowania rozrzutu parametrów modeli układów elektrycznych. Polega ono na wyznaczeniu obwiedni (pasm granicznych) rodziny przebiegów analizowanych sygnałów. Obwiednie te wyznaczano przez wielokrotne symulacje przy zmienianych w odpowiedni sposób parametrach modelu sieci. Pokazano możliwości poprawy stabilności kątowej analizowanej sieci przy zastosowaniu układów stabilizujących o odpowiedniej strukturze i optymalizowanych parametrach. Zaproponowano wprowadzenie tych układów stabilizujących do układu regulacji mocy turbiny oraz do układu wzbudzenia generatora synchronicznego.

EN

The analysis of the operation of an industrial power network in selected transient states is presented in the paper. The network works autonomously and in cooperation with the Polish National Power System (PNPS). It was assumed that two generating units, one with an asynchronous generator and the other with a synchronous generator, were installed in the network. There was investigated the behaviour of the generating units in the following transient states: network transition from cooperation with the PNPS to autonomous operation and switching off the asynchronous unit during autonomous operation of the network. In the analysis, there was taken into account the uncertainty of the parameters of selected models of the network elements. The problem of modelling the dispersion of parameters of electrical system models is described in the paper. It consists in determining envelopes (limit bands) of a family of waveforms of the analysed signals. These envelopes were determined by multiple simulations for appropriately changed parameters of the network model. Possibilities of improving the angular stability of the analysed network using stabilizing systems with a suitable structure and optimized parameters are shown. Introduction of these stabilizing systems to the turbine governor and the synchronous generator excitation system is proposed.

6

Determination of synchronous generator nonlinear model parameters based on power rejection tests using a gradient optimization algorithm

Boboń A., Nocoń A., Paszek S., Pruski P.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2017

|

Vol. 65, nr 4

479--488

EN

The paper presents a method for determining electromagnetic parameters of different synchronous generator models based on dynamic waveforms measured at power rejection. Such a test can be performed safely under normal operating conditions of a generator working in a power plant. A generator model was investigated, expressed by reactances and time constants of steady, transient, and subtransient state in the d and q axes, as well as the circuit models (type (3,3) and (2,2)) expressed by resistances and inductances of stator, excitation, and equivalent rotor damping circuits windings. All these models approximately take into account the influence of magnetic core saturation. The least squares method was used for parameter estimation. There was minimized the objective function defined as the mean square error between the measured waveforms and the waveforms calculated based on the mathematical models. A method of determining the initial values of those state variables which also depend on the searched parameters is presented. To minimize the objective function, a gradient optimization algorithm finding local minima for a selected starting point was used. To get closer to the global minimum, calculations were repeated many times, taking into account the inequality constraints for the searched parameters. The paper presents the parameter estimation results and a comparison of the waveforms measured and calculated based on the final parameters for 200 MW and 50 MW turbogenerators.

7

Evaluation of The Operation and Improvement of the Stability of the Factory Power Network, Taking into Account the Uncertainty of the Network Model Parameters

Nocoń A., Paszek S., Walczak J.

Acta Energetica

|

2017

|

nr 1

76--82

EN

There was analysed the operation of a factory power network working in island mode and cooperating with the Polish National Power System (PNPS) in selected transient states. It was assumed that two generating units: one with an asynchronous generator, and the second with a synchronous generator, were installed in the network. The behaviour of the generating units was analysed in the following transients: transition of the factory network from cooperation with the PNPS to island mode operation and shutdown of the asynchronous unit. The analysis took into account the uncertainty of the parameters of selected models of network elements. In the paper, there is described the problem of modelling the scatter of parameters of the models of electrical systems. It consists in determining the envelopes (limit bands) for a family of waveforms of the analysed signals. These envelopes were determined using multiple simulations when changing the network model parameters in an appropriate manner. There is shown the possibility of improving the angular stability of the analysed network by the use of stabilising systems with an appropriate structure and optimised parameters. It is proposed to introduce these stabilising systems to the turbine governor and the synchronous generator excitation system. Parameters of the stabilising systems were optimised by minimising the defined quality factor of electromechanical control waveforms in the selected transient state. A genetic algorithm was used to minimise this quality factor.

PL

Przeanalizowano pracę w wybranych stanach nieustalonych zakładowej sieci elektroenergetycznej pracującej autonomicznie i we współpracy z Krajowym Systemem Elektroenergetycznym (KSE). Założono, że w sieci zainstalowane są dwa zespoły wytwórcze: jeden z generatorem asynchronicznym, a drugi z generatorem synchronicznym. Badano zachowanie się zespołów wytwórczych m.in. w następujących stanach nieustalonych: przejście sieci zakładowej od współpracy z KSE do pracy autonomicznej oraz wyłączenie zespołu asynchronicznego. W analizie uwzględniono niepewność parametrów wybranych modeli elementów sieci. Opisano zagadnienie modelowania rozrzutu parametrów modeli układów elektrycznych. Polega ono na wyznaczeniu obwiedni (pasm granicznych) rodziny przebiegów czasowych analizowanych sygnałów. Obwiednie te wyznaczano przez wielokrotne symulacje przy zmienianych w odpowiedni sposób parametrach modelu sieci. Pokazano możliwości poprawy stabilności kątowej analizowanej sieci przy zastosowaniu układów stabilizujących o odpowiedniej strukturze i optymalizowanych parametrach. Zaproponowano wprowadzenie tych układów stabilizujących do układu regulacji mocy turbiny oraz do układu wzbudzenia generatora synchronicznego. Optymalizację parametrów układów stabilizujących przeprowadzono poprzez minimalizację zdefiniowanego wskaźnika jakości elektromechanicznych przebiegów regulacyjnych w wybranym stanie nieustalonym. Do minimalizacji tego wskaźnika jakości zastosowano algorytm genetyczny.

8

Wpływ niepewności systemu elektroenergetycznego na polioptymalne parametry stabilizatorów systemowych

Nocoń A., Paszek S.

Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej

|

2015

|

Nr 42

73--76

PL

W artykule przedstawiono analizę wpływu niepewności parametrów modelu matematycznego systemu elektroenergetycznego na polioptymalne parametry stabilizatorów systemowych typu PSS2A. Kryteria optymalizacyjne określono dla zakłóceń występujących w siedmiomaszynowym systemie elektroenergetycznym, biorąc pod uwagę przebiegi przejściowe mocy chwilowych, prędkości kątowych (przebiegi związane z kołysaniami elektromechanicznymi) oraz napięcia zaciskowego generatorów. Do optymalizacji wielokryterialnej wykorzystano zmodyfikowany algorytm genetyczny. Ocenę wpływu niepewności na jakość pracy stabilizatorów systemowych o zoptymalizowanych parametrach przeprowadzono z wykorzystaniem statystycznych wskaźników deformacji.

EN

In the paper there is presented the analysis of the impact of different uncertainty sources of a power system on polyoptimal parameters of PSS2A power system stabilizers. For parameter optimization of power system stabilizers there was used polyoptimization (multi-criteria optimization). The optimization criteria were determined for disturbances occurring in a multi-machine power system. There were taken into account the transient waveforms associated with electromechanical swings (the instantaneous power and angular speed) as well as the waveforms of the terminal voltage of generators. A genetic algorithm with floating point encoding, tournament selection, averaging crossover and non-uniform mutation, modified for research, was used for the optimization. Assessment of the impact of the uncertainty on the quality of operation of the power system stabilizers with optimized parameters was made with the use of deformation factors.

9

Stany przejściowe i analiza możliwości poprawy stabilności kątowej zakładowej sieci elektroenergetycznej pracującej autonomicznie

Nocoń A., Paszek S., Kasprzyk M.

