The impact of harmonic distortions on power grids is a major issue in contemporary power networks as a result of the extensive application of non-linear loads. The purpose of this article is to explore the problem of harmonic distortion in power grids and its impact on the elements of the power grid, such as cable lines and transformers. The Schaffner PQS software product was used in this study to model power grids. New techniques for modeling power grids and finding technical solutions that meet the IEEE 519-2014 standard were introduced. The study finds that harmonic distortion can lead to an additional heat load being placed on cable lines and reduces the power available to transformers, which can decrease their rated power. The application of modern software reduces the time and complexity of calculations, and the availability of software solutions for limiting harmonic distortion simplifies the creation of solutions that meet this standard. Using the methods presented in the study, engineering solutions can be improved, the reliability of electrical systems can be increased, and the loss of electrical energy can be reduced. This can enhance efficiency for design engineers and technical specialists involved in the operation of power grids.
PL
Wpływ zniekształceń harmonicznych na sieci elektroenergetyczne jest ważnym zagadnieniem we współczesnych sieciach elektroenergetycznych w wyniku szerokiego zastosowania obciążeń nieliniowych. Celem niniejszego artykułu jest jest zbadanie problemu zniekształceń harmonicznych w sieciach elektroenergetycznych i ich wpływu na elementy sieci, takie jak linie kablowe i transformatory. Do modelowania sieci elektroenergetycznych wykorzystano oprogramowanie Schaffner PQS. Przedstawiono nowe techniki modelowania sieci elektroenergetycznych i znajdowania rozwiązań technicznych zgodnych ze standardem IEEE 519-2014. Badanie wykazało, że zniekształcenia harmoniczne mogą prowadzić do dodatkowego obciążenia cieplnego linii kablowych i zmniejszać moc dostępną dla transformatorów, co może zmniejszać ich wydajność. Zastosowanie nowoczesnego oprogramowania zmniejsza czas i złożoność obliczeń, a dostępność rozwiązań programowych do ograniczania zniekształceń harmonicznych upraszcza tworzenie rozwiązań spełniających tę normę. Korzystając z metod przedstawionych w badaniu, można ulepszyć rozwiązania inżynieryjne, zwiększyć niezawodność systemów elektrycznych i zmniejszyć straty energii elektrycznej. Może to poprawić efektywność pracy inżynierów-projektantów i specjalistów technicznych zaangażowanych w eksploatację sieci elektroenergetycznych.
W pierwszej połowie XX wieku powstała najbardziej rozpoznawalna teoria mocy w dziedzinie częstotliwości, którą zaproponował Budeanu. Drugą teorią mocy w dziedzinie częstotliwości, która zyskuje obecnie grono zwolenników jest podejście zaproponowane przez Czarneckiego. Obie teorie mają cechy wspólne w postaci opisu mocy czynnej oraz zupełnie odmienne jeżeli chodzi o opis i interpretację mocy biernej. Przedstawione w artykule zagadnienia dotyczą szeroko rozumianych parametrów pracy opraw oświetleniowych w układach mieszanych rozpatrywanych w kilku aspektach: jako odbiorniki pobieranej energii, wyznaczanie i generowanie mocy biernej, wpływanie na asymetrię prądów i wytwarzanie wyższych harmonicznych. Niniejszy artykuł prezentuje możliwość wykorzystania elementów wspólnych teorii mocy Budeanu i Czarneckiego, dzięki czemu możliwa jest interpretacja fizyczna mocy biernej (prądu biernego) zaproponowana przez Budeanu oraz mocy niegdyś odkształcenia, a obecnie dystorsji wynikającej z zapisu matematycznego teorii Czarneckiego.
EN
In the first half of the twentieth century, the most recognized theory of power in the frequency domain was proposed by Budeanu. The second theory of power in the frequency domain that is currently gaining a lot of supporters is the approach proposed by Czarnecki. Both theories have common features in the form of the description of active power and completely different when it comes to the description and interpretation of reactive power. The issues presented in the article concern the broadly understood parameters of the operation of lighting fixtures in mixed systems, considered in several aspects: as energy receivers, determination and generation of reactive power, influencing the asymmetry of currents and the production of higher harmonics. This article presents the possibility of using the common elements of Budeanu and Czarnecki's theories of power, thanks to which it is possible to interpret the reactive power physically (reactive current) proposed by Budeanu and the former distortion power, and now the distortion resulting from the mathematical notation of Czarnecki's theory.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Currently and in the last few years, the subject of integrating FACTS in a power system will have more importance within industrial scientific research. This is mainly due to the liberalization of the electricity sector and the development of power electronics. Very often, the quality of electrical transmission is restricted by constraints of voltage setting and the maximum transmissible power of the lines. These constraints can be overcome by the creation of new lines. However, creating new lines is not always possible for various reasons. The implementation of FACTS devices and more particularly of the BtB STATCOM system constitute an alternative to the creation of new lines. It can lead to the strengthening of the power system and the improvement of the energy quality. It is this solution that we have examined in this work which shows that the BtB STATCOM device improves, in steady state conditions, the performances of a power system such as the reduction of voltage drops and power losses in the electrical transmission lines.
