Влияние подключения фотоэлектрической станции мощностью 2 МВт на устойчивость энергосистемы в Ираке-Сулеймания

  • Бишро Хамад Амеен РАСОЛ
  • Хайдер Джасим МОХАММЕД
  • Кайс Аднан АЛИ
Ключевые слова: фидер 11 кВ, фотоэлектрическая система мощностью 2000 кВт, MATLAB/Simulink, устойчивость энергосистемы

Аннотация

Подключение фотоэлектрических систем повышает энергоэффективность электрических сетей за счет снижения потерь электроэнергии и улучшения профиля сетевого напряжения. При этом нежелательными последствиями являются колебания мощности и напряжения, сбои в работе защитных устройств, недостаточная нагрузка и перегрузка фидеров, а также гармонические искажения. На динамическую нестабильность напряжения сильно влияют параметры фотоэлектрической системы, обусловленные эффектами рассеивания облаков, температурой и быстрым изменением солнечной радиации. Статья посвящена исследованию влияния модели фотоэлектрической генерации мощностью 2000 кВт, подключенной к сети, на устойчивость энергосистемы, в частности на стабильность напряжения и частоты. На первом этапе определены полная характеристика и конструкция фотоэлектрической установки мощностью 2000 кВт. Кроме того, также будет изучен соответствующий контроль и соответствующая рабочая реакция. Эта модель и ее взаимодействие с частотой и напряжением энергосистемы будут проанализированы с помощью моделирования в Matlab. Применяя системную модель, во всех нештатных ситуациях, таких как нарушение напряжения сети в точке общего присоединения и в напряжении источника сети, потери сетевой системы, неисправность, изменение частоты, нагрузки и освещенности, будут исследованы и задокументированы. Приведены результаты моделирования.

Биографии авторов

Бишро Хамад Амеен РАСОЛ

аспирант, ведущий инженер, MOE-KRG ELECTRIC, Министерство энергетики регионального правительства Курдистана – Ирак, 44001, Эрбиль, Ирак

Хайдер Джасим МОХАММЕД

аспирант, ассистент кафедры машиностроения, Майсан университет, Майсан, Аль-Амара, 62001, Ирак.

Кайс Аднан АЛИ

аспирант, ассистент, Инженерно-технический колледж, Северный технический университет, Киркук, 36001, Ирак.

Литература

Li H. et al. 2012. Real and Reactive Power Control of a Three-Phase Single-Stage PV System and PV Voltage Stability. – Power and Energy Society General Meeting, 2012, DOI:10.1109/PESGM.2012.6343965.

Elgamal M. et al. An Optimal Day-Ahead Operation Strategy for Hybrid Energy Microgrid. – IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering, 2019, pp. 489–494, DOI:10.1109/EIConRus.2019.8657280.

Mitsugi Y., Yokoyama A. Phase Angle and Voltage Stability Assessment in Multi-Machine Power System with Massive Integration of PV Considering PV” s FRT Requirements and Dynamic Load Characteristics. – Power System Technology (POWERCON), 2014, DOI: 10.1109/POWERCON.2014.6993977.

Refaat A., Osman M.H., Korovkin N.V. Optimum Power Extraction from Non-Uniform Aged PV Array Using Current Collector Optimizer Topology. – Электричество, 2019, № 10, с. 54–60.

Yan R., Saha T.K. Investigation of Voltage Stability for Residential Customers Due to High Photovoltaic Penetrations. – IEEE Transactions on Power Systems, 2012, vol. 27(2), pp. 651–662, DOI: 10.1109/TPWRS.2011.2180741.

Refaat A., Elgamal M., Korovkin N.V. A Novel Grid-Connected Photovoltaic Centralized Inverter Topology to Improve the Power Harvest during Partial Shading Condition. – Электричество, 2019, № 7, с. 59–68.

El Nozahya M.S., Salama M.M.A. Technical Impacts of Grid-Connected Photovoltaic Systems on Electrical Networks. Department of Electrical and Computer Engineering – A Review. – Journal of Renewable and Sustainable Energy, 2013, vol. 5(3), DOI:10.1063/1.4808264.

Osman M.H., Refaat A., Korovkin N.V. A Novel Method to Extract Single-Diode PV Parameters Based on Datasheet Values. – Электричество, 2021, № 2, с. 16–21.

Mahmud M.A., Pota H.R., Hossain M.J. Dynamic Stability of Three-Phase Grid-Connected Photovoltaic System using Zero Dynamic Design Approach. – IEEE Journal of Photovoltaics, 2012, vol. 2(4), pp. 564–571, DOI:10.1109/JPHOTOV.2012.2195551.

Refaat A., Korovkin N. A New Photovoltaic Current Collector Optimizer to Enhance the Performance of Centralized Inverter Topologies. – Advances in Intelligent Systems and Computing, 2020, vol. 982 (1), pp. 216–224, DOI:10.1007/978-3-030-19756-8_20.

Kamaruzzaman Z.A. et al. Effect of Grid-Connected Photovoltaic Systems on Static and Dynamic Voltage Stability with Analysis Techniques. – Przeglad Elektrotechniczny, 2015, vol. 91(6), pp. 135–140, DOI:10.15199/48.2015.06.27.

Refaat A., Elgamal M., Korovkin N.V. A Novel Photovoltaic Current Collector Optimizer to Extract Maximum Powerduring Partial Shading or Mismatch Conditions. – IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering, 2019, pp. 407–412, DOI:10.1109/EIConRus.2019.8657173.

