Vu Van Thong und Johan Driesen
Quelle: Handbook of Power Quality Herausgegeben von Angelo Baggin, John Wiley & Sons, Ltd
1.0 VERTRIEBSNETZ
Ein Segment eines bestehenden belgischen Mittelspannungsverteilungssystem verwendet, um die Netzqualität und Spannungsstabilität mit verschiedenen dezentralen Erzeugung studieren (DG) Technologien (Abbildung C16.1). Das System enthält einen Transformator 14 MVA, 70/10 kV und vier Kabelabgänge. Die Primärwicklung des Transformators ist mit dem Übertragungsnetz verbunden ist, und kann als unendlich betrachtet werden Knoten. Der normale Betrieb des Verteilungssystems ist in Radialmode und die Verbindungen an dem Knoten 111 mit Zubringern 2, 3 und 4 normalerweise offen sind.
2.0 Steady-State-Spannungsanstieg
A DG Einheit an Knoten verbunden 406 von Feeder 4. Es kann ein Synchron- oder Asynchron-Generator sein. Die Gesamtbelastung im System 9.92 MW, 4.9 Mvar. Sowohl Synchron- und Induktionsgeneratoren an unterschiedlichen Ausgangsleistung bei simuliert 3 MW und 6 MW. Der Synchrongenerator einen Leistungsfaktor von 0.98 (Injizieren von Blindleistung in das Netz). Der Induktionsgenerator einen Leistungsfaktor von 0.95 (aufwendig reaktive Leistung aus dem Netz). Im Vergleich zum Basisszenario ohne DG verbunden, die Wirkleistung des DG stellt sich die Spannungen in Einzug 4 (Abbildung C16.2). Für die synchrone 6 MW, Überspannungen am Knoten auftreten 406 und seinen Nachbarn.
Fig C16.3 stellt dar, wie die Spannung am Knoten 406 Änderungen mit unterschiedlichen erzeugten Strom und Leistungsfaktor. Im Vergleich zu dem Fall, DG einspritzt nur Wirkleistung oder arbeitet mit einem Leistungsfaktor, Synchrongeneratoren erhöhen die Spannung des Systems schneller durch Blindleistungsunterstützung. Für Induktionsgeneratoren, der Spannungsanstieg kleiner ist, und auf einem bestimmten Niveau der Energieerzeugung die Spannung zu verringern beginnt. Dies ist aufgrund der Tatsache, daß Induktionsgeneratoren benötigen Blindleistung, negativ in (16.4), was eine Verringerung des Spannungsanstiegs.
Durch diese Studie, DG kann zu verbessern und den Spannungsverlauf des Vertriebssystems. Es ist ersichtlich, dass die Wirkung der Induktion weniger schwerwiegend als bei Synchrongeneratoren in Form von Spannungsanstiegs (Abbildung C16.4). Wenn es eine Überspannung in dem System mit dem Synchrongenerator, es muss mit Erregungs betreiben und Blindleistung statt Injektion in das System zu absorbieren.
3.0 Spannungsschwankungen
Um die Spannungsschwankungen Problem mit der GD veranschaulichen, eine Photovoltaik (PV) System verwendet. Die Blindleistung wird durch einen Kondensator des Umrichter-Gitterfilter hergestellt und ist nahezu konstant, so dass die PV-Anlage wird als Power-Quality-Knoten mit negativer Brechkraft behandelt. Die PV-Leistung wird von einem average5sof Strahlungsdaten während eines Jahres gemessen in Leuven berechnet, Belgien. In dieser Studie, eine PV-Anlage mit 50 kW Spitzenleistung an dem Knoten verbunden 304. Abbildung C16.5 zeigt die Ein-Stunden-Leistung der PV-Anlage am Mittag auf einem leicht bewölkt Sommertag. Um die Spannungsschwankung PV Auswirkungen von Kurzzeitbelastungsänderung an einzelnen Knoten zu isolieren,, die Belastungen während der Berechnung konstant angenommen. Die Gesamtbelastung im System 4.4 MW, 1.9 Mvar. In C16.6, die Spannungsschwankungen entspricht den Schwankungen der injizierten Wirkleistung der PV-Anlage.
In Zeiten, in Wolken bedecken die Sonne, die erzeugt wird, kann schnell fallen Strom 60 %, wodurch plötzliche Schwankungen der Knotenspannungen im Bereich von 0.1 %. Im Vergleich zu der Kapazität des Vertriebssystems und die Lasten der installierten Leistung von PV in dieser Studie eher gering, so dass der Wert der Spannungsschwankung sehr gering. Jedoch, mit hoher Anschlussdichte oder die Verbindung einer großen PV-Anlage, die Spannungsschwankungen Problem könnte einen schweren Verlauf nehmen [27].
DG mit schwankenden Leistung wie im Wind oder Photovoltaik-Anlagen können stochastische Schwankungen einzuführen, und Flicker, in der Netzspannung im Bereich von Sekunden bis zu einer Stunde [10]. In Abhängigkeit von der Ausgangsleistung von DG, in Kombination mit Vertriebsnetz Eigenschaften und Lastprofile, Über- oder Unterspannungen von mehreren Minuten Hartnäckigkeit auftreten. Dann, die Einführung von DG könnte mit Lastmanagement und Lagerung kombiniert werden.
4) Spannungseinbruch
4.1 Öffnungs Eine Niederlassung
Um das Zusammenspiel zwischen der GD Technologien und unterschiedlichen Lasteigenschaften zu untersuchen, insgesamt DG Kapazität 30 % der gesamten Systemlast gleichermaßen zu Knoten verteilt 108, 204 und 406. Simulationen wurden für Asynchron- und Synchrongeneratoren durchgeführt. Eine der Linien 1-2 ist bei t = eröffnet 100 s. Die verteilten Generatoren werden an den Knoten angeschlossen 108, 204 und 406 mit einer Nennleistung von 1 MW für sowohl synchrone als auch Induktionsgeneratoren.