PL
Obecnie iw ostatnich latach temat integracji FACTS w systemie elektroenergetycznym będzie miał coraz większe znaczenie w przemysłowych badaniach naukowych. Wynika to głównie z liberalizacji sektora elektroenergetycznego i rozwoju energoelektroniki. Bardzo często jakość przesyłu energii elektrycznej jest ograniczona ograniczeniami nastawy napięcia i maksymalnej dopuszczalnej mocy linii. Te ograniczenia można przezwyciężyć, tworząc nowe linie. Jednak tworzenie nowych linii nie zawsze jest możliwe z różnych powodów. Wdrożenie urządzeń FACTS, aw szczególności systemu BtB STATCOM, stanowi alternatywę dla tworzenia nowych linii. Może prowadzić do wzmocnienia systemu elektroenergetycznego i poprawy jakości energii. Właśnie to rozwiązanie, które zbadaliśmy w niniejszej pracy, pokazuje, że urządzenie BtB STATCOM poprawia w warunkach stanu ustalonego działanie systemu elektroenergetycznego, takie jak redukcja spadków napięć i strat mocy w liniach elektroenergetycznych.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Artykuł jest wprowadzeniem do cyklu pt. „Fizyka cieplna budowli w projektowaniu, wznoszeniu i eksploatacji budynków”, w którym zostaną zaprezentowane zagadnienia praktyczne współczesnego budownictwa. Scharakteryzowano w nim wskaźniki jakości energetycznej budynku, tj. EU, EK i EP. Wymieniono maksymalne wartości współczynnika przenikania ciepła różnych przegród budynków.
EN
The article is an introduction to the series entitled “Thermal physics of buildings in the design, construction and operation of buildings”, in which practical issues of modern construction will be presented. It characterizes the building’s energy quality indicators, i.e. EU, EK and EP. The maximum values of the heat transfer coefficient of various building partitions were listed.
W dobie wzrastających cen i rosnącego zapotrzebowania na energię elektryczną inteligentne zarządzanie energią stało się dla przedsiębiorstw kwestią kluczową. Transformacja energetyczna, która dokonuje się na terenie Polski, nie może zostać przeprowadzona bez udziału magazynów energii. Zarządzanie energią przynosi korzyści finansowe, ale również przyczynia się do zmniejszenia śladu węglowego przedsiębiorstw. Świadoma tego jest Grupa Technologiczna Automatic System Engineering, która do swojej struktury zużycia energii elektrycznej wprowadziła energię z odnawialnych źródeł i z magazynu. Oczekiwanym efektem tego rozwiązania jest zmniejszenie zużycia paliw kopalnych oraz emisji CO2 do atmosfery, optymalizacja kosztów zakupu energii elektrycznej, a także poprawa jakości zasilania. Magazyn zlokalizowany na kampusie Grupy Technologicznej ASE jest połączony z instalacją fotowoltaiczną, a w przyszłości planowane jest dodanie turbiny wiatrowej. Magazyn energii spełnia pokładane w nim oczekiwania, a w przyszłości może stać się elementem infrastruktury krytycznej polskich przedsiębiorstw.
EN
In the era of rising prices and growing demand for electricity, intelligent management of it has become a key issue for enterprises. The energy transformation taking place in Poland cannot be carried out without the participation of energy storages. Energy management brings financial benefits, but also reduces the carbon footprint of companies. The Automatic System Engineering Technology Group will follow this path. The Technology Group implements renewable energy sources and storages into its energy profile. The expected effects of the operation of the warehouse are the reduction of CO2 emissions to the atmosphere, optimization of electricity purchase costs and creation of a development base for renewable energy sources. The warehouse on the ASE Technology Group campus is connected to a photovoltaic installation. In addition, a wind turbine is planned to be added in the future. The energy storage confirms predicted effects. What is more, in the future it may become an element of the critical infrastructure of Polish enterprises.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przeanalizowano zagadnienia związane z jakością energii elektrycznej w instalacjach oświetleniowych z nowoczesnymi źródłami światła. Rozpoczęto od analizy metodologii obliczania parametrów energii w warunkach odkształconych przebiegów prądów i napięć. Następnie przeprowadzono analizę wyników pomiarów uzyskanych dla wybranych opraw oświetleniowych. Na koniec zaproponowano rozwiązanie umożliwiające poprawę jakości energii elektrycznej poprzez zastosowanie pasywnych filtrów rezonansowych.