Kabir S., Nadarajah M., Bansal R. Impact of Large-Scale Photovoltaic System on Static Voltage Stability in Sub-Transmission Network. – ECCE Asia Downunder, 2013, DOI:10.1109/ECCE-Asia.2013.6579138.

Kabir S., Krause O., Bartlett S. Impact of Large-Scale Photovoltaic System on Short- and Long-Term Voltage Stability in Sub-Transmission Network. – Australasian Universities Power Engineering Conference (AUPEC), 2013, DOI: 10.1109/AUPEC.2013.6725355.

Amarasekara H.W.K.M. et al. Impact of Renewable Power Integration on VQ Stability Margin. – Australasian Universities Power Engineering Conference (AUPEC), 2013, DOI: 10.1109/AUPEC.2013.6725356.

Xiaoyan X. et al. Modelling of Large Grid-Integrated PV Station and Analysis its Impact on Grid Voltage. – International Conference on Sustainable Power Generation and Supply, 2009, DOI:10.1109/SUPERGEN.2009.5348187.

#

Li H. et al. 2012. Real and Reactive Power Control of a Three-Phase Single-Stage PV System and PV Voltage Stability. – Power and Energy Society General Meeting, 2012, DOI:10.1109/PESGM. 2012.6343965.

Elgamal M. et al. An Optimal Day-Ahead Operation Strategy for Hybrid Energy Microgrid. – IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering, 2019, pp. 489–494, DOI:10.1109/EIConRus.2019.8657280.

MITSUGI Y., YOKOYAMA A. Phase Angle and Voltage Stability Assessment in Multi-Machine Power System with Massive Integration of PV Considering PV” s FRT Requirements and Dynamic Load Characteristics. – Power System Technology (POWERCON), 2014, DOI: 10.1109/POWERCON.2014.6993977.

Refaat A., Osman M.H., Korovkin N.V. Optimum Power Extraction from Non-Uniform Aged PV Array Using Current Collector Optimizer Topology. – Elektrichestvo, 2019, No. 10, pp. 54–60.

Yan R., Saha T.K. Investigation of Voltage Stability for Residential Customers Due to High Photovoltaic Penetrations. – IEEE Transactions on Power Systems, 2012, vol. 27(2), pp. 651–662, DOI: 10.1109/TPWRS.2011.2180741.

Refaat A., Elgamal M., Korovkin N.V. A Novel Grid-Connected Photovoltaic Centralized Inverter Topology to Improve the Power Harvest during Partial Shading Condition. – Elektrichestvo, 2019, No. 7, pp. 59–68.

El Nozahya M.S., Salama M.M.A. Technical Impacts of Grid-Connected Photovoltaic Systems on Electrical Networks. Department of Electrical and Computer Engineering – A Review. – Journal of Renewable and Sustainable Energy, 2013, vol. 5(3), DOI:10.1063/1.4808264.

Osman M.H., Refaat A., Korovkin N.V. A Novel Method to Extract Single-Diode PV Parameters Based on Datasheet Values. – Elektrichestvo, 2021, No. 2, pp. 16–21.

Mahmud M.A., Pota H.R., Hossain M.J. Dynamic Stability of Three-Phase Grid-Connected Photovoltaic System using Zero Dynamic Design Approach. – IEEE Journal of Photovoltaics, 2012, vol. 2(4), pp. 564–571, DOI:10.1109/JPHOTOV.2012.2195551.

Refaat A., Korovkin N. A New Photovoltaic Current Collector Optimizer to Enhance the Performance of Centralized Inverter Topologies. – Advances in Intelligent Systems and Computing, 2020, vol. 982 (1), pp. 216–224, DOI:10.1007/978-3-030-19756-8_20.

Kamaruzzaman Z.A. et al. Effect of Grid-Connected Photovoltaic Systems on Static and Dynamic Voltage Stability with Analysis Techniques. – Przeglad Elektrotechniczny, 2015, vol. 91(6), pp. 135–140, DOI:10.15199/48.2015.06.27.

Refaat A., Elgamal M., Korovkin N.V. A Novel Photovoltaic Current Collector Optimizer to Extract Maximum Powerduring Partial Shading or Mismatch Conditions. – IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering, 2019, pp. 407–412, DOI:10.1109/EIConRus.2019.8657173.

Kabir S., Nadarajah M., Bansal R. Impact of Large-Scale Photovoltaic System on Static Voltage Stability in Sub-Transmission Network. – ECCE Asia Downunder, 2013, DOI:10.1109/ECCE-Asia.2013.6579138.

Kabir S., Krause O., Bartlett S. Impact of Large-Scale Photovoltaic System on Short- and Long-Term Voltage Stability in Sub-Transmission Network. – Australasian Universities Power Engineering Conference (AUPEC), 2013, DOI: 10.1109/AUPEC.2013.6725355.

Amarasekara H.W.K.M. et al. Impact of Renewable Power Integration on VQ Stability Margin. – Australasian Universities Power Engineering Conference (AUPEC), 2013, DOI: 10.1109/AUPEC. 2013.6725356.

Xiaoyan X. et al. Modelling of Large Grid-Integrated PV Station and Analysis its Impact on Grid Voltage. – International Conference on Sustainable Power Generation and Supply, 2009, DOI:10.1109/SUPERGEN.2009.5348187

Опубликован
2023-10-26
Раздел
Статьи