Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Dynamic Communication Topologies for Distributed Heuristics in Energy System Optimization Algorithms

Holly Stefanie, Nieße Astrid

Annals of Computer Science and Information Systems

|

2021

|

Vol. 25

191--200

EN

The communication topology is an essential aspect in designing distributed optimization heuristics. It can influence the exploration and exploitation of the search space and thus the optimization performance in terms of solution quality, convergence speed and collaboration costs - relevant aspects for applications operating critical infrastructure in energy systems. In this work, we present an approach for adapting the communication topology during runtime, based on the principles of simulated annealing. We compare the approach to common static topologies regarding the performance of an exemplary distributed optimization heuristic. Finally, we investigate the correlations between fitness landscape properties and defined performance metrics.

2

Sterowanie łączy HVDC i MTDC poprawiające stabilność systemu elektroenergetycznego

Nogal Ł.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektryka

|

2013

|

z. 146

3--199

PL

Rozprawa traktuje o zastosowaniu drugiej - bezpośredniej metody Lapunowa do opracowania reguł sterowania łączy HVDC, dzięki którym możliwa jest poprawa stabilności systemu elektroenergetycznego prądu przemiennego. Opracowana metoda stanowi uzupełniającą pętlę sterowania, której działanie uaktywnia się w stanach nieustalonych. Jest sterowaniem wielowejściowym opartym na zmiennych stanu, którego trafność została potwierdzona przez analizę modalną oraz symulacje komputerowe w domenie czasu dla wielomaszynowego systemu testowego.We wprowadzeniu do problemu sterowania łączy HVDC w stanach nieustalonych przedstawiono krótką historię łączy HVDC wskazując główne wady i zalety tych łączy. Opisano budowę podstawowych typów łączy oraz sposób sterowania przekształtnikami, przechodząc dalej do hierarchicznej struktury sterowania łączy HVDC, gdzie odnotowano możliwość realizacji dodatkowych regulatorów łączy HVDC poprzez dostarczenie zewnętrznego sygnału modulującego odpowiednio moc zadaną przekształtników, bez konieczności ingerencji w układy sterowania stacji przekształtnikowych. Przeanalizowano następnie aktualne propozycje sterowania łączy HVDC w zakresie poprawy stabilności systemu elektroenergetycznego. Na tej podstawie sformułowano tezę pracy oraz określono podstawowe wymagania dla reguł sterowania łączy HVDC poprawiających stabilność systemu elektroenergetyeznego. W celu opracowania optymalnego, z punktu widzenia całego systemu elektroenergetycznego, regulatora założono realizację sterowania wielowejściowego, opartego na zmiennych stanu. Na potrzeby rozwiązania zasadniczego problemu zaprezentowano modele łączy HVDC oraz urządzeń FACTS. Przedstawiono rownież modele matematyczne generatorów synchronicznych oraz równania opisujące sieć elektroenergetyczną. Zadanie syntezy regulatora łączy HVDC podzielono na szereg etapów. W pierwszym etapie opracowano reguły sterowania czynną mocą zadaną pojedynczego łącza HVDC w systemie elektroenergetycznym. Stabilizujące reguły sterowania opracowane zostały dla modelu liniowego systemu elektroenergetycznego z wykorzystaniem bezpośredniej metody Lapunowa. Jako cel sterowania przyjęto maksymalizację szybkości rozpraszania energii podczas kołysań jednocześnie maksymalizując ich tłumienie. Przedstawiono zależność określającą zmiany mocy czynnych poszczególnych generatorów w funkcji zmiennych sterujących. Opracowaną metodę rozszerzono następnie dla równoczesnego sterowania wielu łączy HVDC oraz urządzeń FACTS w systemie elektroenergetycznym. W kolejnym etapie opracowano algorytmy jednoczesnego sterowania zarówno mocą czynną i bierną w węzłach przyłączenia łącza HVDC. Uogólniając następnie przedstawioną propozycję dla wielu łączy HVDC w systemie elektroenergetycznym. W kolejnym rozdziale podobne rozważania przeprowadzono dla linii prądu stałego z odczepami, czyli dla wieloterminalowych sieci HVDC. Przeanalizowano również problem sterowalności poszczególnych generatorów za pomocą przedstawionych algorytmów, określając wpływ lokalizacji łączy HVDC na konkretne generatory. Druga część pracy zawiera wyniki testów symulacyjnych opracowanej metody. Na początku tej części przedstawiono zwarty opis zasadniczych elementów modelu systemu testowego. Na podstawie danych systemu testowego New England opracowano i zbudowano wielomaszynowy model systemu elektroenergetycznego umożliwiający zamianę wybranych linii prądu przemiennego na równoważne łącza HVDC. Uwzględniono możliwość sterowania utrzymującego stałą moc wymiany oraz proponowane reguły sterowania. W modelu przewidziano również możliwość zainstalowania i odpowiedniego sterowania urządzeń FACTS. Podczas badań symulacyjnych przeanalizowano wpływ łącza HVDC utrzymującego stałą moc wymiany na stabilność systemu elektroenergetycznego prądu przemiennego. Następnie, z bardzo dobrym rezultatem, zweryfikowano skuteczność zaproponowanych reguł sterowania. Określono wpływ struktury pomiarowo telekomunikacyjnej na uzyskiwane rezultaty sterowania. Określono również wrażliwość zaproponowanej metody na zmiany konfiguracji sieci, jej obciążeń oraz na opóźnienia w przesyle informacji wejściowych dla regulatora. W ostatniej części pracy wykonano analizę modalną dla systemu testowego z wykorzystaniem proponowanych metod sterowania, która ostatecznie potwierdziła ich skuteczność.