EN
The article analyzes issues related to the quality of electricity in lighting installations with modern light sources. It began with an analysis of the methodology for calculating energy parameters under distorted current and voltage waveforms. Then, the analysis of the measurement results obtained for the selected lighting fixtures was carried out. Finally, a solution was proposed to improve the quality of electricity through the use of passive resonant filters.
Nowe źródła energii elektrycznej prowadzą do pojawienia się dodatkowych wyzwań dla operatorów sieci elektroenergetycznych, jak i wytwórców energii elektrycznej. Związane z tym są zagadnienia dotyczące jakości energii elektrycznej. Aby zapewnić niezbędną wiedzę, dotyczącą funkcjonowania sieci w tym zakresie, konieczne jest zastosowanie analizatorów jakości energii elektrycznej. Pozwalają one w sposób wiarygodny, przy spełnieniu wysokich wymagań w zakresie dokładności pomiaru, zbierać informacje w wymaganym przez operatora zakresie. Zebrane dane mogą zostać wykorzystywane do planowania prac remontowych i inwestycyjnych.
EN
New energy sources lead to the emergence of additional challenges for electricity grid operators and electricity producers. Related to this are issues related to the Power Quality. In order to provide the necessary knowledge on the functioning of the network in this area, it is necessary to use power quality analyzers. They make it possible to reliably collect information in the scope required by the operator, while meeting high requirements in terms of measurement accuracy. The collected data can be used to plan renovation and investment works.
Regulacja napięcia w sieciach niskiego napięcia, ze względu na rosnący udział źródeł PV, staje się coraz trudniejszym zadaniem. Występują istotne ograniczenia po stronie operatorów w sieci, utrudniające utrzymanie wymaganego poziomu napięcia. Przedstawiony regulator LVRSys™ pozwala na zapewnienie właściwych parametrów zasilania bez konieczności modernizacji sieci zasilającej oraz ogranicza problemy po stronie operatorów lokalnych. Dzięki zastosowanej technologii uzyskuje się wysoką dokładność regulacji bez wprowadzania dodatkowych, niepożądanych zjawisk do sieci.
EN
Voltage regulation in low-voltage networks, due to the growing share of PV sources, is becoming an increasingly difficult task. There are significant restrictions on the operators’ part in the network, making it difficult to maintain the required voltage level. The presented LVRSys™ regulator can ensure proper power supply parameters without the necessity to modernize the power supply network and limits problems for local operators. Thanks to the technology used, high control accuracy is achieved without introducing additional undesirable phenomena into the network.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Ze względu na dynamiczny wzrost wykorzystania odnawialnych źródeł energii do produkcji energii elektrycznej przez odbiorców końcowych i pojawiające się problemy w eksplantacji takich obiektów konieczne są analizy, których celem jest wskazanie źródła zakłóceń. Niniejszy artykuł porusza problematykę jakości energii elektrycznej w obiektach infrastruktury komunalnej, w którym mikroinstalacja fotowoltaiczna wspomagana siecią elektroenergetyczną pozwala na pokrycie zapotrzebowania na energię elektryczną. Z wykonanych badań wynika, że awaryjne wyłączenia oczyszczani ścieków powodowane były gównie szybkimi zmianami napięcia. W okresach przejścia magazynu energii ze stanu ładowania akumulatorów na ich rozładowywanie lub odwrotnie, napięcia spadało poniżej 150 V powodując awaryjny stan pracy falowników.
