Analiza możliwości wykorzystania turbozespołu wiatrowego do stabilizacji napięcia w węźle elektroenergetycznej linii SN z wykorzystaniem symulatora pracującego w czasie rzeczywistym

• Autorzy: Kłosowski, Z.

Warianty tytułu

EN

The analysis of the possible use of wind turbines for voltage stabilization in the power node of MV line with the use of a real-time simulator

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule analizowany jest problem zastosowania turbozespołów wiatrowych, zainstalowanych w sieciach dystrybucyjnych średniego napięcia, do realizacji dodatkowych celów niż tylko generowanie energii elektrycznej. Jednym z takich celów jest stabilizacja napięcia w określonym węźle sieci (odbiór wrażliwy na zmiany napięcia). W tym przypadku niezbędny jest nadrzędny regulator, który będzie oddziaływał na wewnętrzny układ sterowania turbozespołu wiatrowego w celu zmiany wartości mocy biernej. Do analizy pracy tego typu układu elektroenergetycznego zastosowano cyfrowy symulator (sieć elektroenergetyczna oraz turbozespół wiatrowy wraz z wewnętrznymi układami sterowania) pracujący w czasie rzeczywistym. Symulator zbudowany jest na bazie komputera osobistego z kartami pomiarowymi. Zaproponowano konstrukcję symulatora, który może bezpośrednio współpracować z rzeczywistym regulatorem nadrzędnym. Pozwala to na prowadzenie analizy pracy złożonego układu elektroenergetycznego bez konieczności zapoznawania się z charakterystykami pracy tego regulatora. Przedstawiono przykładowe wyniki analizy pracy tego układu.

EN

The problem of using wind turbines installed in medium-voltage distribution networks for purposes other than generating electrical energy has been analyzed. One of those purposes is voltage stabilization in particular nodes of the network (reception sensitive to voltage changes), in which case a master regulator is needed to affect the inner control system of the wind turbine in order to adjust the value of reactive power. A digital simulator working in real-time has been used for the analysis of this system. The simulator is built from a PC equipped with measurement cards and it can work directly with the master regulator. This allows to analyze the work of complex electrical power system without the need of knowing the work characteristics of this regulator. Sample results of this analysis have been presented.

Słowa kluczowe

PL

symulator cyfrowy; analiza układów; generacja rozproszona; usługa systemowa

EN

digital simulator; electric power system; distributed generation; network service

• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2015
• Tom: R. 91, nr 1
• Strony: 20-27
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Kłosowski, Z.

• Uniwersytet Technologiczno- Przyrodniczy, Instytut Inżynierii Elektrycznej, Al. Prof. S. Kaliskiego 7, 85-796 Bydgoszcz,

