Автономные инверторы: динамика и устойчивость

Июль 31, 2022

Главная
Физика
Автономные инверторы: динамика и устойчивость

Содержание

2. План Развитие распределительных сетей и необходимость в новых методах регулирования Регулирование автономных инверторов Устойчивость систем автономных
3. Распределительные сети будущего Типичная распределительная сеть Потребители подключены к подстанции Установка устройств распределенной генерации Установка накопителей
4. Простой пример необходимости регулирования Аккумулятор питает нагрузку Подключаем второй аккумулятор Как избежать излишних перетоков?
5. Регулирование генерации Один ведущий генератор, перераспределение нагрузки выполняется «вручную» Становится непрактичным с ростом размера сети Необходимы
6. Регулирование генерации в электрических сетях Частота вращения генератора является индикатором баланса мощности Измеряем частоту – регулируем
7. Режимы работы инвертора На терминале регулируется частота и величина напряжения Частота регулируется в ответ на потребляемую
8. Регулирование инвертора: динамическая модель Какие значения коэффициентов статизма допустимы? Динамика частоты и напряжения: Динамика синхронной машины:
9. Возможные сценарии возникновения неустойчивости Расширение сети Добавление инвертора в сеть «Усиление» сети Добавление линий в сеть
10. Автономные инвероры: оценка статической устойчивости Линеаризованная модель:
20. Plug-and-Play стандарты?
21. Ссылки P. Vorobev, P. H. Huang, M. Al Hosani, J. L. Kirtley and K. Turitsyn, "High-Fidelity
22. Благодарности MIT/Skoltech initiative Skoltech-MIT Next Generation program The Ministry of Education and Science of Russian Federation
24. Скачать презентацию

Слайд 2

План
Развитие распределительных сетей и необходимость в новых методах регулирования
Регулирование автономных инверторов
Устойчивость

систем автономных инверторов
В чем принципиальная особенность инверторов?
Децентрализованные условия устойчивости инверторных систем
Возможность реализации стандарта plug-and-play

Слайд 3

Распределительные сети будущего
Типичная распределительная сеть
Потребители подключены к подстанции
Установка устройств распределенной

генерации
Установка накопителей
Возможна ли автономная работа?

Слайд 4

Простой пример необходимости регулирования
Аккумулятор питает нагрузку
Подключаем второй аккумулятор
Как избежать излишних перетоков?

Слайд 5

Регулирование генерации
Один ведущий генератор, перераспределение нагрузки выполняется «вручную»
Становится непрактичным с

ростом размера сети
Необходимы методы автоматического регулирования генерации

Слайд 6

Регулирование генерации в электрических сетях
Частота вращения генератора является индикатором баланса мощности
Измеряем

частоту – регулируем механическую мощность
Полностью децентрализованная система управления генерацией

Слайд 7

Режимы работы инвертора
На терминале регулируется частота и величина напряжения
Частота регулируется в

ответ на потребляемую мощность
Для надежной работы сети необходимы несколько автономных инверторов

Ведомый режим:

Автономный режим[1]:

Выходной ток регулируется в зависимости от терминального напряжения
Применяется, например, для подключения солнечных батарей
Для работы необходима внешняя сеть

[1]. Pogaku, N., Prodanovic, M., & Green, T. C. (2007). Modeling, analysis and testing of autonomous operation of an inverter-based microgrid. IEEE Transactions on power electronics, 22(2), 613-625.

Слайд 8

Регулирование инвертора: динамическая модель
Какие значения коэффициентов статизма допустимы?
Динамика частоты и

напряжения:

Динамика синхронной машины:

Фильтр нижних частот (5-6 Hz) для мощности
Динамическая модель подобна модели синхронной машины

Слайд 9

Возможные сценарии возникновения неустойчивости
Расширение сети
Добавление инвертора в сеть
«Усиление» сети
Добавление линий в

сеть

Замена инвертора на другой, с меньшей мощностью

Изображения инверторов: http://www.fronius.com

Слайд 10

Автономные инвероры: оценка статической устойчивости
Линеаризованная модель:

Слайд 11

Слайд 12

Слайд 13

Слайд 14

Слайд 15

Слайд 16

Слайд 17

Слайд 18

Слайд 19

Слайд 20

Plug-and-Play стандарты?

Слайд 21

Ссылки
P. Vorobev, P. H. Huang, M. Al Hosani, J. L. Kirtley

and K. Turitsyn, "High-Fidelity Model Order Reduction for Microgrids Stability Assessment," in IEEE Transactions on Power Systems, vol. 33, no. 1, pp. 874-887, Jan. 2018.
P. Vorobev, P. H. Huang, M. A. Hosani, J. L. Kirtley and K. Turitsyn, "A framework for development of universal rules for microgrids stability and control," 2017 IEEE 56th Annual Conference on Decision and Control (CDC), Melbourne, VIC, 2017, pp. 5125-5130.
P. H. Huang, P. Vorobev, M. A. Hosani, J. L. Kirtley and K. Turitsyn, "Systematic design of virtual component method for inverter-based microgrids," 2017 IEEE Power & Energy Society General Meeting, Chicago, IL, 2017, pp. 1-5.
Huang, P. H., Vorobev, P., Al Hosani, M., Kirtley, J. L., & Turitsyn, K. (2017). “Virtual Impedance for Inverter-Based Microgrids”. Submitted to IEEE Transactions on Industrial Electronics.
Vorobev, P., Huang, P. H., Al Hosani, M., Kirtley, J. L., & Turitsyn, K. (2018). “Decentralized Stability Certificates for Microgrids”. In preparation.

Слайд 22

Благодарности
MIT/Skoltech initiative
Skoltech-MIT Next Generation program
The Ministry of Education and Science of

Russian Federation
Cooperative Agreement between the Masdar Institute of Science and Technology (Masdar Institute), Abu Dhabi, UAE and the Massachusetts Institute of Technology (MIT)

Автономные инверторы: динамика и устойчивость

Содержание

ПланРазвитие распределительных сетей и необходимость в новых методах регулированияРегулирование автономных инверторовУстойчивость

Распределительные сети будущегоТипичная распределительная сеть Потребители подключены к подстанцииУстановка устройств распределенной

Простой пример необходимости регулированияАккумулятор питает нагрузкуПодключаем второй аккумуляторКак избежать излишних перетоков?

Регулирование генерации Один ведущий генератор, перераспределение нагрузки выполняется «вручную»Становится непрактичным с

Регулирование генерации в электрических сетяхЧастота вращения генератора является индикатором баланса мощностиИзмеряем

Режимы работы инвертораНа терминале регулируется частота и величина напряженияЧастота регулируется в

Регулирование инвертора: динамическая модельКакие значения коэффициентов статизма допустимы? Динамика частоты и

Возможные сценарии возникновения неустойчивостиРасширение сетиДобавление инвертора в сеть«Усиление» сетиДобавление линий в

Автономные инвероры: оценка статической устойчивостиЛинеаризованная модель: