УЧЕТ СТАТИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ В ЗАДАЧЕ ПЛАНИРОВАНИЯ ОПТИМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ СОБСТВЕННЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ ПО РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ

O.V. Gazizova; A.V. Varganova; A.V. Malafeev; N.T. Patshin; А.L. Karyakin

doi:10.14529/power190303

Authors

O.V. Gazizova Nosov Magnitogorsk State Technical University, Magnitogorsk, Russian Federation
A.V. Varganova Nosov Magnitogorsk State Technical University, Magnitogorsk, Russian Federation
A.V. Malafeev Nosov Magnitogorsk State Technical University, Magnitogorsk, Russian Federation
N.T. Patshin Nosov Magnitogorsk State Technical University, Magnitogorsk, Russian Federation
А.L. Karyakin Ural State Mining University, Ekaterinburg, Russian Federation

DOI:

https://doi.org/10.14529/power190303

Keywords:

optimal parameters, reactive power, synchronous generator, static stability, loss of power and electricity

Abstract

One problem concerning the design of normal operation is to reduce losses in the active power grid induced by reactive power transmission when generators are running as scheduled. Loss can be reduced by redistributing the reactive power generated by the generators. However, the reactive power of synchronous generators determines their static stability margin and depends on the reactive loads, especially those running at the generator voltage, which limits the control range. This is why it is imperative to optimize the generator configurations for a given range of reactive loads. An algorithm has been developed to optimize in-house power plants by reactive power, which takes into account the reactive loads and the margin of static stability. This is where the novelty of this research lies. When creating the algorithm, sequential equivalentization methods were used to calculate steady-state parameters, to program the parametric optimization, and to perform sequential weighting for static stability analysis. The developed algorithm is the basis of the KATRAN software suit, which can be used to optimize the parameters and analyze the static stability of industrial generators. The software can be used for the optimization of large industrial power centers containing in-house power plants and carrying distributed load.

Downloads

Download data is not yet available.

References

Оптимизация установившихся режимов промышленных систем электроснабжения с разнородными генерирующими источниками при решении задач среднесрочного планирования / А.В. Малафеев, А.В. Кочкина, В.А. Игуменщев и др. –Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2013. – 112 с.

Кочкина, А.В. Применение метода динамического программирования для решения задач оптимального распределения активных мощностей между разнородными генерирующими источниками собственных электростанций предприятий черной металлургии / А.В. Кочкина // Наука и производство Урала. – 2012. – № 8. – С. 204–209.

Построение технико-экономических моделей турбогенераторов и котлоагрегатов собственных электростанций промышленных предприятий / А.В. Кочкина, А.В. Малафеев, Н.А. Курилова, Р.П. Нетупский // Электротехнические системы и комплексы. – 2013. – № 21. – С. 247–252.

Малафеев, А.В. Получение экономико-математических моделей турбогенераторов промышленных электростанций с целью оптимизации режима системы электроснабжения / А.В. Малафеев, В.А. Игуменщев, А.В. Хламова // Электротехнические комплексы и системы управления. – 2009. – № 4. – С. 34–38.

Варганова, А.В. О методах оптимизации режимов работы электроэнергетических систем и сетей / А.В. Варганова // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Энергетика». – 2017. – Т. 17, № 3. – С. 76–85. DOI: 10.14529/power170309

Айзенберг, Н.И. Координация взаимодействия энергоснабжающей организации и активных потребителей при оптимизации суточных графиков нагрузки / Н.И. Айзенберг, Е.В. Сташкевич, Н.И. Воропай // Изв. РАН. Энергетика. – 2016. – № 3. – С. 15–25.

Исследование методов оптимизации режимов работы энергосистем / Н.А. Беляев, Н.В. Коровкин, О.В. Фролов, В.С. Чудный // Электротехника. – 2013. – № 2. – С. 21–29.

