VUヴァントンとヨハンDriesen

ソース: アンジェロBaggin編電力品質のハンドブック, ジョン·ワイリー & ソンス, 株式会社

1.0 流通ネットワーク

既存のベルギーの中電圧分配システムのセグメントは、異なる分散型発電による電力品質及び電圧安定性を研究するために使用されている (DG) 技術 (図C16.1). システムは、1つの変圧器を含む 14 MVA, 70/10 40kVおよび4ケーブルフィーダ. 変圧器の一次巻線は、送電網に接続され、無限のノードと考えることができる. 配信システムの通常動作は、半径方向モードおよびノー​​ドで接続している 111 フィーダー付き 2, 3 と 4 通常は開放されている.

2.0 定常状態の電圧上昇

DGユニットは、ノードに接続されている 406 フィーダの 4. これは、同期または誘導発電することができます. システムの総負荷がある 9.92 MW, 4.9 MVAR. 同期および誘導発電機は、少なくとも異なる出力電力でシミュレートされる 3 MWと 6 MW. 同期発電機は、力率を有している 0.98 (ネットワークに無効電力を注入する). 誘導発電機は、力率を有している 0.95 (ネットワークから無効電力を消費する). 接続された任意のDGのないベースケースと比較して、, DGの有効電力は、フィーダに電圧を発生させます 4 (図C16.2). 同期のための 6 MW, 過電圧は、ノードで発生 406 とその近隣.

図C16.3に示してどのようにノードの電圧 406 別の発電電力と電力の要因によって変化する. DGは、有効電力のみを注入または力率で動作する場合に比べ, 同期発電機は、無効電力支援に高速なシステムの電圧を上げる. 誘導発電機用, 電圧上昇が小さくなる, 発電の一定レベルの電圧が低下し始める. これは、誘導発電機は、無効電力を必要とするという事実によるものである, で陰性であること (16.4), 電圧上昇の減少をもたらす.

この研究を通して, DGは、配電系統の電圧プロファイルを改善し、サポートすることができ. これは、誘導の影響が電圧上昇の観点で同期発電機の場合ほど深刻であることがわかる (図C16.4). 同期発電機を備えたシステムでの過電圧がある場合, それはunderexcitationで動作するように、代わりにシステムに注入するの無効電力を吸収しなければ.

3.0 電圧変動

DGと電圧変動の問題を説明するために, 太陽光発電 (PV) システムが使用される. 無効電力がインバータのグリッドフィルタのコンデンサによって生成され、ほぼ一定である, そのようにPVシステムが負パワーの電力品質ノードとして扱われる. 太陽光発電は、ルーヴェン1年の間に測定さaverage5sof放射照度データから計算される, ベルギー. 本研究では, とPVアレイ 50 キロワット、評価ピーク電力は、ノードが接続されている 304. 図C16.5は、わずかに濁った夏の日の正午に太陽光発電システムの1時間のパワー出力を示しています. 個々のノードでの短時間の負荷変動からPVの電圧変動の影響を単離するために, 負荷は計算中に一定であると仮定している. システムの総負荷がある 4.4 MW, 1.9 MVAR. 図C16.6中, 電圧変動がPVシステムの注入された有効電力の変動に対応する.

雲が太陽を覆い時には, 発電された電力は、迅速でドロップすることができます 60 %, の範囲内のノード電圧の急激な変動を引き起こす 0.1 %. 本研究では、PVの設備容量は、配信システムの容量と負荷に比べてかなり低い, そのように電圧変動の値は非常に低い. しかしながら, 高い接続密度や大規模な太陽光発電システムの接続と, 電圧変動の問題が深刻になる可能性があります [27].

DGは、風や太陽光発電システムのように、電力出力が変動して確率変動を導入することができる, フリッカー, 時間まで秒の範囲でグリッド電圧の [10]. DGの電力出力に応じて, 流通ネットワークの特性と負荷プロファイルと組み合わせて、, 過剰または、数分持続性の不足電圧が発生することがあります. その場合, DGの導入は、負荷管理とストレージと組み合わせることがあります.