EN
Due to the dynamic increase in the use of renewable energy sources for electricity production by final customers and emerging problems in the dispatch of such facilities, analyses are necessary to identify the source Interference. This article addresses the issue of electricity quality in communal facilities where photovoltaic microinstallations assisted by an electricity grid can cover the demand for electricity. The tests carried out show that the emergency shut-down of wastewater was caused by rapid changes in voltage. During periods of energy storage transition from the charging state of the batteries to their unloading or vice versa, the voltages fell below 150 V, causing the inverter to pass in the emergency state of operation.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono analizę pracy wybranej instalacji odnawialnych źródeł energii. Celem badań wykonanych przez autorów było rozważenie pozytywnych oraz negatywnych oddziaływań odnawialnych źródeł energii na sieci elektroenergetyczne. Analizując poszczególne parametry sieci takie jak współczynnik THD, stabilność napięcia oraz wartość prądu zwarciowego określono wpływ źródła odnawialnego na jakość energii. Wskazano pozytywne aspekty istnienia OZE w systemie. Poza negatywnymi oraz pozytywnymi aspektami istnienia w systemie odnawialnych źródeł należy przeanalizować możliwości oraz występujące ewentualne zagrożenia.
EN
The article presents an analysis of the operation of a selected renewable energy source installation. The aim of the research carried out by the authors was to consider the positive and negative effects of renewable energy sources on power grids. By analyzing individual network parameters such as THD, voltage stability and the value of short-circuit current, the influence of the renewable source on the quality of energy was determined. Positive aspects of the existence of RES in the system were indicated. Apart from the negative and positive aspects of the existence of renewable energy sources in the system, it is necessary to analyze the possibilities and possible threats.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule omówiono zagadnienia związane z przyłączaniem nowych punktów ładowania autobusów elektrycznych, wyzwań stawianym operatorom systemów dystrybucyjnych, a także oddziaływaniem układów ładowania autobusów elektrycznych na system elektroenergetyczny w kontekście zwiększonego zapotrzebowania na energię elektryczną i jakości energii.
EN
This paper presents issues related to the connection of new charging points for electric buses, challenges faced by distribution system operators, as well as the impact of electric bus charging systems on the power system in the context of increased demand for electric energy and energy quality.
The paper proposes the use of auxiliary equipment in the low voltage network: an on-load tap changer and a static synchronous compensator (STATCOM) to improve the quality of energy supply to end users. As part of the research, a section of medium and low voltage power grid was modelled using Matlab & Simulink software, which was tested in three scenarios. The first scenario presents the operation of the power grid with the on-load tap changer installed in the transformer block. The second scenario uses the STATCOM for local reactive power compensation. Additionally, the third scenario is the combined work of the on-load tap-changer along with the STATCOM. According to the authors, the method discussed does not bring the expected results in the area of voltage quality improvement, indicating that further research is required, including tests with energy storage.
PL
W artykule zaproponowano zastosowanie pomocniczych urządzeń w sieci niskiego napięcia: podobciążeniowego przełącznika zaczepów oraz kompensatora mocy biernej (STATCOM) w celu poprawy jakości energii dla odbiorców końcowych. Zamodelowano fragment sieci elektroenergetycznej średniego i niskiego napięcia za pomocą oprogramowania Matlab & Simulink, który został poddany badaniu w ramach trzech scenariuszy. Pierwszy scenariusz prezentuje pracę sieci elektroenergetycznej z podobciążeniowym przełącznikiem zaczepów zainstalowanym w kadzi transformatora. Drugi scenariusz wykorzystuje STATCOM do lokalnej kompensacji mocy biernej. Natomiast trzeci scenariusz jest to jednoczesna praca podobciążeniowego przełącznika zaczepów wraz ze STATCOM. Zaprezentowany sposób według autorów nie przyniósł oczekiwanych rezultatów w zakresie poprawy jakości napięcia i wskazuje na dalszą potrzebę badawczą z wykorzystaniem magazynów energii.
W artykule przedstawiono korzyści, jakie można osiągnąć instalując w sieci nN dodatkowe źródło energii w postaci w pełni sterowalnego zasobnika. Artykuł ma na celu pokazanie różnych wariantów pracy zasobnika, uwzględniających zmianę obciążenia oraz generacji w różnych punktach sieci. Pokazuje również wpływ jego pracy na wartości parametrów elektrycznych w poszczególnych punktach sieci.
EN
The paper presents advantages that can be gained by the installation of an additional energy source in the form of a fully controllable energy storage unit in a low voltage network. Its objective is to show variant cases of the energy storage operation taking into account load changes and variously located generation points over the network. The impact of the energy storage operation on electrical parameters in different points of the network is also shown.
W artykule przedstawiono najnowsze rozwiązania rejestratorów zakłóceń oraz analizatorów parametrów sieci elektroenergetycznych służących analizie stanu sieci, pomocnych przy analizowaniu awarii, a także monitorujących jakość energii. Rejestratory te zostały wyróżnione w konkursie targów ENERGETAB 2015 na szczególnie wyróżniający się produkt.
