SPECIFICS OF GRADUAL TRANSITION TO POST-EMERGENCY PARAMETERS FOR STATIC STABILITY TESTING OF DISTRIBUTED GENERATION FACILITIES
DOI:
https://doi.org/10.14529/power210304Keywords:
synchronous generator, synchronous and asynchronous load, static stability, parallel and islanded operation, islanding systems, gradual transition to post-emergency parameters.Abstract
Design and operation of distributed generation facilities needs to provide for sufficient margin of static stability in a variety of operating situations, including normal and post-emergency operation in parallel with
the outer grid (the power system). Power system protections are often placed where the on-site power plants connect to the power system; these protections enable the loaded generators to become islanded in case of emergency; rated margin of static stability must be available in such post-emergency operation. To analyze static stability of synchronous generators and motor loads, we propose combining gradual equalization and gradual transition to post-emergency parameters. However, the latter method has different quirks when applied to static stability testing of generators, depending on whether they are running in parallel or islanded. Besides, application of this method requires multiple constraints pertaining to the functioning of on-site power plants, among other things. The authors hereof have developed a single algorithm for static stability testing of generators and loads that applies well to on-site power plants whether they are islanded on running in parallel to the grid. The algorithm adjusts for constraints on excitation systems and is implemented in KATRAN software. A computational experiment is described herein that concerns an electricity delivery system that is powered by distributed generation facilities and carries heterogeneous motor loads. Specific features of such studies are additionally described.
References
Жданов, П.С. Вопросы устойчивости энергетических систем / П.С. Жданов; под ред. Л.А. Жу-кова. – М.: Энергия, 1979. – 456 с.
Мелешкин, Г.А. Устойчивость энергосистем: моногр. Кн. 1 / Г.А. Мелешкин, Г.В. Меркурьев. – СПб.: НОУ «Центр подготовки кадров энергетики», 2006. – 369 с.
Кимбарк, Э. Синхронные машины и устойчивость электрических систем / Э. Кимбарк. – М.; Л.: Госэнергоиздат, 1960. – 392 с.
Kornilov, G.P. The Algorithm of Economically Advantageous Overhead Wires Cross Section Selec-tion
Using Corrected Transmission Lines Mathematical Models / G.P. Kornilov, E.A. Panova, A.V. Varganova // Procedia Engineering. – 2015. – Vol. 129. – P. 951–955. DOI: 10.1016/j.proeng.2015.12.142
Ачитаев, А.А. Повышение запаса регулировочной способности генераторов в энергетических системах с распределенной генерацией / А.А. Ачитаев, С.Н. Удалов, М.С. Юманов // Электротехника. Электротехнология. Энергетика: сб. науч. тр. VII Междунар. науч. конф. молодых ученых. – Новоси-бирск: НГТУ, 2015. – С. 8–10.
Повышение качества электроснабжения современного ГОКа / Г.П. Корнилов, И.Р. Абдулвелеев, Ю.Н. Кондрашова и др. // Горный журнал. – 2020. – № 12. – С. 82–86. DOI: 10.17580/gzh.2020.12.19
Варганова, А.В. Алгоритм внутристанционной оптимизации режимов работы котлоагрегатов и турбогенераторов промышленных электростанций / А.В. Варганова // Промышленная энергетика. – 2018. – № 1. – С. 17–22.
Mathematical Modeling of Synchronous Generators in Out-of-balance Conditions in the Task of Electric Power Supply Systems Optimization / A.V. Varganova, E.A. Panova, N.A. Kurilova, A.T. Nasibullin // International Conference on Mechanical Engineering, Automation and Control Systems (MEACS). – 2015. DOI: 10.1109/MEACS.2015.7414907
Гуревич, Ю.Е. Расчеты устойчивости и противоаварийной автоматики в энергосистемах / Ю.Е. Гуревич, Л.Е. Либова, А.А. Окин. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 390 с.
Power System Stability Enhancement Using FACTS Controllers in Multimachine Power Systems / Yosra Welhazi, Tawfik Guesmi, Imen Ben Jaoued, Hsan Hadj Abdallah // J. Electrical Systems. – 2014. – No. 10-3. –
P. 276–291.
Некоторые вопросы устойчивости промышленных электротехнических систем с генерато-рами собственных нужд / М.С. Ершов, А.В. Егоров, А.А. Трифонов и др. // Промышленная энергетика. – 2006. – № 8. – С. 21 – 25.
Анализ интенсивности отказов частотно-регулируемых электроприводов районных тепловых станций при нарушениях электроснабжения / В.Р. Храмшин, К.Э. Одинцов, А.Р. Губайдуллин и др. // Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». – 2014. – Т. 14, № 2. – С. 68–79.
Некоторые вопросы анализа статической устойчивости электроэнергетических систем /
Е.К. Лоханин, Е.Л. Россовский, Ю.Н. Гараев и др. // Электричество. – 2013. – № 9. – С. 2–6.
