Application of Discriminator Methods for Estimating the Operating Parameters of Power Districts Containing Distributed Generating Facilities
Keywords:
distributed generation, transient, operating parameters estimation, statistical methods, discriminator methods, emergency mode parameters measuring device, estimation error
Abstract
The specific features of electrical operation modes in power districts containing distributed generating facilities under different conditions in terms of their circuit configurations and operation are analyzed. The analysis has revealed significant deviations of electric power quality indicators and occurrence of short-term fluctuations of operating parameters in a wide dynamic range under the conditions of fast electromechanical transients. The basic principles used to set up discriminator methods are outlined, and the possibility of using them in estimating the operating parameters under the conditions of deviations from normal electric power quality indicators and influence of various distorting factors is shown. Simplified and complete structural diagrams of the discriminator frequency and voltage measuring device are presented, and their advantages are shown. Application of the Goertzel algorithm for minimizing the computation effort in implementing the discrete Fourier transform is substantiated. The results from investigations into the dynamic characteristics of the discriminator measuring device for estimating the operating parameters as applied to emergency control are presented. It is shown that under harsh conditions for digital processing of signals with the level of interference components up to 15% of the voltage amplitude, the errors of estimating the voltage signal frequency and amplitude do not exceed 2,5%. Based on the simulation results, the effectiveness of using discriminator methods in digital processing of signals has been proven.
References
Самойленко В.О., Ерошенко С.А., Паздерин А.В. Проблемы подключения и эксплуатации малой генерации. — Сб. докладов 5-й Международной научно-практической конф. в рамках специализированного форума «Expo Build Russia» «Эффективное и качественное снабжение и использование электроэнергии», 2016, с. 45—47.
Семендяев Р.Ю., Фишов А.Г., Энхсайхан Э. Восстановление нормального режима в локальных системах энергоснабжения, работающих автономно или параллельно с региональными электрическими сетями. — Новое в российской электроэнергетике, 2018, № 11, с. 50—61.
Илюшин П.В. Особенности реализации многопараметрической делительной автоматики в энергорайонах с объектами распределенной генерации. — Релейная защита и автоматизация, 2018, № 2 (31), с. 12—24.
Фишов А.Г., Петрищев А.В., Сердюков О.В. Идентификация классов состояния автономной системы энергоснабжения для управления режимом ее параллельной работы с централизованной электрической сетью. — Вестник Иркутского государственного технического университета, 2018, т. 22, № 1 (132), с. 168—185.
Семендяев Р.Ю., Фишов А.Г. Анализ актуальности ограничений по устойчивости в сетях с распределенной генерацией. — Изв. Кыргызского государственного технического университета им. И. Раззакова, 2017, № 4 (44), с. 240—246.
Венцель Е.С. Теория вероятностей: Учеб. для вузов. М.: Высшая школа, 1998, 576 с.
Радиоэлектронные системы: Основы построения и теория. Справочник. Изд. 2-е. /Под ред. Я.Д. Ширмана. М.: Радиотехника, 2007, 512 с.
Сосулин Ю.Г. Теоретические основы радиолокации и радионавигации: Учебное пос. для вузов. М.: Радио и связь, 1992, 304 с.
Куликов А.Л. Цифровое дистанционное определение повреждений ЛЭП/Под ред. М.Ш. Мисриханова. Н. Новгород: Изд-во Волго-Вятской академии гос. службы, 2006, 315 с.
Обалин М.Д., Куликов А.Л. Применение адаптивных процедур в алгоритмах определения места повреждения ЛЭП. — Промышленная энергетика, 2013, № 12, с. 35—39.
Ван Трис Г. Теория обнаружения, оценок и модуляции. Том 1/Пер. с англ. под ред. В.И. Тихонова. М.: Советское радио, 1972, 744 с.
Rebizant W., Szafran J., Wiszniewski A. Digital signal processing in power system protection and control. London: Springe, 2011, 316 p.