EN
The paper presents the latest developments of fault recorders and analyzers of parameters of power grids for analyzing failures and network status as well as for monitoring of energy quality. The devices have received an award in the competition for the most remarkable product exhibited at the fair ENERGETAB 2015.
15
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono zmiany w przepisach europejskich dotyczących efektywności energetycznej budynków. Zwrócono uwagę na polskie uwarunkowania klimatyczne oraz opłacalność wznoszenia w Polsce budynków zero- lub prawie zeroenergetycznych.
EN
The article presents changes in the European regulations in with regard to energy efficiency of buildings. It emphasises climatic conditions and cost-effectiveness of constructing zero-energy or nearly zero-energy buildings in Poland.
16
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule zaprezentowano kompletne rozwiązanie stanowiska laboratoryjnego do badań trójfazowego, przekształtnika sieciowego AC-DC z wykorzystaniem zmiennoprzecinkowego mikrokontrolera TMS320F28335. Omówione zostały podstawowe układy peryferyjne mikrokontrolera, budowa stanowiska oraz przedstawiono wstępne wyniki badań symulacyjnych i eksperymentalnych. Zmierzono czas wykonywania programu i zoptymalizowano pod kątem możliwości uzupełnienia sterowania o moduły: kompensacji zapadów napięcia (ang. voltage dips), kompensacji wyższych harmonicznych, oraz sprzężenia od mocy czynnej.
EN
The paper presents complete solution of the laboratory setup for testing three-phase grid side AC-DC converter, using floating point microcontroller TMS320F28335. Microcontrollers basic peripheral interfaces, used in power electronics, are described briefly. Overview of the laboratory setup and preliminary simulation and experimental results are given. The computation time was measured and optimized. Necessary computation margin was left for voltage dips, higher harmonics and active power feedforward modules.
Przedstawiono wnioski z analiz wyników badań charakterystyk transformacji przekładników napięciowych dla napięć pierwotnych o częstotliwościach z zakresu 200 Hz - 9000 Hz oraz podczas transferu napięć odkształconych wyższą harmoniczną o częstotliwości z tego zakresu. Wyznaczano wartość danej harmonicznej napięcia oraz jej przesunięcie fazowe przed i po transferze przez badane przekładniki napięciowe.
EN
Presented are conclusions drawn from analyses of voltage transformers transformation characteristics measurement results for primary voltages of frequencies 200-9000 Hz and during the transfer of voltages distorted by higher harmonic having the frequency of the same range. Determined is the value of the given voltage harmonic and its phase displacement before and after the transfer through the examined voltage transformers.
Układy monitorowania jakości energii elektrycznej powstają stopniowo na wszystkich poziomach napięć i są złożone z różnych typów urządzeń pochodzących od różnych producentów. Wprowadzenie pewnych standardów umożliwi ich łatwą rozbudowę i wymianę informacji z właścicielami innych systemów, a także zagwarantuje wiarygodność przekazywanych informacji. W artykule przedstawiono wybrane wymagania techniczne stosowane przy budowie ogólnokrajowego systemu monitorowania jakości energii w sieci przesyłowej.
EN
Electric energy quality monitoring systems are progresssively applied at all voltage levels and consist of various appliances produced by various manufacturers. Implementing of certain standards will enable easy future development and exchange of information with owners of other systems, as well as will ensure reliability of transferred information. Presented are selected technical requirements used in building of nation-wide system for monitoring of electric energy quality in a transmission network.
19
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W ciągu minionych 15 lat na całym świecie nastąpił niebywały wzrost zastosowań napędów prądu przemiennego o zmiennej częstotliwości, podczas gdy ich koszty i rozmiary uległy istotnemu zmniejszeniu, a ich niezawodność nie wzbudza już obaw. Zagadnieniem jednakże, które powoduje wzrost ogólnoświatowego niepokoju, są zniekształcenia napięcia zasilania od składowych harmonicznych, jako wynik prądów niesinusoidalnych pobieranych podczas procesu przekształcania energii przez przekształtnik i inne rodzaje wyposażenia elektrycznego, w tym również komputery i telewizory.
20
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przy wyborze ścian zewnetrznych budynku projektant lub inwestor ma do dyspozycji kilka rozwiązań oraz wiele róznych materiałów budowlanych. zasadniczy wybór dotyczy typu ściany: jedno-, dwu- lub trójwarstwowej.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.