TTS Technika Transportu Szynowego

|

2015

|

R. 22, nr 12

1116--1121, CD

PL

W artykule analizowano sieć elektroenergetyczną (SE) średniego napięcia zakładu przemysłowego, obejmującego kilka hal produkcyjnych z zainstalowanymi silnikami indukcyjnymi. W sieci tej zainstalowane są dwie kogeneracyjne zespoły wytwórcze: z generatorem asynchronicznym i synchronicznym. Badano zachowanie się SE zakładu m.in. w następujących stanach przejściowych: skokowe zmiany obciążenia sieci oraz awaryjne przejście sieci zakładowej do pracy autonomicznej. Takie stany przejściowe mogą zagrozić utratą stabilności kątowej układu. Z uwagi na brak wiarygodnych danych w obliczaniach uwzględniono niepewność parametrów modeli matematycznych elementów SE zakładu. Na podstawie przeprowadzonych analiz stwierdzono, że w pewnych stanach przejściowych SE zakładu może wystąpić pojawienie się niegasnących kołysań elektromechanicznych, skutkujących awaryjnym wyłączeniem zespołów wytwórczych, a w konsekwencji utratą zasilania zakładu. W celu ograniczenia niekorzystnych zjawisk zaproponowano zastosowanie układów stabilizacyjnych zainstalowanych w układzie regulacji mocy turbiny oraz w układzie wzbudzenia generatora synchronicznego. Przeprowadzono optymalizację nastawień obu proponowanych stabilizatorów przy uwzględnieniu stanu przejściowego wywołanego awaryjnym wyłączeniem zespołu asynchronicz-nego. Do optymalizacji parametrów stabilizatorów zastosowano algorytm genetyczny. Na podstawie przeprowadzonych badań symulacyjnych stwierdzono, że istnieje możliwość prowadzenia ruchu SE zakładu umożliwiającego pracę autonomiczną sieci z wykorzystaniem wszystkich zainstalowanych źródeł wytwórczych.

EN

In the paper, there is analyzed a medium voltage power network of an industrial plant consisting of several production halls with installed induction motors. Two cogeneration generating units, with an asynchronous and synchronous generator, are installed in this network. There was investigated the behavior of the industrial plant power network in the following transient states: step changes in the network load and emergency change of the plant network operation to autonomous mode. Such transient states may result in the loss of the power system angular stability. Due to the lack of reliable data, the uncertainty of the mathematical model parameters of the plant power network elements was taken into account in calculations. Based on the analyses performed, it was stated that nondecaying electromechanical swings followed by emergency disconnection of generating units and, in consequence, the loss of the plant supply could occur in some transient states of the plant power network. To prevent such a situation, there was proposed the use of stabilizers installed in the turbine governor and the synchronous generator excitation system. The optimization of the settings of both proposed stabilizers when taking into account the transient state caused by the emergency disconnection of the asynchronous unit was performed. A genetic algorithm was used for the parameter optimization of the stabilizers. Based on the simulation investigations made, one can state that there is the possibility of continuous operation of a plant power network enabling the autonomous operation mode of this network with the use of all installed generating units.

10

Estymacja parametrów dynamicznych generatorów synchronicznych

Paszek S., Berhausen S., Boboń A., Majka Ł., Nocoń A., Pasko M., Pruski P., Kraszewski T., Szuster D.

Prace Naukowe Politechniki Śląskiej. Elektryka

|

2015

|

z. 1

105--118

PL

W artykule zaprezentowano opracowane metody i narzędzia wspomagające proces pomiarowego wyznaczania wiarygodnych wartości parametrów modeli matematycznych elementów składowych zespołów wytwórczych, w szczególności generatorów synchronicznych, opracowane przez zespół autorów pracujących nad tym zagadnieniem w Instytucie Elektrotechniki i Informatyki Politechniki Śląskiej. Podstawą wyznaczenia parametrów są specjalne testy pomiarowe, które mogą być przeprowadzone w warunkach normalnej pracy zespołów wytwórczych, w których maszyny elektryczne pracują w stanie nasycania się rdzeni magnetycznych, a regulatory napięcia mogą osiągnąć pułapy ograniczeń. Ponadto, przedstawiono przykładowe wyniki estymacji parametrów modeli matematycznych generatorów synchronicznych uzyskane w czasie testów i badań w elektrowniach pracujących w Krajowym Systemie Elektroenergetycznym.