Куликов А.Л., Мисриханов М.Ш. Введение в методы цифровой релейной защиты высоковольтных ЛЭП: Учебное пос. М.: Энергоатомиздат, 2007, 198 с.
Фальшина В.А., Куликов А.Л. Алгоритмы упрощенной цифровой фильтрации электрических сигналов промышленной частоты. — Промышленная энергетика, 2012, № 5, с. 39—46.
Куликов А.Л., Фальшина В.А. Упрощенная адаптивная цифровая фильтрация электрических сигналов в условиях изменения частоты. — Изв. высших учебных заведений. Проблемы энергетики, 2013, № 1—2, с. 57—67.
Рабинер Л., Гоулд Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов/Пер.с англ. М.: Мир, 1978, 848 с.
Блейхут Р. Быстрые алгоритмы цифровой обработки сигналов/Пер. с англ. И.И. Грушко. М.: Мир, 1989, 448 с.
Phadke A.G., Thorp J.S. Computer relaying for power systems. A John Wiley and Sons, Ltd, 2009, 344 p.
Аржанников Е.А., Лукоянов В.Ю., Мисриханов М.Ш. Определение места короткого замыкания на высоковольтных линиях электропередачи. М.: Энергоатомиздат, 2003, 272 с.
Илюшин П.В. Особенности противоаварийного управления при аварийных дефицитах мощности в автономных энергосистемах. — Электро. Электротехника, электроэнергетика, электротехническая промышленность, 2016, № 5, с. 2—11.
Илюшин П.В. Особенности организации противоава- рийного управления в сетях с современными генерирующими установками. — Вестник Иркутского государственного технического университета, 2018, т. 22, № 5 (136), с. 134—151.
Гуревич Ю.Е., Илюшин П.В. Особенности расчетов режимов в энергорайонах с распределенной генерацией: монография. Н. Новгород: НИУ РАНХиГС, 2018, 280 с.
#
Samoilenko V.O., Yeroshenko S.A., Pazderin A.V. Sb. Dokladov 5-i Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konf. «Effektivnoye i kachestvennoye snabzheniye...» (Collection of lectures of the 5th International conf. «Effective and quality supply and use of electric power», 2016, pp 45—47.
Semendyayev R.Yu., Fishov A.E., Enkhsaikhan E. Novoye v rossiiskoi elektroenerguetike — in Russ. (New in the Russia electroenergy), 2018, No. 11, pp. 50—61.
Ilyushin P.V. Releinaya zashchita i avtomatizatsiya. — in Russ. (Relay defence and automation), 2018, No. 2 (31), pp. 12—24.
Fishov A.G., Petrishchev A.V., Serdukov O.V. Vestnik Irkutskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta — in Russ. (Bulletin of the Irkutsk State Technical University), 2018, vol. 22, No.1 (132), pp. 168—185.
Semendyayev R.Yu., Fishov A.G. Izvestiya Kirgyzkogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta imeni I. Razzakova — in Russ. (News of the Kirghiz state technical university of the name I. Razzakov), 2017, No. 4 (44), pp. 240—246.
Venttsel’ Ye.S. Teorija veroyatnostei: Uchebnik dlya vysov — in Russ. (Probability theory: text-book for higher educational establishments). Moscow, Vysshaya shkola, 1998, 576 p.
Radioelektronnye sistemy: Osnovy postroyeniya i teoriya (Radioelectronic systems: foundations of constraction and theory). Reference book. 2nd edition. Edit. by Ya.D. Shirman. Moscow, Radiotekhnika, 2007, 512 p.
Sosulin Yu.G. Teoreticheskiye osnovy radiolokatsii i radionavigatsii: Uchebnoye pos. dlya vuzov (Theoretical bases of radio-location and radionavigation: Train aid for institutions of higher learning. Moscow, Radio i svyaz’, 1992, 304 p.
Kulikov A.L. Tsyfrovoe distantsionnoye opredeleniye povrezhdenii LEP (Digital controlled from distance determination of damages of lines of electricity transmission)/Edit. by M.Sh. Misrikhanov. Nizhny Novgorod, Publ. of Volgo-vyatsk Academy of Government Service, 2006, 315 p.
