modeliranje nadzemnih prijenosnih linija u analizi kvalitete elektri ne energije
Download
Skip this Video
Download Presentation
Modeliranje nadzemnih prijenosnih linija u analizi kvalitete električne energije

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 32

Modeliranje nadzemnih prijenosnih linija u analizi kvalitete električne energije - PowerPoint PPT Presentation


  • 122 Views
  • Uploaded on

Modeliranje nadzemnih prijenosnih linija u analizi kvalitete električne energije. I straživački seminar Pristupnik: M r. sc. Vedad Bečirović Elektrotehnički fakultet u Sarajevu Mentor: P rof. dr. sc. Ivica Pavić Rujan, 2012. Sadržaj. Uvod

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'Modeliranje nadzemnih prijenosnih linija u analizi kvalitete električne energije' - kevina


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
modeliranje nadzemnih prijenosnih linija u analizi kvalitete elektri ne energije

Modeliranje nadzemnih prijenosnih linija u analizi kvalitete električne energije

Istraživački seminar

Pristupnik: Mr. sc. Vedad Bečirović

Elektrotehnički fakultet u Sarajevu

Mentor: Prof. dr. sc. Ivica Pavić

Rujan, 2012.

sadr aj
Sadržaj
  • Uvod
  • Kratak osvrt na analizu kvalitete električne energije (KEE)
    • Definicije
    • Parametri od interesa za analizu KEE
  • Uvjeti za razvoj modela nadzemne linije
  • Proračun parametara prijenosne nadzemne linije
  • Frekvencijska ovisnost parametara vodova (R, L, C)
  • Primjer proračuna 110kV nadzemne linije u analizi KEE
    • Model voda u programskom paketu EMTP-RV za analize KEE
    • Model voda u programskom paketu Matlab za analize KEE
    • Funkcija za proračun parametara vodova u MATLAB - *.m file
  • Razvoj modela
  • Zaključak i buduća istraživanja
uvod 1 1
Uvod (1/1)
  • Modeliranje i analiza elektroenergetskog sustava (EES) u svrhu ocjene kvalitete električne energije (KEE)
  • Razvoj matematskih modela (zamjenskih shema) i algoritama za analize EES
  • Odabir uvjeta za razvoj
  • Verifikacija (usporedba) sa mjerenjima u realnom EES
  • EN 50160 se već primjenjuje za 110kV nadzemne vodove
  • Ova istraživanja su posvećena odabiru modela nadzemnog voda i razvoju istog u svrhu ocjene KEE
kratak osvrt na analizu kvalitete elektri ne energije 1 2
Kratak osvrt na analizu kvalitete električne energije (1/2)

Međunarodna važeća definicija kvalitete električne energije

prema IEC 61000-4-30 je:

„Obilježje električne energije u određenoj točki elektroenergetskog

sustava promatrano u usporedbi s referentnim tehničkim parametrima.“

EES

mjerenje

ocjena

obrada

  • Senzori naponski i strujni
  • IEC 6100-4-15 flikeri
  • IEC 6100-4-7 harmonici
  • IEC 6100-4-30 procedure
  • ostali parametri prema IEC
  • IEEE 1159
  • Trendovi
  • Događaji
  • Baza podataka
  • Prijenos podataka
  • EN50160
  • IEEE 519
kratak osvrt na analizu kvalitete elektri ne energije 2 2
Kratak osvrt na analizu kvalitete električne energije (2/2)

Parametri od interesa za analizu KEE i klasifikacija pojava prema

frekvencijskom opsegu

uvjeti za razvoj modela nadzemne linije 1 1
Uvjeti za razvoj modela nadzemne linije (1/1)
  • Nesimetrija => - sustav faznih vrijednosti;

- sustav simetričnih komponenti (0, d, i)

  • Model treba da zadovoljava valni oblik napona koji je od interesa za KEE => frekvencijskiopseg DC – 10kHz
  • Uvjeti prema normama i standardima za mjerenje i analizu KEE (IEC 61000-4-15, IEC 61000-4-7, IEC 61000-4-30, EN50160, IEEE519)
  • Frekvencijski opseg mjerne opreme za monitoring KEE (DC – 10kHz)
  • Implementacija modela u daljim analizama
    • vremenski domen (vrijeme trajanja simulacije je znatno dulje od simulacijskoginteresnog vremena)
    • frekventni domen
prora un parametara prijenosne nadzemne linije 1 1
Proračun parametara prijenosne nadzemne linije (1/1)
  • Ulazni podaci:
  • geometrija (raspored vodiča na stupu,
  • visina stupa, širina stupa)
  • provjes
  • vodiči u snopu (1, 2, 3, 4, 6)
  • specifični otpor tla (10 – 10000 Ωm)
  • frekvencija
  • temperatura
  • prisustvo gromomobranskih užadi
  • Rezultat proračuna:
  • kvadratna matrica reda broja vodiča
  • matrica serijskih impedansi(Ω/km)
  • matrica otočnih kapaciteta (nF/km)
  • specijalan slučaj – predhodno navedene
  • matrice prevedene u sustav simetrični komponenti (Rd, Xd, Cd, R0, X0, C0)

220kV nadzemna prijenosna linija

sa dva vodiča u snopu

frekvencijska ovisnost parametara vodova r l c 1 2
Frekvencijska ovisnost parametara vodova (R, L, C) (1/2)

Utjecaj zemlje na parametre nadzemnog voda u sustavu simetrični komponenti

  • dozemni kapacitet C(f)=const.
  • Rd i Ld konstantno do cca. 10kHz

Za simetrična opterećenja VNV

utjecaj zemlje može se smatrati

frekventno neovisnim do 10kHz

500kV visokonaponski vod sa vodičima u snopu

frekvencijska ovisnost parametara vodova r l c 2 2
Frekvencijska ovisnost parametara vodova (R, L, C) (2/2)

Utjecaj skin efekta na parametre nadzemnog voda

  • Veoma izražen u frekvencijskom opsegu od interesa
  • Znatno izražen kod vodiča većeg poprečnog presjeka
  • Zanemarenja ovog fenomena dovode do značajnih pogrešaka
primjer prora una 110kv nadzemnog voda u analizi kee 1 3
Primjer proračuna 110kV nadzemnog voda u analizi KEE (1/3)
  • naponski nivo 110kV
  • duljina voda 100km
  • industrijska frekvencija 50Hz i frekvencija od interesa DC – 10kHz
  • specifični otpor tla 100Ωm
primjer prora una 110kv nadzemnog voda u analizi kee 2 3
Primjer proračuna 110kV nadzemnog voda u analizi KEE (2/3)

Frekvencijski ovisni parametri u sustavu simetrični komponenti direktne sheme

primjer prora una 110kv nadzemnog voda u analizi kee 3 3
Primjer proračuna 110kV nadzemnog voda u analizi KEE (3/3)

Frekvencijski ovisni parametri u sustavu simetrični komponenti nulte sheme

model voda u programskom paketu emtp rv za analize kee 1 5
Model voda u programskom paketu EMTP-RV za analize KEE (1/5)
  • Biblioteke lines.clf i RLC branches.clf:
  • konstantni parametri - CP i PI model
  • frekvencijski ovisni parametri - FD, FDQ, FD-PI, WB model

Opseg od interesa DC do 10kHz

model voda u programskom paketu emtp rv za analize kee 2 5
Model voda u programskom paketu EMTP-RV za analize KEE (2/5)
  • Rezultat:
  • G1 - konstantni parametri trofaznog modela CP i PI => ne
  • G2 i G3 - frekvencijski ovisan trofazni model FD, FD-PI i WB => FD-PI ok

G1

G2

G3

model voda u programskom paketu emtp rv za analize kee 3 5
Model voda u programskom paketu EMTP-RV za analize KEE (3/5)
  • Primjer:
  • 110kV VNV
  • VNV u PH i JKS na kraju VNV
  • Na početku VNV PQ metar
  • Analiza faze A na „_BUS_01”
  • Trajanje simulacije 1s => df=1Hz
  • Prolazni JKS od 220ms do 420ms
model voda u programskom paketu emtp rv za analize kee 4 5
Model voda u programskom paketu EMTP-RV za analize KEE (4/5)

