POWER FLOW REDISTRIBUTION BETWEEN POWER GRID SECTIONS BY SERIES COMPENSATORS BASED ON VOLTAGE SOURCE CONVERTERS
DOI:
https://doi.org/10.14529/power190302Keywords:
flexible AC transmission systems, series compensator, voltage source converter, power flow redistribution, STATIC REACTIVE COMPENSATORAbstract
Power transmitted through a power transmission line is limited by the current-carrying capacity, which determines line heating. Increasing the current lines capacity is becoming imperative due to the expensiveness of constructing new PTLs. The most cost-effective solution is to increase the power transmitted through the transmission lines up to the thermal limit by using a variety of devices, which includes fully controlled power electronics. One such device is a series compensator based on voltage source converter (VSC) that can distribute power flows between parallel power grid sections. In particular, it can prevent the one line from being overloaded by redistributing the load to other lines. Series compensators based on VSC can have both stationary and portable design. Smaller devices are increasingly popular in Russia and abroad. The paper analyzes the specifics of controlling a power grid and dwells upon its normal and postemergency operation, with evidence sampled from the IEEE 14 Bus Test Case (steady-state models for parts of 110 kV and 220 kV American Electric Power, AEP). It finds that disconnecting a PTL effectively triggers a worst-case post-emergency scenario, whereby the operating parameters go beyond the permitted current limits for the thermal resistance of the conductor. The paper proves portable series compensators capable of minimizing the power losses in normal operation. In turn, stationary series compensators can unload the overloaded PTLs without a need to reinforce the existing PTLs or construct new ones.
Downloads
References
Кочкин, В.И. Применение гибких (управляемых) систем электропередачи переменного тока вэнергосистемах / В.И. Кочкин, Ю.Г. Шакарян. – М.: Торус Пресс, 2011. – 311 с.
Кочкин, В.И. Новые технологии повышения пропускной способности ЛЭП / В.И. Кочкин // Новое в российской электроэнергетике. – 2010. – № 8. – С. 5–16.
Кочкин, В.И. Преобразователь напряжения как управляемый элемент электрических сетей / В.И. Кочкин, М.В. Пешков, Д.В. Романенко // Известия НИИПТ. – 2004. – № 60. – C. 128–146.
Суд, Виджей К. HVDC and FACTS Controllers: Применение статических преобразователей в энергетических системах: пер. с англ. / Виджей К. Суд. – М.: НП «НИИА», 2009. – 344 с.
Рыжов, Ю.П. Дальние электропередачи сверхвысокого напряжения: учеб. для вузов / Ю.П. Рыжов. – М.: Издат. дом МЭИ, 2007. – 488 с.
Hingorani, N.G. Understanding FACTS: Concepts and Technology of Flexible AC Transmission Systems / N.G. Hingorani, L. Gyugyi. – New York: IEEE Press, 2000. – 432 p. DOI: 10.1109/MEI.2002.981326
Divan, D. Distributed FACTS Devices – A New Concept for Realizing Grid Power Control / D. Divan, H. Johal // IEEE Trans. Power Electronics. – 2007. – Vol. 22, no. 6. – P. 2253–2260. DOI: 10.1109/TPEL.2007.909252
A Distributed Static Series Compensator System for Realizing Power Flow Control on Existing Power Lines / D. Divan, W.E. Brumsickle,
R.S. Scheider et al. // IEEE Trans. on Power Delivery. – 2007. – Vol. 22, no. 1. – P. 642–649. DOI: 10.1109/TPWRD.2006.887103
Малогабаритные устройства продольной компенсации для воздушных линий электропередачи / Д.И. Панфилов, Ю.Г. Шакарян, М.Г. Асташев и др. // Электротехника. – 2017. – № 7 – С. 78–82.
Баринов, В.А. Применение в энергосисте- мах нового класса распределенных сетевых управляемых устройств / В.А. Баринов, А.С. Маневич, А.С. Мурачев // Известия Российской академии наук. Энергетика. – 2016. – № 3. – С. 3–14.
Кононов, Н.С. Особенности применения устройств продольной компенсации на базе преобразователя напряжения для управления режимами электрической сети / Н.С. Кононов, А.О. Шульгин, М.Е. Гольдштейн // Электроэнергетика глазами молодежи – 2018: материалы IX Междунар. молодеж. науч.-техн. конф.: в 3 т. – Казань: Казан. гос. энергет. ун-т, 2018. – Т. 3. –
С. 93–95.
Архив тестовых схем электроэнергетических систем. – https://labs.ece.uw.edu/pstca/ (дата обращения: 05.01.2019).
Программный комплекс «RastrWin»: официальный веб-сайт. – https://rastrwin.ru/ (дата обращения: 05.01.2019).