Obalin M.D., Kulikov A.L. Promyshlennaya energetika — in Russ. (Industrial energy), 2013, No. 12, pp. 35—39.
Van Tris G. Teoriya obnaruzheniya, otsenok i modulyatsii (Theory of discowery, estimations and modulation). Vol. 1/Trans. from Eng. Edit. by V.I. Tikhonov. Moscow, Sovetskoye radio, 1972, 744 p.
Rebizant W., Szafran J., Wiszniewski A. Digital signal processing in power system protection and control. London: Springe, 2011, 316 p.
Kulikov A.L., Misrikhanov M.Sh. Vvedeniye v metody tsifrovoi releinoi zaschity vysokovol’tnykh LEP. Uchebnoye pos. (Introduction to the methods of digital relay defence of high-voltage lines of electricity transmission: Train aid). Moscow, Energoatomizdat, 2007, 198 p.
Fal’shina V.A., Kulikov A.L. Promyshlennaya energetika — in Russ. (Industrial energy), 2012, No. 5, p. 39—46.
Kulikov A.L., Fal’shina V.A. Izv. Vysshikh uchebnykh zavedenii. Problemy energetiki — in Russ. (News of higher educational establishments. Problems of energy), 2013, No. 1—2, pp. 57—67.
Rabiner L., Gould B. Teoriya iprimeneniye tsifrovoi obrabotki signalov (Theory and application of digital treatment of signals). Tran. from Eng. Moscow, Mir, 1978, 848 p.
Bleykhut R. Bystrye algoritmy tsifrovoi obrabotki signalov (Rapid algorithms of digital treatment of signals). Trans. from Eng. I.I. Grushko. Moscow, Mir, 1989, 448 p.
Phadke A.G., Thorp J.S. Computer relaying for power systems. A John Wiley and Sons, Ltd, 2009, 344 p.
Arzhannikov Ye.A., Lukoyanov V.Yu., Misrikhanov M.Sh. Opredeleniye mesta korotkogo zamykaniya na vysokovol’tnykh liniyakh elektroperedachi (Location of short circuit on the high-voltage lines of electricity transmission). Moscow, Energoatomizdat, 2003, 272 p.
Ilyushin P.V. Elektro, 2016, No. 5, pp. 2—11.
Ilyushin P.V. Vestnik Irkutskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta — in Russ. (Bulletin of the Irkutsk State Technical University), 2018, vol. 22, No. 5 (136), pp. 134—151.
Gurevich Yu.Ye., Ilyushin P.V. Osobennosti raschetov rezhimov v energoraionakh s raspredelennoi generatsiyei: monografiya (Fedtures of calculations of the modes in distrects with the up-diffused generation. Monograph). Nizhny Novgorod. NIU RANKhiGS, 2018, 280 p.
Семендяев Р.Ю., Фишов А.Г., Энхсайхан Э. Восстановление нормального режима в локальных системах энергоснабжения, работающих автономно или параллельно с региональными электрическими сетями. — Новое в российской электроэнергетике, 2018, № 11, с. 50—61.
Илюшин П.В. Особенности реализации многопараметрической делительной автоматики в энергорайонах с объектами распределенной генерации. — Релейная защита и автоматизация, 2018, № 2 (31), с. 12—24.
Фишов А.Г., Петрищев А.В., Сердюков О.В. Идентификация классов состояния автономной системы энергоснабжения для управления режимом ее параллельной работы с централизованной электрической сетью. — Вестник Иркутского государственного технического университета, 2018, т. 22, № 1 (132), с. 168—185.
Семендяев Р.Ю., Фишов А.Г. Анализ актуальности ограничений по устойчивости в сетях с распределенной генерацией. — Изв. Кыргызского государственного технического университета им. И. Раззакова, 2017, № 4 (44), с. 240—246.
Венцель Е.С. Теория вероятностей: Учеб. для вузов. М.: Высшая школа, 1998, 576 с.
Радиоэлектронные системы: Основы построения и теория. Справочник. Изд. 2-е. /Под ред. Я.Д. Ширмана. М.: Радиотехника, 2007, 512 с.
Сосулин Ю.Г. Теоретические основы радиолокации и радионавигации: Учебное пос. для вузов. М.: Радио и связь, 1992, 304 с.
Куликов А.Л. Цифровое дистанционное определение повреждений ЛЭП/Под ред. М.Ш. Мисриханова. Н. Новгород: Изд-во Волго-Вятской академии гос. службы, 2006, 315 с.
Обалин М.Д., Куликов А.Л. Применение адаптивных процедур в алгоритмах определения места повреждения ЛЭП. — Промышленная энергетика, 2013, № 12, с. 35—39.
Ван Трис Г. Теория обнаружения, оценок и модуляции. Том 1/Пер. с англ. под ред. В.И. Тихонова. М.: Советское радио, 1972, 744 с.
Rebizant W., Szafran J., Wiszniewski A. Digital signal processing in power system protection and control. London: Springe, 2011, 316 p.
Куликов А.Л., Мисриханов М.Ш. Введение в методы цифровой релейной защиты высоковольтных ЛЭП: Учебное пос. М.: Энергоатомиздат, 2007, 198 с.
Фальшина В.А., Куликов А.Л. Алгоритмы упрощенной цифровой фильтрации электрических сигналов промышленной частоты. — Промышленная энергетика, 2012, № 5, с. 39—46.
Куликов А.Л., Фальшина В.А. Упрощенная адаптивная цифровая фильтрация электрических сигналов в условиях изменения частоты. — Изв. высших учебных заведений. Проблемы энергетики, 2013, № 1—2, с. 57—67.
Рабинер Л., Гоулд Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов/Пер.с англ. М.: Мир, 1978, 848 с.
Блейхут Р. Быстрые алгоритмы цифровой обработки сигналов/Пер. с англ. И.И. Грушко. М.: Мир, 1989, 448 с.
Phadke A.G., Thorp J.S. Computer relaying for power systems. A John Wiley and Sons, Ltd, 2009, 344 p.
Аржанников Е.А., Лукоянов В.Ю., Мисриханов М.Ш. Определение места короткого замыкания на высоковольтных линиях электропередачи. М.: Энергоатомиздат, 2003, 272 с.
Илюшин П.В. Особенности противоаварийного управления при аварийных дефицитах мощности в автономных энергосистемах. — Электро. Электротехника, электроэнергетика, электротехническая промышленность, 2016, № 5, с. 2—11.
Илюшин П.В. Особенности организации противоава- рийного управления в сетях с современными генерирующими установками. — Вестник Иркутского государственного технического университета, 2018, т. 22, № 5 (136), с. 134—151.
Гуревич Ю.Е., Илюшин П.В. Особенности расчетов режимов в энергорайонах с распределенной генерацией: монография. Н. Новгород: НИУ РАНХиГС, 2018, 280 с.
#
Samoilenko V.O., Yeroshenko S.A., Pazderin A.V. Sb. Dokladov 5-i Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konf. «Effektivnoye i kachestvennoye snabzheniye...» (Collection of lectures of the 5th International conf. «Effective and quality supply and use of electric power», 2016, pp 45—47.
Semendyayev R.Yu., Fishov A.E., Enkhsaikhan E. Novoye v rossiiskoi elektroenerguetike — in Russ. (New in the Russia electroenergy), 2018, No. 11, pp. 50—61.
Ilyushin P.V. Releinaya zashchita i avtomatizatsiya. — in Russ. (Relay defence and automation), 2018, No. 2 (31), pp. 12—24.
Fishov A.G., Petrishchev A.V., Serdukov O.V. Vestnik Irkutskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta — in Russ. (Bulletin of the Irkutsk State Technical University), 2018, vol. 22, No.1 (132), pp. 168—185.
