Синхронизация является одной из ключевых проблем в трехфазных системах электроснабжения переменного тока.
Его характеристики были кардинально изменены благодаря крупномасштабной интеграции возобновляемых источников энергии на основе силовой электроники, в основном включающих синхронный генератор на постоянных магнитах (PMSG) и асинхронный генератор с двойным питанием (DFIG) для энергии ветра и фотоэлектрический генератор (PV) для солнечной энергии.
В этой статье мы рассматриваем недавние достижения в области стабильности синхронизации и многовременных свойств энергосистем с преобладанием возобновляемых источников энергии (RDPS) с точки зрения узлов и сети.
Изучены все PMSG, DFIG и PV
В энергосистеме с преобладанием традиционных синхронных генераторов (SG) ее динамику можно описать дифференциально-алгебраическими уравнениями (DAEs), где динамические устройства моделируются дифференциальными уравнениями, а стационарные сети описываются алгебраическими уравнениями.
В отличие от единой электромеханической шкалы времени и описания DAE для энергосистемы с преобладанием SG, динамика RDPS должна описываться многомасштабной динамикой как узлов, так и сетей. Для трех различных временных масштабов, включая регулирование переменного тока, регулирование постоянного напряжения и электромеханические временные шкалы ротора, их соответствующие модели хорошо зарекомендовали себя.
Кроме того, для многомасштабной сетевой динамики динамическая сеть в пределах временной шкалы регулирования переменного тока, которая должна описываться дифференциальными уравнениями, также может быть упрощена как алгебраические уравнения. Таким образом, динамика RDPS может быть представлена на диаграмме DAE, аналогичной динамике традиционной энергосистемы для каждой временной шкалы, с которой знакомо большинство инженеров-энергетиков. Также обнаружено, что контур фазовой автоподстройки частоты для синхронизации играет решающую роль в динамике всей системы.
Различия в синхронизации и многомасштабных характеристиках между традиционной энергосистемой и RDPS хорошо раскрыты и обобщены.
Таким образом, достоинством этой статьи является создание базовой физической картины механизма стабильности в RDPS, который до сих пор не получил систематических исследований и является противоречивым в области электроэнергетики.
- PMID: 37549117
- DOI: 10.1063/5.0156459