Die Spannungseinbrüche sind am höchsten mit einem konstanten Leistungslastkennlinie und den niedrigsten mit einer Impedanz Lastkennlinie für sowohl synchrone als auch Induktionsgeneratoren (Abbildung C16.7 und Abbildung C16.8). Mit den Synchrongeneratoren, nach einem kurzen Spannungseinbruch, die Spannung wieder in der Nähe auf den Ausgangswert. Für Induktionsgeneratoren, die Spannung nicht, bedingt durch die der fehlenden Blindleistung Stütz. Es gibt nicht so viel Unterschied zwischen einem Spannungseinbruch im Basisfall und mit der GD, Sein um 1 %. So wird die Verbindung der GD im Verteilungssystem nicht wesentlich den dynamischen Spannungsstabilität beeinflussen, und, in den meisten Fällen, wird der Wert des Spannungseinbruchs reduziert.
4.2 Generator Start-up
Um den Spannungseinbruch Problem zu sehen, wenn eine GD Gerät startet, eine Induktionsgenerators am Knoten angeschlossen 108 mit Nennleistung 3 MW ist an einem nacheilenden Leistungsfaktor getestet
0.9. Die Simulation zeigt, wie groß der Einfluss kann im Extremfall, wenn ein Kunde hat eine große Induktions DG-Einheit und keine richtige Anlaufverfahren folgen. Wenn der Induktionsgenerator startet, es eine vorübergehende und einen Spannungseinbruch bis zu Ursachen 40 % im System dauert mehrere Sekunden (Abbildung C16.9). Es ist aufgrund einer anfänglichen Magnetisierungs Einschaltüberstrom und Kraftübertragung, um den Generator zu seiner Betriebsdrehzahl zu bringen [12]. Dies führt zu einem großen Problem für empfindliche Verbraucher in der Nähe der DG angeschlossen. Wenn die Verteilungssystem ist mit einer Unterspannungsrelais ausgestattet und die DG-Einheit hat Inselschutz, der Spannungseinbruch kann zu einer Fehlfunktion der Schutzrelais, was zu einem Ausfall des Systems führen. Eine Soft-Start-Schaltung ist für große angeschlossenen Induktions DG erforderlich.
5 STATIC Spannungsstabilität
Die Spannungsfestigkeit von Vertriebssystemen ist für Synchron- und Induktionsgeneratoren mit drei Anschlussstellen der GD-Einheiten an den Knotenpunkten untersucht 108, 2 und 406. Die Ergebnisse dieser Studie drei Fällen sind miteinander und dem Basisfall im Vergleich ohne DG Verbindung.
Die Gesamtlast des Systems 9.92 MW, 4.9 Mvar mit einer rein Impedanz Lastkenn. Die installierte Leistung der GD-Einheiten in allen Fällen 3 MW. Die Spannungsfestigkeit am Knoten 111, das Ende des Zuführungs 1, wird untersucht,. Es ist die am weitesten entfernten Punkt von der Unterstation und der schwächste Punkt des Anlegers in Bezug auf die Spannungsstabilität. Es ist im beobachteten [17] dass für die Spannungsberechnung und Spannungsstabilität Analyse einer Radialsystem, eine konstante Impedanzlast-Modell kann verwendet werden,. Es wird auch beobachtet, dass die Spannungsfestigkeit des Netzwerks hat ähnliche Eigenschaften mit unterschiedlichen Lastmodelle (konstante Impedanz, Strom- und Leistungslasten). Die Spannungsstabilität Auswirkungen der DG mit konstanter Impedanz Lasten dargestellt.
Durch Studien, DG wird allgemein, um die Spannung zu erhöhen und die Stabilität in dem System unterstützt gezeigten (Abbildung C16.10 und Abbildung C16.11). Die Lage der DG hat einen großen Einfluss auf die Spannungsstabilität des Systems. Abhängig von den Verbindungspunkten, die Einflüsse der DG-Einheiten auf der Spannungsstabilität unterschiedlich sind. DG unterstützt nachdrücklich die Spannungsstabilität im nahe gelegenen Knoten (mit der GD Einheit der Fall Knoten verbunden 108) und hat weniger Einfluss auf die entfernteren (mit der GD Einheit der Fall Knoten verbunden 2 oder 406), wenn man Knoten 111. Dies gilt auch für die anderen Lasteigenschaften und andere Knoten in dem System.
Der Synchrongenerator hat einen großen Einfluss auf die Spannungsfestigkeit aufgrund der Fähigkeit der Blindleistungsaustausch. Andererseits, der Einfluss der inductiongenerator basierte DG auf die Spannungsstabilität ist kleiner und hat eine begrenzte Nutzen aufgrund der Blindleistungsbedarf. Jedoch, sie hat eine signifikante Wirkung, wenn es in der Nähe zu dem Knoten verbunden 111, als schwächer angesehen Bereich. Dies kann zu verstehen, da die Wirkleistung wird nicht über eine große Entfernung von der Unterstation übertragen werden,, was zu einer Verringerung des Spannungsabfalls auf den Feeder, und unterstützt damit die Spannungsstabilität. Dies ermöglicht es dem Vertriebssystem zu höheren Lastbedingungen zu widerstehen und verschiebt den Bau oder die Modernisierung der neuen Übertragungs- und Verteilungsinfrastrukturen.
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