НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК


НОВОСИБИРСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

ISSN (печатн.): 1814-1196          ISSN (онлайн): 2658-3275
English | Русский

Последний выпуск
№4(73) Октябрь - Декабрь 2018

Моделирование режимов работы систем электроснабжения с установками распределенной генерации и мощной асинхронной нагрузкой

Выпуск № 4 (73) Октябрь - Декабрь 2018
Авторы:

Булатов Юрий Николаевич,
Крюков Андрей Васильевич,
Нгуен Ван Хуан
DOI: http://dx.doi.org/10.17212/1814-1196-2018-4-101-114
Аннотация

В современной энергетике широко используются установки распределенной генерации (РГ), находящиеся в непосредственной близости к потребителю. Эти установки могут работать в изолированном (островном) режиме на выделенную нагрузку и параллельно с электроэнергетической системой (ЭЭС). Для надежного функционирования установок РГ требуется решить ряд технологических задач, в число которых входит задача оптимального управления установками РГ при переходе в островной режим и подключении резервных дизель-генера-торных установок (ДГУ). Эта задача может быть решена с использованием современных интеллектуальных технологий управления. В статье приводится описание модели системы электроснабжения (СЭС) с мощной асинхронной нагрузкой, а также турбогенераторной установкой (ТГУ) и ДГУ. Представлены результаты моделирования процессов перехода в островной режим с подключением резервных ДГУ при исчезновении связи с питающей ЭЭС. Моделирование выполнялось в среде MATLAB с использованием пакетов Simulink и SimPowerSystems.



На основе результатов моделирования сформулированы следующие выводы: при переходе в островной режим могут возникать провалы напряжения и снижение частоты. При подключении и синхронизации ДГУ напряжение и частота стабилизируются.  Применение прогностических алгоритмов в регуляторах турбогенератора позволяет значительно снизить инерционность объекта, уменьшить перерегулирование и колебательность напряжения и частоты при отключении питающей ЭЭС. При подключении высоковольтных двигателей к ТГУ, работающей в островном режиме, использование автопрогностического регулятора частоты позволяет существенно улучшить демпферные свойства и снизить инерционность объекта, при этом пуск электродвигателей производится более плавно.


Ключевые слова: системы электроснабжения, установки распределенной генерации, асинхронная нагрузка, прогностический регулятор, автоматический регулятор возбуждения, автоматический регулятор частоты вращения.

Список литературы

1. Barker Ph.P., Mello R.W. de. Determining the impact of distributed generation on power systems. Part 1. Radial distribution systems // 2000 IEEE PES Summer Meeting, Seattle, WA, USA, July 11–15. – Seattle, 2000. – P. 222–233.



2. Voropai N.I., Stychinsky Z.A. Renewable energy sources: theoretical foundations, technologies, technical characteristics, economics. – Magdeburg: Otto-von-Guericke-Universität, 2010. – 223 p.



3. Mahmoud M.S., AL-Sunni F.M. Control and optimization of distributed generation systems. – Cham: Springer International Publishing, 2015. – 578 p.



4. Suslov K., Solonina N., Stepanov V. A principle of power quality control in the intelligent distribution networks // International Symposium on Smart Electric Distribution Systems and Technologies EDST 2015: proceedings. – Vienna, Austria, 2015. – P. 260–264.



5. Булатов Ю.Н., Крюков А.В., Чан Зюй Хынг. Сетевые кластеры в системах электроснабжения железных дорог. – Иркутск: ИрГУПС, 2015. – 205 с.



6. Martínez Ceseña E.A., Capuder T., Mancarella P. Flexible distributed multienergy generation system expansion planning under uncertainty // IEEE Transaction on Smart Grid. – 2016. – Vol. 7. – P. 348–357.



7. Крюков А.В., Чан З.Х. Влияние установок распределенной генерации на качество электроэнергии в системах электроснабжения железных дорог // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. – 2012. – № 4 (36). – С. 162–167.



8. Крюков А.В., Чан З.Х. Анализ симметрирующего эффекта распределенной генерации // Транспортная инфраструктура Сибирского региона. – Иркутск: ИрГУПС, 2012. – Т. 2. – С. 75–81.



9. Rugthaicharoencheep N., Auchariyamet S. Technical and economic impacts of distributed generation on distribution system // International Journal of Electrical, Computer, Energetic, Electronic and Communication Engineering. – 2012. – Vol. 6, N 4. – P. 385–389.



10. Арсентьев М.О., Арсентьев О.В., Крюков А.В. Системы электроснабжения железнодорожного транспорта с установками распределенной генерации. – Иркутск: ИрГТУ, 2013. – 152 с.



11. Булатов Ю.Н., Крюков А.В., Чан Зюй Хынг. Нечеткие регуляторы для ветрогенерирующих установок // Известия вузов. Проблемы энергетики. – 2014. – № 7–8. – C. 60–69.



