AUTOMATIC CONTROL SYSTEM OF THE OPERATION MODES OF THE POWER DISTRIBUTION NETWORK WITH SOLAR POWER PLANTS UNDER UNBALANCED LOAD

Authors

DOI:

https://doi.org/10.35546/kntu2078-4481.2024.2.9

Keywords:

solar power plants, multi-criteria optimization, power quality indicators.

Abstract

The use of renewable energy sources is the most priority direction of Ukraine's energy policy, which is aimed at saving traditional fuel and energy resources, improving the environment and preventing climate change. Taking into account the climatic and geographical features of the territory of Ukraine, it is considered economically feasible to use generating units based on solar and wind energy. At the moment, solar power plants (SPPs) have become the most widespread in Ukraine, the total installed capacity of which is 7,751 MW as of 2022, which is 6% more than in the previous year. The integration of SPPs into power distribution networks (PDN) with their subsequent parallel operation leads to the transition from passive centralized power supply to active decentralized power supply. Under the condition of commensurate power of the electric network and SPP, there is a change in the operation mode of the first, which in the minimum load modes leads to an increase in the voltage level on the buses connecting the SPP to the PDN. Thus, there is a need for research and development of technological solutions aimed at optimizing the integration of grid solar power plants in order to improve the quality of electric energy in distribution systems with a nominal voltage of 10 kV. One of these solutions is the improvement of the automatic control system (ACS) of the generation of active power of the SPP, which will allow controlling the amount of voltage deviation at the point of connection to the electrical network, by limiting the power to specified settings. With this approach, the value of voltage deviation will always be within acceptable limits. However, this kind of control does not take into account the ability of SPP inverters to influence voltage unbalance and reactive power modes. Modern PDNs are characterized by considerable heterogeneity. The presence of a large number of powerful singlephase consumers, as well as three-phase consumers that do not work at the same time, is one of the reasons for voltage unbalance in 10 kV networks. Taking this into account, the task of improving the ACS with modes of operation of PDN with SPP, the implementation of which will allow to achieve a simultaneous reduction in the level of steady-state voltage deviation, the level of voltage unbalance, and the level of reactive power consumption under the condition of the maximum possible value of electricity generation, is relevant.

References

Bahri, H., Aboulfatah, M., Guisser, M., Abdelmounim, E., & El Malah, M. (2018). Sliding mode control of a three phase grid connected photovoltaic system with a nonlinear load. International Review of Automatic Control, 11(6), 293–303. DOI: https://doi.org/10.15866/ireaco.v11i6.11686 [in English]

WAN Qian, Xia Chengjun, Azeddine Houari, Zhao Xue1, Xia Chengjun, Zheng Xiaotian and Huang Chuyin (2020). The Reactive Power Support Strategy based on Dual-loop Control for Three-phase Grid-connected Inverter. 10th International Conference on Power, Energy and Electrical Engineering (CPEEE 2020), Volume 182. DOI: https://doi.org/10.1051/e3sconf/202018202011 [in English]

Плєшков П.Г., Гарасьова Н.Ю., Солдатенко В.П. Оптимальне керування режимом роботи комбінованої електроенергетичної системи з відновлюваними джерелами енергії. Вісник Національного технічного університету "ХПІ". Сер.: Проблеми удосконалювання електричних машин і апаратів. Теорія і практика: зб. наук. пр. Харків : НТУ «ХПІ». 2018. № 32 (1308). С. 64–70. DOI: https://doi.org/10.20998/2079-3944.2018.32.12

Оптимальне керування режимами розподільних електричних мереж з сонячними електростанціями при несиметричному навантаженні / А. І. Саченко та ін. Центральноукраїнський науковий вісник. Технічні науки. 2022. № 6(37) Ч. 1. С. 37–44. DOI: https://doi.org/10.32515/2664-262X.2022.6(37).1.37-44.

Солдатенко В. П., Плєшков С. П. Автоматичне керування режимами роботи комбінованої електроенергетичної системи з відновлюваними джерелами енергії. Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Збірник наукових праць. Серія: проблеми удосконалення електричних машин і апаратів. 2017. № 34(1256). С. 66–70. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/vsrudmash_2017_34_14.

Солдатенко В. П. Система автоматичного керування роботою комбінованої електроенергетичної системи з відновлюваними джерелами енергії. Вісник ХНТУСГ ім. П. Василенка. технічні науки. проблеми енергозабезпечення та енергозбереження в АПК України. 2017. № 187. С. 37–39. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Vkhdtusg_2017_187_16.

Ус С.А. Моделі й методи прийняття рішень: навч. посіб. / С.А. Ус, Л.С. Коряшкіна; М-во освіти і науки України, Нац. гірн. ун-т.– Д.: НГУ, 2014. – 300 с. URL: https://sau.nmu.org.ua/ua/osvita/metod/Models_and_decisionmaking_techniques(Us_Koryashkina)_NMU_SAU.pdf

Літвінов В. В., Костерєв М. В., Денисюк П. Л. Використання методів попарного порівняння для визначення пріоритетності способів забезпечення статичної стійкості асинхронних двигунів в умовах багатокритеріального вибору. Наукові вісті НТУУ «КПІ» : науково-технічний журнал. 2010. № 2(70). С. 24–29. URL: https://ela.kpi.ua/server/api/core/bitstreams/0b684070-9146-43a5-8093-781e8e1c5419/content

Медиковский М.О., Шуневич О. Б. Дослідження ефективності методів визначення вагових коефіцієнтів. Вісник Хмельницького національного університету. 2011. № 5. С. 120–123. URL: http://journals.khnu.km.ua/vestnik/pdf/tech/2011_5/51_med.pdf

Published

2024-07-01