Semendyayev R.Yu., Fishov A.G. Izvestiya Kirgyzkogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta imeni I. Razzakova — in Russ. (News of the Kirghiz state technical university of the name I. Razzakov), 2017, No. 4 (44), pp. 240—246.
Venttsel’ Ye.S. Teorija veroyatnostei: Uchebnik dlya vysov — in Russ. (Probability theory: text-book for higher educational establishments). Moscow, Vysshaya shkola, 1998, 576 p.
Radioelektronnye sistemy: Osnovy postroyeniya i teoriya (Radioelectronic systems: foundations of constraction and theory). Reference book. 2nd edition. Edit. by Ya.D. Shirman. Moscow, Radiotekhnika, 2007, 512 p.
Sosulin Yu.G. Teoreticheskiye osnovy radiolokatsii i radionavigatsii: Uchebnoye pos. dlya vuzov (Theoretical bases of radio-location and radionavigation: Train aid for institutions of higher learning. Moscow, Radio i svyaz’, 1992, 304 p.
Kulikov A.L. Tsyfrovoe distantsionnoye opredeleniye povrezhdenii LEP (Digital controlled from distance determination of damages of lines of electricity transmission)/Edit. by M.Sh. Misrikhanov. Nizhny Novgorod, Publ. of Volgo-vyatsk Academy of Government Service, 2006, 315 p.
Obalin M.D., Kulikov A.L. Promyshlennaya energetika — in Russ. (Industrial energy), 2013, No. 12, pp. 35—39.
Van Tris G. Teoriya obnaruzheniya, otsenok i modulyatsii (Theory of discowery, estimations and modulation). Vol. 1/Trans. from Eng. Edit. by V.I. Tikhonov. Moscow, Sovetskoye radio, 1972, 744 p.
Rebizant W., Szafran J., Wiszniewski A. Digital signal processing in power system protection and control. London: Springe, 2011, 316 p.
Kulikov A.L., Misrikhanov M.Sh. Vvedeniye v metody tsifrovoi releinoi zaschity vysokovol’tnykh LEP. Uchebnoye pos. (Introduction to the methods of digital relay defence of high-voltage lines of electricity transmission: Train aid). Moscow, Energoatomizdat, 2007, 198 p.
Fal’shina V.A., Kulikov A.L. Promyshlennaya energetika — in Russ. (Industrial energy), 2012, No. 5, p. 39—46.
Kulikov A.L., Fal’shina V.A. Izv. Vysshikh uchebnykh zavedenii. Problemy energetiki — in Russ. (News of higher educational establishments. Problems of energy), 2013, No. 1—2, pp. 57—67.
Rabiner L., Gould B. Teoriya iprimeneniye tsifrovoi obrabotki signalov (Theory and application of digital treatment of signals). Tran. from Eng. Moscow, Mir, 1978, 848 p.
Bleykhut R. Bystrye algoritmy tsifrovoi obrabotki signalov (Rapid algorithms of digital treatment of signals). Trans. from Eng. I.I. Grushko. Moscow, Mir, 1989, 448 p.
Phadke A.G., Thorp J.S. Computer relaying for power systems. A John Wiley and Sons, Ltd, 2009, 344 p.
Arzhannikov Ye.A., Lukoyanov V.Yu., Misrikhanov M.Sh. Opredeleniye mesta korotkogo zamykaniya na vysokovol’tnykh liniyakh elektroperedachi (Location of short circuit on the high-voltage lines of electricity transmission). Moscow, Energoatomizdat, 2003, 272 p.
Ilyushin P.V. Elektro, 2016, No. 5, pp. 2—11.
Ilyushin P.V. Vestnik Irkutskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta — in Russ. (Bulletin of the Irkutsk State Technical University), 2018, vol. 22, No. 5 (136), pp. 134—151.
Gurevich Yu.Ye., Ilyushin P.V. Osobennosti raschetov rezhimov v energoraionakh s raspredelennoi generatsiyei: monografiya (Fedtures of calculations of the modes in distrects with the up-diffused generation. Monograph). Nizhny Novgorod. NIU RANKhiGS, 2018, 280 p.