EN

In the paper there are presented the methods and tools aiding the process of measurement determination of reliable values of mathematical model parameters of generating unit component elements, in particular synchronous generators. They have been developed by the team of the Institute of Electrical Engineering and Computer Science of the Silesian University of Technology working on this subject. Special measurement tests are the basis of determining the parameters. They can be made in the normal operation of generating units when the magnetic cores of electrical machines are saturated and the voltage regulators can reach the limits. There are also presented the exemplary results of parameter estimation of synchronous generator mathematical models obtained from the tests and investigations performed in the power plants operating in the Polish Power System.

11

Elektromechaniczne stany przejściowe źródeł rozproszonych pracujących w sieci dystrybucyjnej

Szuster D., Nocoń A., Paszek S.

Prace Naukowe Politechniki Śląskiej. Elektryka

|

2015

|

z. 4

27--36

PL

W artykule przedstawiono badania dotyczące stanów przejściowych źródeł rozproszonych przyłączonych do sieci rozdzielczej średniego napięcia. Rozpatrzono układ, w którym występuje pięć źródeł rozproszonych. Założono, że w źródłach rozproszonych zainstalowane są generatory synchroniczne i asynchroniczne. W modelach matematycznych generatorów uwzględniono nieliniowość charakterystyki magnesowania. Założono, że w celu stabilizacji pracy układu jedno źródło rozproszone zostało wyposażone w regulatory napięcia, mocy i częstotliwości. W ramach badań przeprowadzono optymalizację parametrów tych regulatorów przy użyciu algorytmu genetycznego. Optymalizację przeprowadzono podczas przejścia analizowanej sieci do pracy autonomicznej. W badaniach uwzględniono niepewność parametrów modeli matematycznych wybranych elementów systemu elektroenergetycznego.

EN

Investigations of transient states of distributed sources connected to a MV distribution network are presented in the paper. System with five distributed sources is discussed. It was assumed that synchronous and asynchronous generators were installed in the distributed sources. Nonlinearity of the magnetizing characteristic was taken into account in the mathematical models of the distributed sources. It was assumed that one distributed source was equipped with voltage, power and frequency regulators to stabilize the system operation. Parameter optimization of those regulators with use of a genetic algorithm was also performed. The optimization was made during switching the analyzed network to the autonomous operation. The parameter uncertainty of the mathematical models of selected elements of the power system was taken into account in the investigations.

12

Estimation of the Influence of Power System Mathematical Model Parameter Uncertainty on PSS2A System Stabilizers

Nocoń A., Paszek S.

Acta Energetica

|

2015

|

nr 3

48--58

EN

his paper presents an analysis of the influence of uncertainty of power system mathematical model parameters on optimised parameters of PSS2A system stabilizers. Optimisation of power system stabilizer parameters was based on polyoptimisation (multi-criteria optimisation). Optimisation criteria were determined for disturbances occurring in a multi-machine power system, when taking into account transient waveforms associated with electromechanical swings (instantaneous power, angular speed) and terminal voltage waveforms of generators. A genetic algorithm with floating-point encoding, tournament selection, mean crossover and perturbative mutations, modified for the needs of investigations, was used for optimisation. The impact of uncertainties on the quality of operation of power system stabilizers with optimised parameters has been evaluated using various deformation factors.

