降低功率损耗使用最佳的住宿可再生分布式发电和智能操作

一边一个¹Balamurugan J²,PK木豆³,Narendran⁴

PG学者(电力电子)、Veltech大学、印度钦奈
PG学者(电力电子)、Veltech大学、印度钦奈
Veltech大学教授,部门的EEE钦奈,印度
PG学者(电力电子)、Veltech大学、印度钦奈

文摘

分布式发电和风能的渗透尤其是未来几年预计将显著增加,和一个巨大的转变在控制、操作和分销网络规划是必要的,如果这一代是符合成本效益的方式有关。传统上,分销网络运营与单向流动和被动网络设计通过确定性(负载流)研究考虑临界情况下,分销网络可以用最少的控制操作。与越来越多的分布式发电的连接,这些网络变得活跃和与权力两个方向流动,因此需要更聪明的管理形式。增加连接间歇性分布式发电、风力发电等分销网络需要新的控制策略提供更大的灵活性和使用现有的网络资产。主动网络管理(ANM)将发挥重要的作用,将有助于促进新一代的连接不需要传统的增援部队。一个多阶段的交流最优潮流(OPF)的技术来评估新间歇性分布式发电的最大容量能够连接到一个分销网络当ANM控制策略。ANM方案嵌入OPF包括协调电压控制、自适应功率因数、能源缩减和需求侧管理

关键字

负载流量,最优功率流,需求最大化,最小化损失。

介绍

本文档是一个模板。电子副本可以从会议网站下载。问题在纸上的指导方针,请联系会议出版物委员会在会议网站上显示。雷竞技网页版关于期末论文提交的信息可以从会议网站。

一般

分布式发电是一个电源直接连接到网络或客户站点的分布表。分布式发电和风能的渗透尤其是未来几年预计将显著增加,和一个巨大的转变在控制、操作和分销网络规划是必要的,如果这一代是符合成本效益的方式有关。传统上,分销网络运营与单向流动和被动网络设计通过确定性(负载流)研究考虑临界情况下,分销网络可以用最少的控制操作。与越来越多的分布式发电的连接,这些网络变得活跃和与权力两个方向流动,因此需要更聪明的管理形式。

分布式发电

分布式发电(DG)是指发电的消费,现场发电,而不是集中和根据CIGRE工作组定义,这是分散的一代:

一个¯不是中央计划

今天一个¯不集中派遣

一个¯通常连接到分销网络

一个¯小于50或100兆瓦

没有中央计划或派遣意味着单位承诺或无功功率等主要影响一代系统操作员的失控。

总干事能力最大化

被动分销网络经营理念倾向于限制EWG可以连接到分销网络展示的好处等替代有源网络控制生成减少,吸收无功功率和协调电网(on-load-tap-control)内电压调整现有的分销网络。结果表明,通过实施积极的网络管理,EWG的装机容量增加风力发电(嵌入式)可以连接到现有的分销网络可以大大增加,如例子所示,尤其是使用电网协调控制)。先进的最优潮流(OPF)的开发研究提出的潜在收益和成本控制。DG植物的最佳住宿和操作以减少损失引起了的兴趣研究团体在过去15年。研究发现在文献中可以分为两种方法:功率损耗最低化和最小化的能量损失。

功率损耗最小化

DG单元的“最优”住宿和上浆,需求被忽视的时变特性很可能导致次优的结果提供了一个简单的四张公交测试馈线7.5 MW的总需求高峰。1.01便士。你目标电压在电网供给点(GSP)二次母线。为了调查DG对损失的影响三个案例进行评估:

1。最大要求“权力只有“快照以固定最大DG产出和固定的最大需求。

2。变量要求固定最大能量分析DG产出和一年一度的负载曲线。

3所示。变量和DG-an能源需求分析DG是由风力发电输出数据和需求。

能量损失最小化

最优功率流被广泛接受并主要用于解决经济调度问题。它可以适应不同的目标和约束,例如,一个OPF-like(减少梯度)方法应用于(权力)损失最小化问题。类似的配方与DG容量最大化的目标也被采用。然而,在这些OPF-based方法,只有高峰需求和网络被认为是被动的操作。OPF制定基本的多阶段的AC最小化网络的总能量损失在时间范围包括时间、使用OPF的元素。