Bibliografia

• [1] Ustawa z dnia 10 kwietnia 1997 - Prawo Energetyczne
• [2] Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 4 maja 2007 w sprawie szczegółowych warunków funkcjonowania systemu elektroenergetycznego, Dz. U. nr. 93 poz. 623 z roku 2007 – z późniejszymi zmianami
• [3] Instrukcja Ruchu i Eksploatacji Sieci Dystrybucyjnej ENEA Operator Sp. z o.o., 1 stycznia 2014
• [4] Klucznik J., Udział farm wiatrowych w regulacji napięcia w sieci dystrybucyjnej, Acta Energetica, 2010, nr.1, 39-46
• [5] Klucznik J., Dobrzyński K., Lubośny Z., Voltage and reactive power load flow opitimization in power system using fuzzy logic, Acta Energetica, 2013, nr.1/14, 56-62
• [6] Lin X., David A.K., Yu C.W., Reactive power optimization with voltage stability consideration in power market systems, IEEE Proceeding - Generation, Transmission and Distribution, vol. 150, no. 3 (2003), 305-310
• [7] Yongning C., Yanhua L., Weisheng W., Huizuhu D., Voltage stability analysis of wind farm integration into transmission network, IEEE International Conference on Power System Technology, (2006), 1-7
• [8] Pak L-F., Dinavahi V., Real-time simulation of wind energy system based on the doubly-fed induction generator, IEEE Transactions on Power Systems, vol. 24, no. 3 (2009), 1301-1309
• [9] Cieślik S., Obwodowe modele układów elektrycznych w cyfrowych symulatorach pracujących w czasie rzeczywistym, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań (2013)
• [10] Cieślik S., Digital Simulators as an Assessment Tool of the Impact of Distributed Generation on Power Grid Infrastructure, Przegląd Elektrotechniczny, 86, nr 8/2010, str. 253-260
• [11] Cieślik S., Przyłączanie farmy wiatrowej o mocy znamionowej 8 MW do szyn rozdzielni SN w stacji elektroenergetycznej WN/SN zasilającej elektroenergetyczną sieć dystrybucyjną, Przegląd Elektrotechniczny, 86 (2010), nr 6, 104-109
• [12] Kacejko P., Machowski J., Zwarcia w systemach elektroenergetycznych, WNT, Warszawa (2012)
• [13] Zajczyk R., Modele matematyczne systemu elektroenergetycznego do badania elektromechanicznych stanów nieustalonych i procesów regulacyjnych, Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej, Gdańsk (2003)
• [14] Wang C., Fang X., Yongjie F., Comparative simulation of dynamic characteristic of wind turbine doubly-fed induction generator based on RTDS and Matlab, IEEE International Conference on Power System Technology, (2010), 1-8
• [15] Lubośny Z., Farmy wiatrowe w systemie elektroenergetycznym, WNT, Warszawa (2009)
• [16] Wu F., Zhang X. P., Godfrey K., Ju P., Small signal stability analysis and optimal control of a wind turbine with doubly fed induction generator, IET- Generation, Transmission and Distribution, vol. 1, no. 5 (2007), 751-760
• [17] Lubośny Z., Elektrownie wiatrowe w systemie elektroenergetycznym , WNT, Warszawa (2007)
• [18] Cieślik S., Modelowanie matematyczne i symulacja układów elektroenergetycznych z generatorami indukcyjnymi, Wydawnictwo uczelniane UTP, Bydgoszcz (2008)
• [19] Krause, O. Wasynczuk, and S. D. Sudhoff, Analysis of Electric Machinery and Drive Systems, IEEE Press, Wiley- Interscience, John Wiley & Sons, Inc., New Jersey (2002).
• [20] Uracz P. Karolewski B., Modelowanie generatora indukcyjnego o dwustronnym połączeniu z siecią, Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej, nr 60/2007
• [21] Pena R., J. C. Clare, G. M. Asher, Doubly fed induction generator using back-to-back PWM converters and its application to variable speed wind-energy generation, IEEE Proceeding - Electric Power Application, vol. 143, no. 3 (1996), 231 – 241
• [22] Real Time Windows Target 3, User’s Guide – version 3, The MathWorks (2010)
• [23] Wang G., Geo W., Real time simulation for wind power generation system using RTDS, IEEE – North American Power Symposium , Calgary (2008)
• [24] Maharjan R., Kamalasaden S., Real-time simulation for active and reactive power control of doubly fed induction generator, IEEE – North American Power Symposium, (2013), 1-8
• [25] Boakye-Boateng N. A., Ofoli A. R., Real-time simulation of a doubly-fed induction generator based wind power system on eMEGASim digital simulator, IEEE – Industry Applications Society Annual Meeting,(2013)
• [26] Gangon R., Sybille G., Bernard S., Pare D., Casoria S., Larose C., Modeling and real time simulation of a doubly-fed induction generator driven by a wind turbine, International Conference on Power Systems Transients, Canada (2005)
• [27] Cieślik S., Mikrogeneracja w obiektach budowlanych – wpływ przyłączenia jednostki wytwórczej na warunki zasilania odbiorców w sieci niskiego napięcia, Wiadomości Elektrotechniczne, Nr 4/2013, str. 11-13