12. Voropai N.I., Etingov P.V. Two-stage adaptive fuzzy PSS application to power systems // Proceedings of International Conference on Electrical Engineering ICEE'2001, July 22–26. – Xi'an, China, 2001. – Vol. 1. – P. 314–318.



13. Smart grid technologies / J. Wang, A.Q. Huang, W. Sung, Y. Liu, B.J. Baliga // IEEE Industrial Electronics Magazine. – 2009. – Vol. 3, N 2. – P. 16–23.



14. PID-controller tuning optimization with genetic algorithms in servo systems / A.Y. Jaen-Cuellar, R. de J. Romero-Troncoso, L. Morales-Velazquez, R.A. Osornio-Rios // International Journal of Advanced Robotic Systems. – 2013. – Vol. 10. – P. 324–337.



15. Bulatov Yu.N., Kryukov A.V. Optimization of automatic regulator settings of the distributed generation plants on the basis of genetic algorithm // 2016 2nd International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM 2016). – Chelyabinsk, Russia, 2016. – P. 1–6.



16. Intelligent control of the regulators adjustment of the distributed generation installation / A.V. Kryukov, S.K. Kargapol'cev, Yu.N. Bulatov, O.N. Skrypnik, B.F. Kuznetsov // Far East Journal of Electronics and Communications. – 2017. – Vol. 17, N 5. – P. 1127–1140.



17. Chen Y., Ma Y., Yun W. Application of improved genetic algorithm in PID controller parameters optimization // Telkomnika. – 2013. – Vol. 11, N 3. – P. 1524–1530.



18. Bulatov Yu.N., Kryukov A.V., Suslov K.V. Multi-agent technologies for control of distributed generation plants in the isolated power systems // Far East Journal of Electronics and Communications. – 2017. – Vol. 17, N 5. – P. 1197–1212.



19. Buchholz B.M., Styczynski Z.A. Smart grids : fundamentals and technologies in electricity networks. – Berlin; Heidelberg: Springer-Verlag, 2014. – 396 p.



20. Bulatov Yu.N., Kryukov A.V. Neuro fuzzy control system for distributed generation plants // Advances in Intelligent Systems Research. – 2018. – Vol. 158: Proceedings of the Vth International workshop "Critical infrastructures: Contingency management, Intelligent, Agent-based, Cloud computing and Cyber security" (IWCI 2018). – P. 13–19.



21. Wang R., Wang P., Xiao G. Intelligent microgrid management and EV control under uncertainties in smart grid. – Singapore: Springer, 2018. – 218 p.



22. Camacho E.F., Bordons C. Model predictive control. – 2nd ed. – London: Springer, 2007. – 405 p.



23. Пикина Г.А. Принцип управления по прогнозу и возможность настройки систем регулирования одним параметром // Новое в российской электроэнергетике. – 2014. – № 3. – С. 5–13.



24. Булатов Ю.Н., Крюков А.В., Нгуен В.Х. Прогностические регуляторы для установок распределенной генерации // Системы. Методы. Технологии. – 2016. – № 1 (29). – С. 63–69. – doi: 10.18324/2077-5415-2016-1-63-69.



25. Булатов Ю.Н., Крюков А.В., Нгуен В.Х. Автопрогностический регулятор частоты вращения ротора генератора установки распределенной генерации // Научный вестник НГТУ. – 2017. – № 1 (66). – С. 15–25.



26. SimPowerSystems: user’s guide for use with Simulink / Hydro-Que?bec; Mathworks (Firme). – Natick, MA: MathWorks, 1998–2006.



27. IEEE Std. 421.5–1992. Recommended practice for excitation system models for power system stability studies / Energy Development and Power Generating Committee. – S. l.: IEEE, 1992.

Для цитирования:

Булатов Ю.Н., Крюков А.В., Нгуен Ван Хуан. Моделирование режимов работы систем электроснабжения с установками распределенной генерации и мощной асинхронной нагрузкой // Научный вестник НГТУ. – 2018. – № 4 (73). – С. 101–114. – doi: 10.17212/1814-1196-2018-4-101-114.

For citation:

Bulatov Yu.N., Kryukov A.V., Nguen Van Khuan. Modelirovanie rezhimov raboty sistem elektrosnabzheniya s ustanovkami raspredelennoi generatsii i moshchnoi asinkhronnoi nagruzkoi [Modeling of power supply system operating modes with distributed generation plants and a powerful asynchronous load]. Nauchnyi vestnik Novosibirskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta – Science bulletin of the Novosibirsk state technical university, 2018, no. 4 (73), pp. 101–114. doi: 10.17212/1814-1196-2018-4-101-114.

Просмотров: 38