功率损耗和能量损失

这个损失analysis-focused AC OPF的目标函数是最小化的总能量(线)损失在给定的时间范围内。多周期,需求/代。组合,是通过为每个组合,提供一组不同的功率流变量与一个独特的、inter-period中使用的发电能力变量分析。

制定使用MULTIPERIOD交流最优功率流能量损失问题

动态控制的配电变压器抽头转换开关(电网)可能允许更多DG能力连接通过选择电网二次电压允许最大的出口DG同时确保上下电压是受人尊敬的。在每一个时期,电网二次电压被当作一个变量(不固定)参数,不同的法定范围内。OPF实践遵循标准的电网模型允许选择“最好”的点击设置。这不同于严格的电压约束应用于功率流和OPF模型在电网使用。实际上,OPF的选择是模仿的决策过程协调系统选择的电压将获得最大的好处。在节点公共汽车所需的电压可以保持在可接受的范围内通过直接控制电压或通过控制无功功率流。设备通常用于电压和无功功率控制载分接开关电网变压器、开关并联电容和电压调整器的步骤。onload抽头转换开关变压器(电网)是一个变压器,自动调节阀门,通常1 - 3 %的步骤。和离散值控制,能够调节变压器的二次侧的电压在网络,在配电系统通常是可用的。虽然一步调压器是一个自耦变压器与自动调节阀门,通常安装在支线太长特别是与电网电压调节和并联电容器是不足以保持电压在可接受范围之内。 Voltage and reactive power control involves proper coordination among the available voltage and reactive power control equipment. The use of coordinated voltage control with on-load tap changers enables the connection of an increased DG capacity by actively changing the OLTC transformer setting and maintaining the voltages of a distribution network within defined limits. The word coordination comes from choosing the proper tap setting of both the OLTC and the voltage regulator during each period. For a complex network configuration, the OLTC transformer and voltage regulator tap settings can be determined by optimization techniques but as mentioned before, for simplicity, the taps will have continuous values and not discrete values to avoid changing the model from non-linear model to a mixed non-linear model which has much higher complexity.

IADAPTIVE功率控制

许多DG技术可以在一系列权力因素。设想,DG可以提供一个方案,每个发电机的功率角派出为每个给定的范围内。风力涡轮机尤其是配备电力电子控制器应该能够向电网提供必要的无功功率支持,这可以集中派遣所需的无功功率分配网络运营商(上述),换句话说风力涡轮机的功率因数控制,使风能渗透水平最大化。提出的控制方案需要风力发电机在负荷高峰时段产生无功功率和低负载非高峰时段期间生成和吸收无功功率和高代。所以在实践中需要DG操作在一定范围的功率因数。

能源缩减

生成缩减背后的主要思想是,电力企业可能会发现经济方便被切断在某些情况下,如果电力生产者可以安装更大的发电机和出售能源大多数时候这种主动发电缩短是一种控制发电机时,可能是有效的连接到一个网络薄弱,R / X高的比率。盈利的减少一些风力发电机的有功功率输出的有限时间内,允许连接大容量,避免网络的强化。一代风缩减很可能需要在最低的时候正值高输出的需求,如在瑞典夏天的晚上。有功功率一代缩减当地电压控制方案,控制电压通过约束DG的有功功率限制电压上升,这是非常有用的,因为它允许将一个更大的工厂生产能力连接,所以为了缓解过电压问题和热网络限制这限制了DG能力特别是在最低的需求,可能需要减少一定量的风能注入到网络。虽然风能产出减少,风力发电机的开发人员仍可能获得更多的利润由于安装更多的风力涡轮机的可能性。风能的方法可以在一定期限内限制为了减轻任何电压或热约束违反。例如,对于一个特定的时期,有不同的负荷需求和风能可能的组合。风能是限制在最小需求和最大风能的结合。通过添加负一代权力缩减是制定(或积极的需求)变量在每个DG单元相同的位置,仅仅影响主动和被动节点功率平衡约束相关。

该方法

研究低频在大型互联电力系统机电振荡。尽管它体积小,它密切模仿典型的系统在实际操作的行为。

单行的图所示表示三相,60赫兹,735千伏电力系统传输350伏安电力从发电厂组成的六个发电机等效系统通过输电线路600公里。输电线路分裂成两个300公里线路连接之间公交车B1、B2和B3。提高传输容量,每一行都是串联补偿电容器代表40%的线路电抗。两行也分流330兆乏并联电抗补偿。并联和串联补偿设备座落在B2变电站300 MVA-735/230 kV变压器提要230 kV - 250 MW负荷。每个串联补偿银行保护的金属氧化物压敏电阻(MOV1和MOV2)。1号线的两个断路器CB1和CB2所示