EN

The dissertation deals with the use of the direct Lyapunov method for the development of control law of HVDC links, to improve the stability of the AC power system. This method is supplementary to the main control and it is activated in the transient state. The proposed control is a multi-loop control based on state variable. The validity of the proposed control has been confirmed by modal analysis and by time domain computer simulation for a multi-machine test system. The introduction to the problem of controlling HVDC links in transient states includes a brief history of HVDC lines indicating the main advantages and disadvantages of these links. The construction of the basic types of links and how to control converters has also been described, going on to the hierarchical control structure of HVDC links. It also presents the possibility of implementing additional control of HVDC links by providing an external modulating signal of converter reference power, without die need to interfere in the control systems of converter stations. Then the current proposals of HVDC link control to improve the stability of the power system have been analyzed. On this basis, the thesis of the dissertation and basic requirements for the HVDC link control law to improve the power system stability have been formulated. In order to develop an optimal controller from the point of view of the whole power system, implementation of multi-input control has been assumed, based 0Il1be state variables. To solve the fundamental problem, a model which combines HVDC links and FACTS devices has been presented. Also, mathematical models of synchronous generators and equations for the transmission network have been presented. The task of the HVDC links controller synthesis is divided into several stages. In the first stage, active power control rules set for a single HVDC link in the power system have been developed. Stabilizing control rules have been derived using the direct Lyapunov method for the linear model of the power system. The aim of control is to maximise the rate of energy dissipation during power swings and therefore maximisation of their damping. Also, the dependence of changes in the active power of generators as a function of given control variables has been presented. The developed method has then been extended for simultaneous control of multiple HVDC links and FACTS devices in a power system. In the next stage, algorithms have been developed for simultaneous control of both active and reactive power in the HVDC links terminal nodes. The presented method has been generalized for any number of HVDC links in the power system. In the next chapter, similar considerations have been carried out for multi-terminal DC links. The problem of controllability of given generators using the presented algorithms and the impact of location of the HVDC links to specific generators have been analyzed. The second part of the dissertation presents the results of the simulation test of this method. The beginning of this section provides a compact description of the essential elements of the test system model. Based on data from the New England test system, a multi-machine power system model has been developed and built. That model allows the conversion of selected lines in the equivalent AC HVDC link and gives the possibility of retaining constant power control and the proposed control rules. The model also provides the possibility to install FACTS devices with suitable control. During preliminary simulation studies, the influence of HVDC links with constant power control on the stability of the AC power system has been examined. Then the effectiveness of the proposed control law has been verified with a very good result. The proposed control is robust and insensitive to changes in the network configuration, loading conditions and delays in transmission of input signals. In the last part of the dissertation, a modal analysis has been performed to verify the system using the proposed control methods, which ultimately proves their effectiveness.

