Increasing of electrical generator transient stability by controlling a group of energy storage devices of various types

Abstract

Авторское резюме Состояние вопроса: В настоящее время в качестве средств сохранения динамической устойчивости как отдельных генераторов, так и станции в целом применяются управляющие воздействия противоаварийной автоматики на турбо-или гидроагрегат: импульсная разгрузка турбины и отключение генератора от сети. Данные воздействия имеют определенные недостатки и ограничения, основные из которых: снижение генерации реактивной мощности и возможность переторможения агрегата на втором цикле синхронных качаний генератора. В связи с этим актуальной задачей в области противоаварийного управления является разработка новых типов управляющих воздействий для сохранения динамической устойчивости генераторов, основанных на применении современных технологий, таких как накопители (и группы накопителей) электроэнергии различного вида. Материалы и методы: В процессе исследования использованы методы выбора оптимальных параметров накопителей на основе минимизации стоимости с учетом ограничений по динамической устойчивости, а также методы имитационного компьютерного моделирования с использованием ПК Matlab. Результаты: Определено оптимальное сочетание типов накопителей, получены параметры выбранных накопителей с учетом минимизации стоимости (снижение стоимости группового накопителя на 15 % по сравнению с одиночным накопителем). Разработана система управления группой накопителей для поддержания динамической устойчивости при коротком замыкании. Для оценки эффективности предлагаемых решений введен критерий оценки эффективности применения средств повышения динамической устойчивости-максимально допустимая длительность существования короткого замыкания. Проведено моделирование на разработанной модели, которое показало эффективность применения групп накопителей для поддержания динамической устойчивости синхронных генераторов. Выводы: В результате исследования установлено, что группа накопителей, состоящая их маховикового и емкостного накопителей, и предложенная система управления позволяют значительно повысить динамическую устойчивость мощного синхронного генератора, увеличив максимально допустимую длительность существования короткого замыкания. Ключевые слова: противоаварийное управление, противоаварийная автоматика, управляющее воздействие, накопитель энергии, маховиковый накопитель, емкостный накопитель, динамическая устойчивость.

Coordinated management of electricity storages and distributed generation plant with predictive controllers in a power supply system with reduced electricity quality

“…Исследования, предсталенные в рабтах [21,22], показали эффективность использования накопителей электроэнергии для регулирования режимов работы электроэнергетической системы. Применение НЭ в виде аккумуляторных батарей большой мощности в СЭС возможно для сглаживания колебаний мощности от возобновляемых источников энергии (ВИЭ) [23], снижения ее колебаний в сети [24], управления перетоками в сети [25], а также для целей противоаварийного управления [26]. Накопители электроэнергии могут применяться для оптимизации совместной работы с дизельгенераторной [27], газо-поршневой [28] установками в составе изолированной СЭС.…”

Mathematical model of energy storage for the calculation of electromechanical processes in power systems

“…Fast-speed ESS already comprehensively and much more effective allow solution of a number of complex problems much more efficiently than traditional methods [1][2][3][4][5][6][7][8].…”