Статьи автора

Обзор математических моделей систем накопления энергии для моделирования электроэнергетических систем. Часть I

Номер выпуска 2 от 01.02.2023

В настоящее время системы накопления энергии (СНЭ) становятся неотъемлемой частью современных электроэнергетических систем (ЭЭС) и используются для решения широкого спектра задач. С ростом мощности и объема их внедрения СНЭ начинают оказывать влияние на режимы и процессы в ЭЭС. В связи с этим возникает необходимость использования математических моделей СНЭ, учитывающих специфику, различные отличительные свойства каждого вида и типа СНЭ в составе моделей реальных ЭЭС. Однако в зарубежной и отечественной литературе отсутствуют обзорные работы о детальных математических моделях распространенных видов СНЭ и применяемых для них упрощений, которые можно использовать для адекватного моделирования ЭЭС реальной размерности в зависимости от решаемых задач. Поэтому в первой части данной статьи рассмотрены наиболее перспективные типы СНЭ, применяемые в составе ЭЭС, а также области и задачи их использования. Для рассматриваемых СНЭ описаны принципы реализации детальных математических моделей, структуры систем автоматического управления. Во второй части статьи приведены современные подходы к упрощению математических моделей СНЭ, последствия таких упрощений и области их применения. Таким образом, обзорная статья может помочь в выборе математической модели СНЭ для решения конкретных задач анализа их функционирования в составе реальных ЭЭС.

112 0

Обзор математических моделей систем накопления энергии для моделирования электроэнергетических систем. Часть II

Номер выпуска 3 от 01.03.2023

С развитием электроэнергетических систем (ЭЭС) с преобладанием возобновляемых источников энергии становится актуальным применение систем накопления энергии (СНЭ). При увеличении мощности применяемых СНЭ и доли их использования в ЭЭС они начинают оказывать существенное влияние на динамические свойства ЭЭС. Соответственно, решая задачи проектирования и эксплуатации ЭЭС с СНЭ, необходимым становится анализ и учет специфики их функционирования. Поскольку основной способ получения обозначенной информации математическое моделирование, то возникает вопрос адекватности подходов и способов воспроизведения процессов в СНЭ в составе ЭЭС. В первой части статьи были рассмотрены детальные математические модели основных элементов СНЭ. В рамках второй части статьи представлен анализ математических моделей разной степени детализации СНЭ в зависимости от типа накопителя энергии и ряда других факторов. Также в статье представлен обзор применяемых подходов к упрощению моделей СНЭ и их математическое описание. Рассматриваются области применения таких моделей. Кроме этого, представлен анализ ограничений и недостатков, связанных с упрощением моделей. Статья является обзорной и может помочь в выборе математической модели СНЭ для решения необходимых задач.

102 0

Адаптивный алгоритм управления на основе виртуального синхронного генератора. Часть 1

Номер выпуска 1 от 01.01.2024

В современных гибридных энергосистемах общая постоянная инерция системы не является постоянной величиной и зависит от доли генерируемой мощности возобновляемых источников энергии (ВИЭ), подключаемых к сети через силовые преобразователи, в каждый конкретный момент времени. Из-за этого требуемые в электрических сетях ограничения скорости изменения частоты и величины ее отклонения при возмущениях становятся труднореализуемыми с помощью традиционных подходов и средств. Актуальным является переход к новой стратегии управления ВИЭ, в рамках которой силовой преобразователь становится ведущим, что позволяет последним выполнять ряд необходимых системных функций. С этой целью может быть использован алгоритм управления на основе виртуального синхронного генератора (ВСГ), имитирующий свойства и возможности традиционной синхронной генерации для объектов ВИЭ. Однако из-за постоянно меняющихся схемно-режимных условий в гибридных энергосистемах создаваемая за счет ВСГ виртуальная инерция должна быть адаптивной. При этом эффективность адаптивных алгоритмов во многом зависит от используемой структуры ВСГ. В связи с этим в первой части статьи предложена модифицированная структура ВСГ, для которой сформирована передаточная функция контура по управлению активной мощностью. С помощью нее выполнен сравнительный анализ традиционной и модифицированной структур ВСГ, по результатам которого доказано отсутствие трех принципиальных противоречий у последней. За счет особых свойств достигнута возможность гибкого управления параметрами модифицированного ВСГ для достижения желаемого качества динамического отклика на любом этапе протекания переходного процесса. Во второй части статьи приведен анализ влияния параметров настройки на инерционные и демпфирующие свойства ВСГ, на основе которого разработаны адаптивные алгоритмы их изменения в зависимости от складывающихся схемно-режимных условий. Полученные аналитические выводы подтверждены путем нелинейного динамического моделирования.

118 0

Адаптивный алгоритм управления на основе виртуального синхронного генератора. Часть 2

Номер выпуска 2 от 01.02.2024

Увеличение уровня внедрения генерирующих установок на базе возобновляемых источников энергии с применением силовых преобразователей (СП) оказывает непосредственное влияние на динамические свойства современных энергосистем и, как следствие, характер протекания переходных процессов. Одной из основных проблем в таких сетях является значительное изменение величины общей инерции системы в течение времени, что приводит к увеличению скорости изменения частоты и величины ее максимального отклонения при различных возмущениях. Перспективным направлением решения данной проблемы является синтез новых структур систем управления СП на базе виртуального синхронного генератора (ВСГ) с адаптивно изменяющимися параметрами. Результаты исследования в рамках данного направления представлены в статье, которая состоит из двух частей. В первой части обоснована зависимость эффективности функционирования адаптивных алгоритмов управления параметрами ВСГ от используемой структуры. Выполнен сравнительный анализ разработанной модифицированной структуры ВСГ с традиционными алгоритмами и доказаны его принципиальные преимущества. Во второй части статьи представлен анализ влияния параметров модифицированной структуры ВСГ на динамический отклик с помощью переходных характеристик во временной области. На основе полученных результатов разработаны адаптивные алгоритмы независимого управления виртуальной инерцией и параметрами демпферной обмотки ВСГ. Выполненное математическое моделирование подтвердило надежную и эффективную работу разработанных адаптивных алгоритмов управления и модифицированной структуры ВСГ в целом. Из полученных в статье теоретических и экспериментальных результатов следует необходимость одновременного развития и совершенствования адаптивных алгоритмов управления и используемых для этого структур ВСГ.

127 0