3

Sterowanie łączem HVDC poprawiające stabilność systemu elektroenergetycznego

Nogal Ł.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2012

|

R. 88, nr 3a

121-124

PL

Artykuł przedstawia metodę sterowania łączem HVDC, łączącym podsystemy, opartą na zmiennych stanu. Sterowanie stabilizuje system elektroenergetyczny, uaktywnia się w stanach nieustalonych i stanowi dodatkowe sterowanie w stosunku do regulacji przepływów mocy. Proponowany algorytm stabilizujący uzyskany został z wykorzystaniem bezpośredniej (drugiej) metody Lapunowa. Celem sterowania jest maksymalizacja tłumienia kołysań mocy czynnej w liniach wymiany.

EN

This paper addresses the state-variable stabilizing control of the power system using HVDC connecting control areas in an interconnected power system. This stabilizing control is activated in the transient state and is supplementary with respect to the main steady-state control designed for power flow regulation. Proposed stabilizing control laws, have been derived using direct Lyapunov method with the aim to maximize damping of power swings.

4

Poprawa stabilności systemu elektroenergetycznego przez jednoczesne sterowanie połączeń HVDC oraz szeregowych urządzeń FACTS

Nogal Ł.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2012

|

R. 88, nr 11a

17-20

PL

Artykuł zawiera prezentację nowego algorytmu równoczesnego sterowania wieloma łączami HVDC i urządzeniami FACTS(Flexible AC Transmission System) w połączonych systemach elektroenergetycznych w celu poprawy stabilności całego połączonego systemu elektroenergetycznego. Algorytm doskonale tłumi międzyobszarowe kołysania mocy, wykazując się przy tym bardzo dużą odpornością na zmiany konfiguracji sieci i stanu jej obiążenia oraz addytywnością.

EN

The article presents the algorithm of simultaneous control of multiple HVDC links (High Voltage Direct Current) and FACTS devices (Flexible AC Transmission System) in combined power system to improve the stability of the connected power system. The algorithm perfectlyn suppresses the inter-area power swings, showing at this very high robustness to changes in network configuration, loading conditions and its additivity.

5

WAMS – based Control of Phase Angle Regulator Installed in Tie-lines of Interconnected Power System

Nogal Ł., Machowski J.

Acta Energetica

|

2012

|

nr 3

58--74

EN

This paper addresses the state-variable stabilising control of the power system using such series FACTS devices as TCPAR installed in the tie-line connecting control areas in an interconnected power system. This stabilising control is activated in the transient state and is supplementary with respect to the main steady-state control designed for power fl ow regulation. Stabilising control laws, proposed in this paper, have been derived for a linear multi-machine system model using the direct Lyapunov method with the aim of maximising the rate of energy dissipation during power swings and therefore maximising their damping. The proposed control strategy is executed by a multi-loop controller with frequency deviations in all control areas used as the input signals. Validity of the proposed state-variable control has been confi rmed by modal analysis and by computer simulation for a multi-machine test system.

PL

Tematem artykułu jest regulacja stabilizacyjna zmiennych stanu systemu elektroenergetycznego za pomocą urządzeń szeregowych FACTS typu TCPAR, zainstalowanych w liniach międzysystemowych łączących obszary regulacji w połączonym systemie elektroenergetycznym. Taką regulację stabilizacyjną uruchamia się w stanie przejściowym jako uzupełnienie głównej regulacji przepływu mocy w stanie ustalonym. Zaproponowane w niniejszym opracowaniu reguły regulacji stabilizacyjnej wyprowadzono dla liniowego modelu systemu wielomaszynowego, przy użyciu bezpośredniej metody Lapunowa, w celu maksymalizacji rozpraszania energii w trakcie kołysań mocy, a więc ich tłumienia. Proponowaną strategię regulacji wykonuje wielo-wejściowy układ regulacji wykorzystujący odchylenia częstotliwości we wszystkich obszarach regulacji jako sygnały wejściowe. Trafność proponowanej regulacji zmiennych stanu potwierdziła analiza modalna oraz symulacja komputerowa dla testowego systemu wielomaszynowego.