Shi Xiufeng. Research on Measures to Improve Stability of the Power System / Shi Xiufeng, Mu Shi-guang // Applied Mechanics and Materials. – 2015. – Vol. 742. – P. 648–652. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMM.742.648
Kothari, D.P. Power System Engineering. Second Edition / D.P. Kothari, I.J. Nagrath. – New Delhi: Tata McGraw-Hill Publishing Company Limited, 2008.
Филиппова, Н.Г. Автоматизированный поиск предельных режимов ЭЭС по условиям статиче-ской устойчивости / Н.Г. Филиппова, Е.Г. Бердник // Электричество. – 2002. – № 9. – С. 9–15.
Тарасов, В.И. Теоретические основы анализа установившихся режимов электроэнергетиче-ских систем / В.И. Тарасов. – Новосибирск: Наука, 2002. – 344 с.
Малафеев, А.В. Оценка статической устойчивости генераторов заводских электростанций при параллельной и раздельной с энергосистемой работе / А.В. Малафеев, О.В. Газизова // Изв. вузов. Проблемы энергетики. –2010. – № 9-10. – С. 81–91.
Газизова, О.В. Повышение эффективности управления режимами электростанций промыш-ленного энергоузла за счет прогнозирования статической и динамической устойчивости при измене-нии конфигурации сети / О.В. Газизова, Ю.Н. Кондрашова, А.В. Малафеев // Электротехнические си-стемы и комплексы. – 2016. – № 3 (32). – С. 27–38. DOI: 10.18503/2311-8318-2016-3(32)-27-38
Ротанова, Ю.Н. Повышение устойчивости системы электроснабжения промышленного предприятия с собственными электростанциями при коротких замыканиях: дис. … канд. техн. наук / Ю.Н. Ротанова. – Магнитогорск, 2008.
Gazizova, O.V. Mathematical simulation of the operating emergency conditions for the purpose of energy efficiency increase of thermal power plants management / O.V. Gazizova, A.V. Malafeyev, Y.N. Kon-drashova // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. International Conference on Me-chanical Engineering, Automation and Control Systems 2015, MEACS 2015. – 2016. – P. 012056. DOI: 10.1088/1757-899X/124/1/012056
Kondrashova, Y.N. Increasing the efficiency of power resource management as a solution of issues of the power supply system stability / Y.N. Kondrashova, O.V. Gazizova, A.V.Malapheev // Proceedia Engi-neering. – 2015. – Vol. 128. – P. 759–763. DOI: 10.1016/j.proeng.2015.12.100
Газизова, О.В. Определение предельных параметров режимов для обеспечения успешной ре-синхронизации объектов распределенной генерации в условиях предприятия черной металлургии / О.В. Газизова, А.В. Малафеев, Ю.Н. Кондрашова // Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». – 2016. – Т. 16, № 4. – С. 12–22. DOI: 10.14529/power160402
Кавалеров, Б.В. Построение статических моделей синхронного генератора по эксперимен-тальным данным / Б.В. Кавалеров, И.Р. Зиятдинов // Вестник Пермского национального исследователь-ского политехнического университета. Серия «Электротехника, информационные технологии, си-стемы управления». – 2020. – № 34. – С. 186–197. DOI: 10.15593/2224-9397/2020.2.11
Satheesh, A. Maintaining Power System Stability with Facts Controller using Bees Algorithm and NN /
A. Satheesh, T. Manigandan // Journal of Theoretical and Applied Information Technology. – 2013. – Vol. 49,
iss. 1. – P. 38–47.
Sokolov, A.P. Study of the Transients with the Loss of Field of the Synchronous Generator in the In-dustrial Electric Power Station / A.P. Sokolov, O.V. Gazizova, Y.N. Kondrashova // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. International Scientific-Practical Conference on Quality Management and Reliability of Technical Systems 2019. – 2019. – P. 012033. DOI: 10.1088/1757-899X/666/1/012033
Gazizova, O.V. Research of the Effectiveness of Existing Laws of Automatic Regulation of Excitation of Synchronous Generators of Industrial Power Plants Under Various Conditions of Connection to the Elec-tric Power System / O.V. Gazizova, A.P. Sokolov // Proceedings – 2020 Russian Workshop on Power Engi-neering and Automation of Metallurgy Industry: Research and Practice, PEAMI 2020. – 2020. – P. 50–55. DOI: 10.1109/PEAMI49900.2020.9234362
Sokolov, A.P. Improving the Accuracy Mathematical Modeling of Transients Emergency Mode In-dustrial Facilities Distributed Generation / A.P. Sokolov, O.V. Gazizova // 2018 International Youth Scien-tific and Technical Conference Relay Protection and Automation, RPA 2018. – 2018. – P. 8537190. DOI: 10.1109/RPA.2018.8537190
Гуревич, Ю.Е. Устойчивость нагрузки электрических систем / Ю.Е. Гуревич, Л.Е. Либова,
Э.А. Хачатрян. – М.: Энергоиздат, 1981. – 208 с.
Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № RU 2019610251. Ком-плекс автоматизированного режимного анализа КАТРАН 10.0 / В.А. Игуменщев, А.В. Малафеев, Е.А. Панова
и др.; заявитель ФГБОУ ВО «МГТУ им. Г.И. Носова»; заявл. 29.10.2018, опубл. 09.01.2019.
