Підвищення ефективності регулювання частоти електроенергетичної системи з відновлюваними джерелами енергії

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorНестерко, Артем Борисович
dc.contributor.degreedepartmentелектричних мереж та системuk
dc.contributor.degreefacultyелектроенерготехніки та автоматикиuk
dc.contributor.degreegrantorНаціональний технічний університет України "Київський політехнічний інститут"uk
dc.date.accessioned2016-09-28T13:34:58Z
dc.date.available2016-09-28T13:34:58Z
dc.date.issued2016
dc.description.abstractenThesis is devoted to the development of methods and tools aimed to improve the efficiency of frequency control of electrical power systems considering renewable energy sources. In work, it was developed a dynamic model of IPS of Ukraine, the use of which allows to consider the impact of renewable energy sources on the process of IPS of Ukraine frequency control. On the basis of the use of cluster analysis of synchronized measurement of EPS transients modes it was improved the method of identifying of electrical power system invariant structure and proposed the method of forming a dynamic model of EPS on the basis of the analysis of the motion of inertia centers of coherent groups of generators. It was developed the method of EPS frequency control through the use of a dynamic model of the EPS which taking into account the mutual influence of coherent groups of generators, the characteristics of reserve management tools for loading and unloading and limits the changes of regime parameters in transient conditions when the frequency is changed. It was found that the use of the proposed approach could improve the efficiency and control quality during transient changes in the EPS frequency more than 1.2 times.uk
dc.description.abstractruДиссертационная работа посвящена разработке методов и средств, направленных на повышение эффективности регулирования частоты электроэнергетических систем (ЭЭС) с возобновляемыми источниками энергии (ВИЭ). В работе проведен анализ состояния и перспектив развития ОЭС Украины на следующие 10 лет. Выявлена тенденция к увеличению доли ВИЭ в энергобалансе к 2025 году до 10-12% от установленной мощности энергосистемы. Исследованы причины ухудшения условий функционирования систем автоматического регулирования частоты ЭЭС со значительной долей ВИЭ в энергобалансе. Установлено, что ВИЭ с инверторным присоединения к сети приводят к уменьшению эквивалентной постоянной инерции энергосистемы. Установлено, что традиционные подходы к построению систем автоматического регулирования частоты не учитывают особенности режимов генерации ВИЭ, не обеспечивают должного контроля выделенных резервов мощности и не учитывают допустимые пределы изменения режимных параметров ЭЭС. Это делает актуальной задачу разработки новых методов регулирования частоты электроэнергетической системы, в том числе с привлечением ВИЭ. В работе разработана динамическая модель ЭЭС с ВИЭ для исследования переходных режимов на основе данных СМПР. Использование динамической модели ЭЭС позволяет оценить влияние возобновляемых источников энергии на процессы регулирования частоты ОЭС Украины. Исследованы методы анализа переходных режимов ЭЭС. Показана целесообразность их совершенствования на основе использования спектрального анализа и методов иерархической кластеризации при определении состава когерентных по частоте групп генераторов (КГГ). Предложенный подход учитывает процессы объединения когерентных групп генераторов во время переходных процессов, что позволило определить три слабые сечения с максимальной мощностью межсистемных колебаний в ОЭС Украины. Полученные результаты кластеризации для расчетных сценариев свидетельствуют, что предложенный подход обеспечивает инвариантность состава КГГ по отношению к месту возникновения возмущения. Автором предложен метод идентификации динамической модели ЭЭС на основе использования данных системы мониторинга переходных режимов и методов подпространственной идентификации. Использование подпространственной идентификации позволило на основе данных пассивного эксперимента сформировать динамическую модель трехмашинной ЭЭС, эквивалентной ОЭС Украины с тремя КГГ. Разработанный подход позволил определить динамические характеристики ЭЭС, частоты опасных колебаний мощности между КГГ и частоты соответствующих центров инерции КГГ. В работе показана возможность