Исследование работы прогностических регуляторов установки распределенной генерации в системе электроснабжения с мощным накопителем электроэнергии

Abstract

В статье рассматривается система электроснабжения промышленного предприятия, в состав которой входила турбогенераторная установка, работающая на основе синхронного генератора, оснащенного прогностическими регуляторами напряжения и скорости вращения ротора, а также накопитель электроэнергии большой мощности. Приведено описание моделей этой установки, прогностических регуляторов и накопителя энергии, а также результаты моделирования при переходе системы в изолированный режим работы. Моделирование выполнено в среде MATLAB с использованием пакетов Simulink и SimPowerSystems. Цель работы состояла в исследовании поведения предлагаемых прогностических регуляторов при переходе системы электроснабжения в островной (изолированный) режим. По результатам компьютерного моделирования сделан вывод, что использование прогностических регуляторов позволяет улучшить демпфирующие свойства системы. Применение накопителя энергии, автоматически подключаемого к сети при снижении напряжения, позволяет уменьшить перенапряжение на зажимах генератора при его разгрузке, а также снизить необходимую механическую мощность на валу турбины в сравнении с постоянно подключенным устройством. Прогностические регуляторы могут быть рекомендованы для повышения устойчивости работы установок распределенной генерации при переходе в изолированный режим. Целесообразно проведение дальнейших исследований в направлении создания алгоритмов согласованной работы регуляторов

The article discusses the power supply system of an industrial enterprise, which included a turbine generator plant operating on the basis of a synchronous generator equipped with predictive voltage and rotor speed controllers, as well as a high-power electric energy storage device. A description of the models of this plant, predictive controllers and energy storage, as well as the results of modeling when the system goes into an isolated mode of operation are given. Simulation was performed in MATLAB environment using Simulink and SimPowerSystems packages. The purpose of the work was to study the behavior of the proposed predictive controllers during the transition of the power supply system to the island (isolated) mode. Based on the results of computer simulation, it was concluded that the use of predictive controllers improves the damping properties of the system. The use of an energy storage device that is automatically connected to the network when the voltage drops, allows to reduce the overvoltage at the terminals of the generator during its unloading, as well as to reduce the required mechanical power on the turbine shaft in comparison with a permanently connected device. Predictive controllers can be recommended to increase the stability of distributed generation plants when switching to an isolated mode. It is advisable to conduct further research in the direction of creating algorithms for coordinated operation of controllers