结论

能量损失的最小化并将dno开放电力市场的一个重要焦点。越来越感兴趣(可再生)生成连接在分布水平代表了一个机会,如果正确利用(通过最佳住宿或激励/经济信号),有助于减少能源损失。正如本文所演示的,减少功率损耗的实践通过检查只有一个(峰值)加载条件不太可能导致整体最优能量减少。此外,减少能量损失的唯一目标倾向于妥协的潜在可再生发电能力,可以连接到分销网络。相反,必须找到一个平衡,在一个监管框架过度损失处罚,低碳能源和损失之间的净效益最大化。多时期AC OPF-based技术证明最佳住宿加上足够的功率因数DG单元的设置可以收获巨大收益的损失减少。这更少的技术复杂的解决方案可以很容易地实现在大多数分销网络提供了潜在的商业和监管障碍缓解通过使用激励。进一步上涨可以通过使用智能网格控制方案(协调电压控制和自适应功率因数控制),虽然能量损失的经济本身可能不是证明所需的基础设施。

这项工作后,以下的结论可以:

1。被动的分销网络经营理念倾向于限制EWG可以连接到分销网络。

2。通过战略采用ANM计划,普及率非常高水平的新变量发电能力可以达到相比分销网络的广泛使用被动的操作。

3所示。多阶段的AC OPF-based技术探索了最大风能,可以通过网络与不同的主动管理选项,因此可以用来评估的系统规划过程中网络运营商。

4所示。代缩减的主要目的是让DG能力超出了分销网络的连接限制往往提高能量损失,因此当目标是最小化的能量损失,能量缩减控制方案不考虑。

5。多阶段的AC OPF-based技术表明,最优CVC加上足够的功率因数DG单元的设置会导致重大利益损失减少。

6。人们已经发现,与ANM计划,平均电压偏差可以减少。

7所示。通过增加负载功率的水平可以减少,更多的DG能力可以实现。

承认

我一边抚摸。谢谢我的丈夫,女儿,家庭成员,P.K.木豆,教授,Veltech大学和支持支持我的员工在困难的情况下完成期刊论文。

引用

托马斯•阿克曼Goran Andersson Lennart索德,分布式发电:一个定义,“电力系统研究中,57卷,第204 - 195页,2001年。
t·阿克曼,风力发电在电力系统:约翰威利& Sons, 2005。
37.23 CIGRE工作组”,影响电力系统的分散代增加的贡献,”巴黎,法国1999。
刘s . n和g . Strbac最大化渗透的风力发电现有的分销网络,“IEE程序——一代,输电和配电,149卷,第262 - 256页,2002年。
c . l .大师j . Mutale g . Strbac s Curcic n·詹金斯,“统计评估配电系统电压的嵌入式风力发电,”IEE程序——一代,输电和配电,147卷,第212 - 207页,2000年。
l·f·奥乔亚c . j .凹痕和g·p·哈里森,“分销网络能力评价:变量DG和活跃的网络,“IEEE电力系统,25卷,第95 - 87页,2010年。
r·a·f·库里g·w·奥尔特,r·w·弗迪斯·d·f·Mac情夫,m·史密斯和j·r·麦当劳“积极管理风电场输出功率,IEEE电力系统,23卷,第1524 - 1523页,2008年。
EA技术”,一个活跃的网络管理基础设施和技术审查和评估实践,”英国工业贸易部(DTI), 2006年4月。
d . Das r . Esmaili l .徐d·尼科尔斯”一个网格连接的优化设计混合DistributedEnergy风力/光伏/燃料电池系统生产、“Proc。IEEE工业电子会议,第2504 - 2499页,2005年11月. .
Dos Reis, F.S.,Tan, K. and Islam, S.,“Using PFC for harmonic mitigation turbine energy conversion systems” in Proc. of the IECON 2004 Conference, pp. 3100- 3105, Nov. 2004
J.A.P.洛佩斯,c . l . Moreira和a·g·Madureira”定义为微型电网坐落操作控制策略,IEEE电力系统,21卷,第924 - 916页,2006年。