Zhang, G. An AGC dynamics-constrained economic dispatch model / G. Zhang, J. McCalley, Q. Wang // IEEE Transactions on Power Systems. – 2019. – Vol. 34, no. 5. – P. 3931–3940. DOI: 10.1109/tpwrs.2019.2908988

Xiufeng, Shi. Research on Measures to Improve Stability of the Power System / Shi Xiufeng, Mu Shiguang // Applied Mechanics and Materials. – 2015. – Vol. 742. – P. 648–652. DOI: 10.4028/www.scientific.net/amm.742.648

Satheesh, A. Maintaining Power System Stability with Facts Controller using Bees Algorithm and NN / A. Satheesh, T. Manigandan // Journal of Theoretical and Applied Information Technology. – 2013. – Vol. 49, iss. 1. – P. 38–47.

Harikrishna, D. Dynamic Stability Enhancement of Power Systems Using Neural-Network Controlled Static-Compensator / D. Harikrishna, N.V. Srikanth // TELKOMNIKA. – 2012. – Vol. 10, no. 1. – P. 9–16.

Boudour, Mohamed. Power System Dynamic Security Mapping Using Synchronizing and Damping Torques Technique / Mohamed Boudour, Abdelhafid Hellal // The Arabian Journal for Science and Engineering. – 2005. – Vol. 30. – Number 1B.

Transient Stability Enhancement of Tneb 400 kV Transmission Network with SVC / Er.S. Sujatha, Dr.R. Anitha, Dr.P. Selvan, Er.S. Selvakumar // Journal of Theoretical and Applied Information Technology. – 2014. – Vol. 63, iss. 1. – P. 85–91.

Post-disturbance transient stability assessment of power systems by a self-adaptive intelligent system / Rui Zhang, Yan Xu, Zhao Yang Dong, Kit Po Wong // The Institution of Engineering and Technology IET Gener. Transm. Distrib. – 2015. – Vol. 9, iss. 3. – P. 296–305.

Power System Stability Enhancement Using FACTS Controllers in Multimachine Power Systems / Yosra Welhazi, Tawfik Guesmi, Imen Ben Jaoued, Hsan Hadj Abdallah. // J. Electrical Systems. – 2014. – P. 276–291.

Analysis of an Adjustable Speed Rotary Condenser for Power System Stabilization / Hirofumi Akagi, Kenji Takahashi, Toshiaki Kobayashi et al. // Electrical Engineering in Japan. – 2000. – Vol. 133, no. 1. – DOI: 10.1002/1520-6416(200010)133:1< 31::aid-eej4>3.0.co;2a

Жданов, П.С. Вопросы устойчивости энергетических систем / П.С. Жданов; под ред. Л.А. Жукова. – М.: Энергия, 1979. – 456 с.

Газизова, О.В. Определение предельных параметров режимов для обеспечения успешной ресинхронизации объектов распределенной генерации в условиях предприятия черной металлургии / О.В. Газизова, А.В. Малафеев, Ю.Н. Кондрашова //

Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Энергетика». – 2016. – Т. 16, № 4. – С. 12–22. DOI: 10.14529/power160402

Газизова, О.В. Повышение эффективности управления режимами электростанций промышленного энергоузла за счет прогнозирования статической и динамической устойчивости приизменении конфигурации сети / О.В. Газизова,

Ю.Н. Кондрашова, А.В. Малафеев // Электротехнические системы и комплексы. – 2016. – № 3 (32). – С. 27–38. DOI: 10.18503/2311-8318-2016-3(32)-27-38

Малафеев, А.В. Исследование влияния автоматических регуляторов промышленных генераторов на параметры переходных процессов коротких замыканий и выхода на раздельную работу / А.В. Малафеев, О.В. Буланова, Ю.Н. Кондрашова //

Главный энергетик. – 2011. – № 3. – С. 26–29.

Kondrashova, Y.N. Increasing the efficiency of power resource management as a solution of issues of the power supply system stability / Y.N. Kondrashova, O.V. Gazizova, A.V. Malapheev // Proceedia engineering. – 2015. – Vol. 129. – P. 759–763. DOI:

1016/j.proeng.2015.12.100

Gazizova, O.V. Mathematical simulation of the operating emergency conditions for the purpose of energy efficiency increase of thermal power plants management. / O.V. Gazizova, A.V. Malafeyev, Y.N. Kondrashova // IOP Conference Series: Materials

Science and Engineering. International Conference on Mechanical Engineering, Automation and Control Systems 2015, MEACS 2015. – 2016. – P. 012056. DOI: 10.1088/1757-899x/124/1/012056