PL

W artykule przedstawiono analizę wpływu niepewności parametrów modelu matematycznego systemu elektroenergetycznego na zoptymalizowane parametry stabilizatorów systemowych typu PSS2A. Do optymalizacji parametrów stabilizatorów systemo- wych zastosowano polioptymalizację (optymalizację wielokryterialną). Kryteria optymalizacyjne określono dla zakłóceń wystę- pujących w wielomaszynowym systemie elektroenergetycznym, biorąc pod uwagę przebiegi przejściowe związane z kołysaniami elektromechanicznymi (moc chwilowa, prędkość kątowa) i przebiegi napięcia zaciskowego generatorów. Do optymalizacji wykorzystano zmodyfikowany na potrzeby badań algorytm genetyczny z kodowaniem zmiennoprzecinkowym, selekcją turniejową, krzyżowaniem uśredniającym i mutacją perturbacyjną. Ocenę wpływu niepewności na jakość pracy stabilizatorów systemowych o zoptymalizowanych parametrach przeprowadzono z wykorzystaniem różnych wskaźników deformacji.

13

Wpływ wartości parametrów modeli matematycznych zespołów wytwórczych na wybrane przebiegi nieustalone w Krajowym Systemie Elektroenergetycznym

Paszek S., Nocoń A., Boboń A.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2014

|

R. 90, nr 3

98--102

PL

W artykule opisano pomiarowe metody estymacji parametrów modeli matematycznych elementów składowych zespołów wytwórczych pracujących w Krajowym Systemie Elektroenergetycznym (KSE). Przy estymacji parametrów poszczególnych modeli analizowano m.in. odpowiedzi układów przy zrzutach mocy i zmianach napięcia zadanego (skokowych i pseudolosowych) w układzie regulacji napięcia generatora. Ponadto na podstawie badań symulacyjnych przedstawiono wpływ wartości parametrów modeli matematycznych (często przyjmowanych arbitralnie) na przebiegi nieustalone napięć i mocy chwilowych zespołów wytwórczych, występujące w stanach normalnych i awaryjnych KSE.

EN

In the paper there are described measurement methods for parameter estimation of the mathematical models of component elements of generating units operating in the Polish Power System (PPS). When estimating the parameters of particular models, there were analysed, among others, the responses of the systems at load rejection and changes (step and random) of the reference voltage in the generator voltage regulation system. Moreover, based on simulation investigations, there is presented the influence of the mathematical model parameters (often assumed arbitrarily) on transient waveforms of different quantities, among others currents and voltages of the generating units, occurring under normal and emergency conditions of the PPS operation.

14

Pomiarowe wyznaczanie parametrów zespołów wytwórczych pracujących w Krajowym Systemie Elektroenergetycznym

Paszek S., Nocoń A., Boboń A., Majka Ł., Berhausen S., Pruski P., Szuster D.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2014

|

R. 90, nr 1

193--195

PL

W artykule opisano pomiarowe metody estymacji parametrów modeli matematycznych elementów składowych zespołów wytwórczych pracujących w Krajowym Systemie Elektroenergetycznym (KSE). Przedstawiono metody wyznaczania parametrów modeli generatorów synchronicznych, układów wzbudzenia z regulatorami napięcia oraz turbin parowych wraz z układami regulacji prędkości. Przy estymacji parametrów poszczególnych modeli analizowano m.in. odpowiedzi układów przy zrzutach mocy i zmianach napięcia zadanego (skokowych i pseudolosowych) w układzie regulacji napięcia generatora. Ponadto na podstawie badań symulacyjnych przedstawiono wpływ wartości parametrów modeli matematycznych (często przyjmowanych arbitralnie) na przebiegi nieustalone napięć i mocy chwilowych zespołów wytwórczych, występujące w stanach normalnych i awaryjnych KSE.

EN

In the paper there are described measurement methods for parameter estimation of the mathematical models of component elements of generating units operating in the Polish Power System (PPS). When estimating the parameters of particular models, there were an alysed, among others, the responses of the systems at load rejection and changes (step and random) of the reference voltage in the generator voltage regulation system. Moreover, based on simulation investigations, there is presented the influence of the mathematical model parameters (of ten assumed arbitrarily) on transient waveforms of different quantities, among others currents and voltages of the generating units, occurring under normal and emergency conditions of the PPS operation.

15

Porównanie stanów przejściowych mikroźródeł z generatorem asynchronicznym i synchronicznym

Nocoń A., Szuster D., Paszek S.

Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe

|

2014

|

Nr 3(103)

193--198

PL

W artykule przedstawiono badania symulacyjne dwóch typów mikroźródeł instalowanych w sieci niskiego napięcia. Rozpatrywano mikroźródła z generatorami synchronicznymi i asynchronicznymi napędzanymi silnikiem gazowym, przeznaczone do współpracy z systemem elektroenergetycznym (SEE). W badaniach wykorzystano nieliniowy model matematyczny SEE opracowany w środowisku Matlab/Simulink. Ze względu na brak wiarygodnych danych analizowanego systemu elektroenergetycznego, w symulacjach uwzględniono niepewność parametrów i wyznaczono pasma graniczne przebiegów, m.in. napięcia twornika i mocy chwilowej generatora. Przeprowadzono analizę stanów przejściowych występujących w sieci niskiego napięcia, analizowano m.in. chwilowy zanik napięcia w analizowanej sieci. Przeprowadzono analizę ilościową i jakościową uzyskanych wyników obliczeń.

EN

In the paper there are presented simulation investigations of two types of microsystems installed in a low-voltage network. There were considered microsystems with synchronous generators and with asynchronous generators driven with a gas engine, destined for cooperation with a power system (PS). A nonlinear mathematical model of the PS worked out in the environment Matlab/Simulink was used in the investigations. Due to the lack of reliable data of the analysed power system, in the simulations there was taken into account the uncertainty of the parameters and there were determined the limit bands of the waveforms of, among others, the armature voltage and instantaneous power of the generator. The analysis of the transient states occurring in the low-voltage network was performed. There was analysed, among others, an instantaneous decay of voltage in the network analysed. The quantitative and qualitative analysis of the calculation results obtained was carried out.

16

Zastosowanie algorytmu genetycznegodo oceny jakości regulacji mikroźródła energii eklektrycznej z uwzględnieniem niepewności parametrów modelu matematycznego

Nocoń A., Szuster D.

Prace Naukowe Politechniki Śląskiej. Elektryka

|

2013

|

z. 2-3

35--40

PL

W artykule przedstawiono analizę jakości regulacji mikro źródła energii elektrycznej zainstalowanego w sieci niskiego napięcia. Badania przeprowadzono dla nieliniowego modelu matematycznego, z uwzględnieniem niepewności parametrów. Do oceny jakości regulacji wykorzystano algorytm genetyczny, wyznaczając parametry analizowanego systemu, dla których wartość wskaźnika jakości regulacji jest najmniej korzystna.

EN

In the paper there is presented the analysis of the quality of the control of a micro power source installed in a low-voltage network. Investigations were carried out for the nonlinear model when taking into account the parameter uncertainty. A genetic algorithm was used for the evaluation of the quality of the control, determining the parameters of the analysed system for which the value of the performance index was the least favourable.

17

Stabilizacja pracy źródeł rozproszonych w sieci dystrybucyjnej z wykorzystaniem wiatrowo-gazowej elektrowni hybrydowej

Nocoń A.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2012

|

R. 88, nr 9a

42-45

PL

W artykule przedstawiono metodę stabilizacji pracy małych jednostek wytwórczych. W przeprowadzonej analizie rozważono sieć dystrybucyjną średniego napięcia z zainstalowanymi w niej małymi elektrowniami wodnymi i wiatrowo-gazową elektrownią hybrydową. W celu poprawy stabilności kątowej układ regulacji napięcia generatora części gazowej elektrowni hybrydowej uzupełniono o specjalny stabilizator systemowy. Jego parametry zoptymalizowano w taki sposób, aby poprawić warunki pracy tego generatora i małych elektrowni wodnych.

EN

he paper presents a method for stabilising the work of small generating units. There was analysed a medium-voltage distribution network with small water power plants and a hybrid wind-gas power plant installed in it. In order to improve the dynamic stability, the generator voltage control system of a gas part of the hybrid plant was equipped with a power system stabilizer. Its parameters were optimised in such a way that the working conditions of that generator and small water power plants were improved.