6

Przegląd istniejących mechanizmów DSR stosowanych na rynkach energii elektrycznej

Rasolomampionona D., Robak S., Chmurski P., Tomasik G.

Rynek Energii

|

2010

|

nr 2

138-143

PL

W referacie przedstawiono przegląd mechanizmów DSR (Demand Side Response) obejmujący charakterystyczne modele funkcjonujących mechanizmów reakcji strony popytowej na światowych rynkach energii elektrycznej. Przegląd ten obejmuje również omówienie możliwości zastosowania zarządzania popytem jako mechanizmu zintegrowanego planowania zasobów, którego celem nadrzędnym jest dostarczanie energii elektrycznej po najmniejszych kosztach społecznych. Ponadto, przedstawiono różnice w definiowaniu tego rodzaju działania przez różne instytucje na całym świecie, jak również mechanizmy prawne, stosowane w celu ułatwienia implementacji mechanizmów DSR dla potrzeb sterowania systemem elektroenergetycznym.

EN

The submitted paper presents a short review of presently used DSR (Demand Side Response), enclosing characteristic models of different DSR programs installed and run by different power entities in different countries. This review also includes the concept of resource integrated management, the objective of which is the supply of electric power at minimal social costs. Moreover some subtle differences of defining the DSR actions by different worldwide power entities are presented. Also the legal aspect used for facilitating the DSR implementation in power system control is analysed.

7

WAMS - based control of series FACTS devices installed in tie-lines of interconnected power system

Nogal Ł., Machowski J.

Archives of Electrical Engineering

|

2010

|

Vol. 59, nr 3-4

121-140

EN

This paper addresses the state-variable stabilising control of the power system using such series FACTS devices as TCPAR installed in the tie-line connecting control areas in an interconnected power system. This stabilising control is activated in the transient state and is supplementary with respect to the main steady-state control designed for power flow regulation. Stabilising control laws, proposed in this paper, have been derived for a linear multi-machine system model using direct Lyapunov method with the aim to maximise the rate of energy dissipation during power swings and therefore maximisation their damping. The proposed control strategy is executed by a multi-loop controller with frequency deviations in all control areas used as the input signals. Validity of the proposed state-variable control has been confirmed by modal analysis and by computer simulation for a multi-machine test system.

8

Automatic equipment for preventive underfrequency load shedding of electric power system

Lorenc J.

Poznan University of Technology Academic Journals. Electrical Engineering

|

2008

|

No 57

47-57

EN

A sudden decrease in the system frequency reflects the lack of balance of the generated power and loads. Under sudden frequency decrease conditions, one of the more important methods is to disconnect some cus-tomers referred as the automatic underfrequency load shedding (the polish name for it is SCO). The first task of the SCO-related automatic equipment is to reduce the system's active power load level. In the paper, the conventional and modern criterions for the automatic equipment's operation are presented and the results of research on its operating effectiveness are reported.

9

The technical problems of electric power systems control at the liberalised electricity market

Kolcun M., Rusnák J., Beňa L., Mészáros A.

Zeszyty Naukowe. Elektryka / Politechnika Opolska

|

2006

|

Vol. 315, z. 56

301-306

EN

The operation and dispatch control of an interconnected electric power network at the liberalised electricity market requires the control and flow management of especially international lines in order to prevent vast accidents in individual electric power networks or in interconnected electric power network. This article deals with the electric power system co-operation in interconnected electric power system TESIS (Trans European Synchronously Interconnected System), power system control and liberalisation process of the electric power market.