Исследование функционирования алгоритма синтетической инерции в электрических сетях разной плотности

Авторы

DOI:

https://doi.org/10.31489/2022No2/75-85

Ключевые слова:

фазовая автоподстройка частоты, синтетическая инерция, фотоэлектрическая установка, возобновляемые источники энергии, электроэнергетическая система.

Аннотация

Возможность использования алгоритма синтетической инерции является одним из важнейших свойств генерирующих установок на базе возобновляемых источников энергии, подключаемых к сети через силовой преобразователь (ГУСП). Благодаря применению синтетической инерции появляется возможность повысить инерционные и демпфирующие свойства таких установок. Эффективность функционирования алгоритма синтетической инерции зависит от входного значения частоты напряжения сети, которое формируется с помощью контура фазовой автоподстройкой частоты, являющегося неотъемлемой частью системы управления силового преобразователя. Однако функционирование контура фазовой автоподстройкой частоты может приводить к колебаниям с различной частотой при установке ГУСП в слабые электрические сети и, соответственно, негативно сказаться на работоспособности алгоритма синтетической инерции. Проведенные исследования показали, что контур фазовой автоподстройкой частоты в системе управления фотоэлектрической установки позволяет влиять на функционирование алгоритма синтетической инерции, но характер этого влияния зависит от плотности электрической сети и может быть положительным или отрицательным. Полученное на тестовой электроэнергетической системе влияние также подтверждено для энергосистемы реальной размерности.

Биографии авторов

Владимир Рудник, Томский политехнический университет

Инженер-исследователь, Инженерная школа энергетики

Алексей Суворов, Томский политехнический университет

Кандидат технических наук, доцент, Инженерная школа энергетики, Томский политехнический университет

Игорь Разживин, Национальный исследовательский Томский политехнический университет

Сandidate of technical sciences, Associate professor, School of Energy and Power Engineering, Tomsk Polytechnic University, Tomsk, Russia; Scopus Author ID: 57192890811, ORCID ID: 0000-0001-7024-0198

Николай Рубан, Томский политехнический университет

Кандидат технических наук, доцент, доцент, Инженерная школа энергетики

Михаил Андреев, Томский политехнический университет

Кандидат технических наук, доцент, доцент, Инженерная школа энергетики

Библиографические ссылки

Wu J. Z., Yan J. Y., Jia H. J., Hatziargyriou N., Djilali N., Sun H. B. Integrated energy systems. Applied Energy, 2016, Vol. 167, pp. 155– 157. doi:10.1016/j.apenergy.2016.02.075

Renewable Energy Market Update 2021. Available at: https://www.iea.org/reports/renewable-energy-market-update-2021

OECD. World electricity generation by source of energy: Terawatt hours (TWh). Paris: OECD Publishing; 2016. // Available: https://doi.org/10.1787/factbook-2015-en

Sinsel, S. R., Riemke, R. L., Hoffmann, V. H. Challenges and solution technologies for the integration of variable renewable energy sources—a review. Renewable Energy, 2020, Vol. 145, pp. 2271 - 2285. https://doi.org/10. 1016/j.renene.2019.06.147

National Grid, Voltage and Frequency Dependency. National Grid, 2018. Available: https://www.national grid.com/sites/default/files/documents/SOFReport-Fr%ment.pdf

Huang S., Schmall J., Conto J., Adams J., Zhang Y., Carter C. “Voltage control challenges on weak grids with high penetration of wind generation: ERCOT experience.” IEEE Power and Energy Society General Meeting, 2012, pp. 1-7. doi: 10.1109/PESGM.2012.6344713

Liu H., et al. Subsynchronous Interaction between Direct-Drive PMSG Based Wind Farms and Weak AC Networks. IEEE Transactions on Power Systems, 2017, Vol. 32, No. 6, pp. 4708-4720.

Cheng Y., Azizipanah-Abarghooee R., Azizi S., Ding L., Terzija V. Smart frequency control in low inertia energy systems based on frequency response techniques: A review. Applied Energy, 2020, vol. 279, 115798. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2020.115798.

JWG C2/C4.41: Impact of High Penetration of Inverter-based Generation on System Inertia of Networks. Available at: https://e-cigre.org/publication/wbn022-impact-of-high-penetration-of-inverter-based-generation-on-system

Johnson S.C, Rhodes J.D, Webber M.E. Understanding the impact of nonsynchronous wind and solar generation on grid stability and identifying mitigation pathways. Applied Energy, 2020, Vol. 262, pp. 114492.

Seneviratne, Chinthaka, Ozansoy C. Frequency response due to a large generator loss with the increasing penetration of wind/PV generation – A literature review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2016, Vol. 57, pp. 659-668. DOI: 10.1016/j.rser.2015.12.051.

Razzhivin I., Askarov A., Rudnik V., Suvorov A. A Hybrid Simulation of Converter-Interfaced Generation as the Part of a Large-Scale Power System Model. International Journal of Engineering and Technology Innovation, 2021, Vol. 11, No. 4, pp. 278–293.

Загрузки

Опубликован

2022-07-15

Как цитировать

Рудник V., Суворов A., Разживин I., Рубан N., & Андреев M. (2022). Исследование функционирования алгоритма синтетической инерции в электрических сетях разной плотности. Eurasian Physical Technical Journal, 19(2(40), 75–85. https://doi.org/10.31489/2022No2/75-85

Выпуск

Раздел

Инженерия (техническая физика)