4) 電圧ディップ

4.1 1つのブランチを開く

DG技術と異なる負荷特性の間の相互作用を調べるために、, 総DG容量 30 % システム全体の負荷が均等にノードに配布されます 108, 204 と 406. シミュレーションでは、誘導および同期GENER-ators行ってきた. 1〜2行のいずれかをt =で開かれる 100 の. 分散型電源は、ノードに接続されている 108, 204 と 406 定格電力と 1 同期および誘導発電機のMW.

電圧ディップは、定電力負荷特性と同期誘導発電機の両方のインピーダンス負荷特性に最小の最も高い (図C16.7と図C16.8). 同期発電機と, 短い電圧ディップ後, 電圧が初期値に近い回復. 誘導発電機用, 電圧は、無効電力のサポートがないために回復しない. ベースケースおよびDGの電圧ディップの間にあまり違いがありません, 周りにいる 1 %. そのように、配信システムにおけるDGの接続が有意に動的電圧安定性に影響を与えない, と, ほとんどの場合, それは電圧ディップの値を減少させ.

4.2 ジェネレータスタートアップ

DGユニットの起動時に電圧低下の問題を見るために, ノードに接続された誘導発電機 108 定格電力と 3 MWのは、遅れ力率で試験されている

0.9. このシミュレーションは、影響は、顧客が大規模な誘導DGユニットを有しており、適切な起動方法に従わない極端な場合にどのように大規模になることができます示しています. 誘導発電機が起動したとき, それは、最大過渡電圧が低下します 40 % 数秒間持続システムで (図C16.9). それは、その動作速度に発電機を持って来るための初期励磁突入過渡とパワー伝達に起因している [12]. これは、DGユニットの近くに接続して敏感な負荷のための主要な問題となる. 配信システムは、不足電圧リレーを搭載し、DGユニットは、保護を単独運転している場合, 電圧ディップは、システムの機能停止をもたらした保護継電器の誤動作につながる可能性が. ソフトスタート回路は、大規模な接続誘導DGに必要です.

5 静電圧の安定性

配信システムの電圧安定性はノードのDGユニットの3つの接続点に同期誘導発電機が検討されている 108, 2 と 406. これら3研究事例の結果は、いずれのDGに接続せずに互いにベースケースと比較され.

システムの総負荷がある 9.92 MW, 4.9 純粋にインピーダンス負荷特性とMVAR. すべての場合において、DGユニットの設備容量は、 3 MW. ノードの電圧安定性 111, フィーダの終わり 1, 検討されている. これは、電圧安定性の面で変電所およびフィーダの最も弱い点から最も遠い点である. それが認められる [17] その放射状系統​​の電圧計算と電圧安定性解析のための, 定インピーダンス負荷モデルを使用することができる. また、ネットワークの電圧安定性が、異なる負荷モデルと同様の特性を有することが観察される (一定のインピーダンス, 電流、電力負荷). 一定のインピーダンス負荷とDGの電圧安定性への影響が示されている.

研究によって, DGは、電圧を増加させるために、システム内の安定性をサポートするために一般的に示されている (図C16.10と図C16.11). DGの位置は、システムの電圧安定性に大きな影響を与える. 接続ポイントに応じて、, 電圧安定性上のDGユニットの影響は異なっている. DGは強く、近くのノードにおける電圧安定性をサポートしています (ノードに接続されたDGユニットの場合 108) と遠くのものにはあまり影響を与えている (ノードに接続されたDGユニットの場合 2 または 406), ノードを見たとき 111. これは、他の負荷特性やシステム内の他のノードについても同様である.

同期発電機が原因無効電力取引所のその能力の電圧安定性に大きな影響を与えます. 一方, 電圧の安定性に誘導発電機ベースのDGの影響は小さく、原因無効電力の需要に限定された利点があります. しかしながら, それは、ノードの近隣に接続されたときには大きな影響を与え 111, 弱い領域と考えられて. 有効電力は、変電所から長い距離にわたって伝達されないので、これは理解できる, フィーダの電圧降下の低減をもたらす, このようにして、電圧安定性を支持する. これは、配信システムはより高い負荷条件に耐えることができ、新たな送電および配電インフラの構築またはアップグレードを延期.

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