Rezultati u vremenskom domenu

model voda u programskom paketu emtp rv za analize kee 5 5
Model voda u programskom paketu EMTP-RV za analize KEE (5/5)
  • Rezultati u frekventnom domenu
  • Rezolucija 1Hz
  • Uočljiva znatna neslaganja na višim frekvencijama
  • CP i FD jednaki do 450Hz (deveti harmonik)
model voda u programskom paketu matlab za analize kee 1 3
Model voda u programskom paketu Matlab za analize KEE (1/3)
  • MATLAB/SIMULINK/SimPowerSystems
  • Distributed Parameters Line (EMTP model VNV)
  • Three-Phase PI Section Line (Trofazni PI elemenat)
  • PI element (korisnik bira broj PI elemenata u serijskoj vezi – 30PI)
model voda u programskom paketu matlab za analize kee 2 3
Model voda u programskom paketu Matlab za analize KEE (2/3)
  • MATLAB/SIMULINK/SimPowerSystems
  • Distributed Parameters Line (EMTP model VNV)
  • Three-Phase PI Section Line (Trofazni PI elemenat)
  • PI element (korisnik bira broj PI elemenata u serijskoj vezi – 30PI)
model voda u programskom paketu matlab za analize kee 3 3
Model voda u programskom paketu Matlab za analize KEE (3/3)
  • MATLAB/SIMULINK/SimPowerSystems
  • Distributed Parameters Line (EMTP model VNV)
  • Three-Phase PI Section Line (Trofazni PI elemenat)
  • PI element (korisnik bira broj PI elemenata u serijskoj vezi – 30PI)
funkcija za prora un parametara vodova u matlab m file 1 3
Funkcija za proračun parametara vodova u MATLAB - *.m file (1/3)
  • Utjecaj zemlje
  • Skin efekat
  • Rezultat proračuna je u sustavu faznih vrijednosti i simetričnih komponenti
funkcija za prora un parametara vodova u matlab m file 2 3
Funkcija za proračun parametara vodova u MATLAB - *.m file (2/3)
  • Rezultat u sustavu faznih vrijednosti:
  • matrica serijskih impedansi (Ω/km)
  • matrica dozemnih kapaciteta (nF/km)
funkcija za prora un parametara vodova u matlab m file 3 3
Funkcija za proračun parametara vodova u MATLAB - *.m file (3/3)
  • Rezultat u sustavu simetričnih komponenti:
  • parametri po direktnoj shemi Zd(Ω/km) i Cd (nF/km)
  • parametri po nultoj shemi Z0(Ω/km) i C0(nF/km)
razvoj modela 1 6
Razvoj modela (1/6)
  • Ideja:
  • Više PI elemenata u kaskadnoj (serijskoj) vezi
  • Razvoj za frekvencijski i vremenski domen
  • Model razviti za sustav simetričnih komponenti
  • Pitanja:
  • Kako odrediti broj PI elemenata?
  • Kako odrediti broj serijskih elemenata RL?
  • Kako odrediti parametre PI elemenata?
  • Verifikacija modela ...
razvoj modela 2 6
Razvoj modela (2/6)

RLC proračun u frekvencijskom opsegu DC-10kHz

fint=10kHz

Formiranje PI elementa

- R(f), L(f) i C=cons.

Određivanje prirodne frekvencije

fpri=fmin

Određivanje broja PI elmenata

razvoj modela 3 6
Razvoj modela (3/6)
  • 31 PI direktna shema
  • 35 PI nulta shema
  • parametri R i L su funkcije frekvence, parametar C je konstantan
  • model primjenjiv u frevencijskom domenu

Np = 6

Np = 7

lv – duljina voda

Rp(f), Lp(f), Cp - proračun

razvoj modela 4 6
Razvoj modela (4/6)
  • broj ekstrema (max) odgovara broju paralelnih grana
  • 31 PI element u seriskoj vezi
  • Np – broj paralelnih grana
  • R’m, L’m – poznate vrijednosti dobivene proračunom parametara vodova za fm
  • Rk, Lk – nepoznate vrijednosti

Uvjet za vremensku domenu:

  • Postupci za rješavanje:
  • Jacobijev postupak,
  • Gauss-Seidelov postupak,
  • Newton-Raphsonov postupak.
razvoj modela 6 6
Razvoj modela (6/6)

Realizacija direktne zamjenske sheme u Simulink/SimPowerSystems ...

31 PI element

zaklju ak 1 2
Zaključak (1/2)
  • Proračun parametara nadzemnog voda
  • Utjecaj zemlje
  • Skin efekat
  • Geometrija
  • Parametri okoliša (specifični otpor tla, temperatura, ...)
  • EMTP-RV i analiza KEE
  • Proračun parametara vodova
  • FD-PI model Unbalanced (odgovara vremenskom i frekvencijskom domenu)
  • Matlab/Simulink/SimPowerSystems
  • Distributed Parameters Line samo za određene analize
zaklju ak 2 2
Zaključak (2/2)

Model nadzemne linije u sustavu simetričnih komponenti

budu a istra ivanja 1 1
Buduća istraživanja (1/1)
  • Razvoj zamjenske sheme u sistemu faznih vrijednosti
  • Istraživanje mogućnosti pojednostavljenja razvijenog modela s ciljem očuvanja frekventnog odziva
  • Implementacija modela na konkretnom primjeru
ad