использования ВИЭ с виртуальной инерции для регулирования частоты ЭЭС в переходных режимах. Установлено, что при настройке регуляторов виртуальной инерции ВЭС необходимо учитывать динамические характеристики электрической сети в месте присоединения ВИЭ и работу существующих систем регулирования. С целью повышения эффективности использования виртуальной инерции ВИЭ для автоматического регулирования частоты разработан новый подход к централизованному регулированию мощности ВИЭ с ВИ. Разработан метод регулирования частоты ЭЭС в переходных режимах на основе использования динамической модели ЭЭС. Предложенный подход к настройке регуляторов ВИ ВИЭ позволяет учесть взаимное влияние КГГ, характеристики резервов средств управления на загрузку и разгрузку, и допустимые пределы изменения режимных параметров в переходных режимах. Исследовано влияние задержек в каналах передачи данных и ограничений при регулировании частоты ЭЭС, что позволило определить необходимые характеристики средств управления и значения допустимых задержек каналов передачи данных (КПД) САРЧМ. На основе исследований качества и устойчивости централизованного регулирования частоты ЭЭС установлено, что задержки КПД не должны превышать 10 мс, однако с использованием управления на основе прогнозирующей модели величину задержек КПД можно увеличить до 250мс. Анализ результатов моделирования показал, что использование предложенного подхода позволяет повысить отдельные показатели качества переходных процессов изменения частоты ЭЭС с ВИЭ не менее чем в 1.2 раза. Результаты проведенных исследований позволяют дать рекомендации по модернизации системы мониторинга переходных режимов и системы автоматического регулирования частоты ОЭС Украины.uk
dc.description.abstractukДисертаційна робота присвячена розробці методів та засобів, направлених на підвищення ефективності регулювання частоти електроенергетичних систем з відновлюваними джерелами енергії. В роботі розроблено динамічну модель ОЕС України. На основі використання кластерного аналізу синхронізованих вимірів режимних параметрів СМПР вдосконалено метод ідентифікації інваріантної структури ЕЕС та запропоновано метод формування динамічної моделі ЕЕС на основі аналізу руху центрів інерції когерентних груп генераторів. Розроблено метод регулювання частоти ЕЕС в перехідних режимах за частотою на основі використання динамічної моделі ЕЕС та з урахуванням взаємного впливу когерентних груп генераторів, характеристик резервів засобів керування на завантаження та розвантаження та допустимих меж зміни режимних параметрів під час перехідних режимів за частотою. Встановлено, що використання запропонованого підходу дозволяє підвищити ефективність регулювання та якість перехідних процесів зміни частоти ЕЕС з ВДЕ не менше ніж в 1.2 рази.uk
dc.format.page25 с.uk
dc.identifier.citationНестерко А. Б. Підвищення ефективності регулювання частоти електроенергетичної системи з відновлюваними джерелами енергії : автореф. дис. ... канд. техн. наук. : 05.14.02 – електричні станції, мережі і системи / Артем Борисович Нестерко. – Київ, 2016. – 25 с.uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/17654
dc.language.isoukuk
dc.publisherНТУУ "КПІ"uk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.status.pubpublisheduk
dc.subjectелектроенергетична системаuk
dc.subjectсистема автоматичного регулювання частотиuk
dc.subjectвідновлювані джерела енергіїuk
dc.subjectвіртуальна інерціяuk
dc.subjectцентралізоване керуванняuk
dc.subjectpower systemen
dc.subjectload frequency controlen
dc.subjectrenewable energyen
dc.subjectvirtual inertiaen
dc.subjectcentralized controlen
dc.subjectэлектроэнергетическая системаru
dc.subjectсистема автоматического регулирования частотыru
dc.subjectвозобновляемые источники энергииru
dc.subjectвиртуальная инерцияru
dc.subjectцентрализованное управлениеru
dc.subject.udc621.311.24(043.3)uk
dc.titleПідвищення ефективності регулювання частоти електроенергетичної системи з відновлюваними джерелами енергіїuk
dc.typeThesisuk
thesis.degree.levelcandidateuk
thesis.degree.nameкандидат технічних наукuk
thesis.degree.speciality05.14.02 – електричні станції, мережі і системиuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Nesterko_aref.pdf
Розмір:
1.33 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
7.71 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Автореферати (ЕМС)
Автореферати (вільний доступ)