18

Pomiarowa estymacja parametrów modelu generatora synchronicznego pracującego w elektrociepłowni

Nocoń A., Boboń A., Paszek S., Pruski P.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2012

|

R. 88, nr 9a

46-49

PL

W artykule przedstawiono estymację parametrów modelu turbogeneratora o mocy znamionowej PN = 50 MW pracującego w elektrociepłowni. Podstawą estymacji były zmierzone przebiegi zakłóceniowe przy: skokowej zmianie napięcia zadanego regulatora napięcia generatora – dla parametrów generatora w osi d i zrzucie mocy czynnej i biernej dla parametrów generatora w osi q. Omówiono zagadnienie kąta mocy generatora oraz obróbki i filtracji sygnałów pomiarowych.

EN

The paper presents parameter estimation of the model of a turbogenerator of rated power PN=50 MW working in a thermal electric plant. The disturbance waveforms measured at a step change of the reference voltage of the generator voltage regulator – for generator parameters in d axis as well as for active and passive load rejection for generator parameters in q axis were the basis for estimation. The problem of measuring the generator power angle as well as processing and filtrating the measurement signals is discussed.

19

Badania symulacyjne stanów przejściowych generatorów źródeł rozproszonych

Nocoń A., Szuster D.

Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej. Studia i Materiały

|

2012

|

Vol. 66, nr 32, t. 2

160-165

PL

Przedstawione w artykule badania symulacyjne dotyczą analizy stanów przejściowych generatorów synchronicznych i asynchronicznych zainstalowanych w źródłach rozproszonych pracujących w sieci rozdzielczej średniego napięcia. Obiektem badań jest sieć o napięciu 15 kV, w której zainstalowano pięć źródeł rozproszonych. W celu stabilizacji pracy sieci jedno źródło zostało wyposażone w regulator napięcia i częstotliwości. W ramach badań, przeprowadzono optymalizację parametrów tych regulatorów przy użyciu prostego algorytmu genetycznego. Przeprowadzono symulacyjną analizę wydzielania się wyspy oraz przemijającego zwarcia występującego w czasie pracy wyspowej. W badaniach uwzględniono niepewność parametrów modeli matematycznych generatorów.

EN

The simulation investigations presented in the paper concern analysis of transient states of synchronous and asynchronous generators installed in distributed sources working in the medium voltage distribution network. The 15 kV network in which there were installed five distributed sources was an object of investigations. In order to stabilize the network operation, one source was equipped with a voltage and frequency regulator. In the framework of the investigations there was performed parameter optimization of the regulators with use of a simple genetic algorithm. There was carried out simulation analysis of separation of an island and transient short-circuit occurring during island mode operation. The uncertainty of generator mathematical model parameters was taken into account in investigations.

20

Sensitivity analysis of power stability factors including the uncertainty of mathematical model parameters

Nocoń A., Paszek S.

Prace Naukowe Politechniki Śląskiej. Elektryka

|

2011

|

z. 2

7-17

EN

The paper presents sensitivity analysis of the stability factors that can be used as criteria for further optimisation of power system stabilizers. The sensitivity of these factors to changes of selected mathematical model parameters of the sources connected to the medium voltage distribution network analysed was investigated. The obtained results were used for determining parameters of the models being more and less significant for the sensitivity analysis. The models taking into account nonlinearity were applied to modelling the system.

PL

W artykule przedstawiono analizę wrażliwości wskaźników stabilności mogących służyć jako kryteria do późniejszej optymalizacji stabilizatorów systemowych. Badano wrażliwość tychże wskaźników na wybrane parametry modeli matematycznych źródeł przyłączonych do analizowanej sieci dystrybucyjnej średniego napięcia. Uzyskane wyniki posłużyły do określenia parametrów modeli mniej i bardziej znaczących w analizie stabilności. Do modelowania systemu zastosowano modele z uwzględnieniem nieliniowości.