Новый метод подавления феррорезонанса в IEEE 33

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 3381 (2023) Цитировать эту статью

673 Доступа

Подробности о метриках

Хотя интеграция распределенной генерации (РГ) в систему распределения (РС) имеет ряд преимуществ, она может сопровождаться некоторыми проблемами, такими как феррорезонанс. Таким образом, исследования феррорезонанса в интегрированной ДС с несколькими ДГ были определены как пробел в исследованиях. С этой целью в данной статье представлен новый метод снижения феррорезонанса в распределительных сетях, после чего был исследован феррорезонанс в радиальной ДС шины IEEE-33, интегрированной с несколькими ДГ. Здесь шунтовый ограничитель RLC представлен как метод уменьшения феррорезонанса, включая подход к проектированию, позволяющий регулировать его размеры в соответствии с системой. Исследования показали, что этот шунт использует детектор обратной последовательности для подключения к системе во время феррорезонанса. Наконец, эффективность и превосходство предложенного метода были продемонстрированы путем сравнения его результатов с результатами, полученными с использованием других существующих методов подавления феррорезонанса, используемых в литературе.

В условиях растущих глобальных опасений по поводу истощения запасов ископаемого топлива, включая экологические последствия их использования, внедрение распределенной генерации (ДР) изображается как идеальное решение1. Примечательно, что распространение РГ принесло многочисленные выгоды электросистеме, окружающей среде и потребителям2,3. Кроме того, стоимость потерь в электрической сети увеличивает счета потребителей. В результате ДГ считаются значительным преимуществом для потребителей с точки зрения снижения их затрат за счет уменьшения потерь в электрической системе4,5. Кроме того, возобновляемые источники энергии способствуют смягчению проблемы глобального потепления и выбросов парниковых газов, а также сокращению выбросов6,7. Поэтому ожидается, что к 2050 году номинальная энергия, вырабатываемая из возобновляемых источников энергии, будет составлять половину мировой энергетической электроэнергии8. Кроме того, генеральные директора поддержали расширение рынка электроэнергии и инвестиции в электрические сети9, которые являются отличным решением проблемы перегруженности транспортных линий10. Они также используются для снижения потерь мощности системы, улучшения качества электроэнергии и повышения надежности системы11,12. Однако льготы различаются в зависимости от типа РГ. Кроме того, хотя ГД имеют многочисленные преимущества, при их использовании возникают некоторые проблемы. В результате на исследование и решение большинства проблем затрачиваются значительные усилия. В настоящее время выделено четыре типа ГД. Первый тип потребляет только активную мощность, второй тип потребляет как активную, так и реактивную мощность, третий тип потребляет только реактивную мощность, а четвертый тип потребляет активную мощность, если он не потребляет реактивную мощность13. Следовательно, из-за преимуществ этой системы было проведено несколько исследований влияния DG на сеть, чтобы продемонстрировать их усилия.

Среди этих исследований в ссылке 1 описан метод контроллера для улучшения стабильности синхронизации генераторов на основе инверторов с сетью во время неисправных состояний. Их модель была основана на определении максимального отклонения фиксированной частоты. Однако в статье 14 была указана роль интеграции ветровых генераторов в секцию передачи для снижения стоимости производства электроэнергии и выбросов CO2. Они также продемонстрировали стоимость инвестиций в ветроэнергетику, в том числе ее роль в улучшении рынка электроэнергии. Напротив, в то время как в [15] обсуждались методы интеграции ДГ с электромобилями в систему распределения (РС) для улучшения показателей производительности системы, в [16] был разработан методологический подход для определения оптимального баланса мощности между централизованными станциями и ДГ. Кроме того, в работе 17 представлен алгоритм усиления системы защиты на основе реле дистанционной защиты при аварийных режимах в кольцевых сетях с высокой проникающей способностью ДГ. В другом исследовании, в то время как в ссылке 7 объяснялось использование стабилизатора матричного преобразователя для управления двунаправленным потоком мощности, вызываемым генераторами, в статье 18 использовались генераторы для улучшения профиля напряжения DS. В ссылках 19 также представлена ​​конструкция фильтра C-типа для подавления гармоник, вызываемых возобновляемыми генераторами, тогда как в ссылках 19, 20 представлен вклад генераторов на основе инверторов в поддержку динамического отклика системы и реакции восстановления частоты в возможных кратчайшие сроки. Далее в [8] представлена ​​реализация регенеративных ДГ в ДС, включая процедуры управления ими в условиях пониженного напряжения; В ссылке 22 представлены улучшения напряжения и частоты ДС, интегрированных с инверторными ДГ, за счет регулировки импеданса линий системы, а в ссылке 23 обсуждается использование аккумуляторных систем хранения энергии в сочетании с инверторными ДГ для улучшения переходных процессов. стабильность системы.