Regulace napětí a jalového výkonu v distribuční soustavě VN

Ivan Šperlín

Doctoral thesis

Voltage and reactive power regulation in the HV distribution system

Abstract:

Disertační práce se věnuje možnostem regulace jalového výkonu u zdrojů el. energie provozovaných paralelně s distribuční soustavou na hladině VN v souvislosti s vzrůstajícím množstvím připojovaných disperzních zdrojů a nově definovanými požadavky ENTSO-E, navazujících evropských norem řady TS 50549 a kodexů provozovatelů distribučních soustav na regulaci napětí řízením jalového výkonu v rámci PQ diagramu. V práci jsou popsány průběhy napětí, činného výkonu a jalového výkonu při provozu větrné elektrárny a kogenerační jednotky provozované paralelně s distribuční soustavou ČEZ Distribuce na hladině VN s předepsaným řízením jalového výkonu na pevnou hodnotu účiníku a řízením jalového výkonu v závislosti na napětí. Vlastní regulace je realizována změnou hodnoty jalového výkonu v rámci definovaného PQ diagramu v závislosti na skutečné a požadované hodnotě napětí v měřeném bodě soustavy. Výsledky z měření hodnot U, P, Q hodnotí vliv jalového výkonu napětí v místě připojení výrobny el. energie k síti s ohledem na dodržení napětí v rozsahu provozních mezí. Na základě výsledků měření a zkušeností s regulací jalového výkonu na uvedených výrobnách jsou definována doporučení pro metodiku návrhu a stanovení podmínek pro instalace ASRU v sítích PDS.

Abstract:

The dissertation thesis deals with the possibilities of control of reactive power with sources of electric power operated parallel to the distribution network on the HV level in relation to an increased quantity of distribution energy resources connected to the distribution network within the context of newly defined requirements ENTSO-E, follow-up European standards TS 50549 and codes of distribution system operators on regulation of voltage through control of the reactive power in terms of PQ diagram. This thesis describes courses of voltage, active power and reactive power during operation of a wind energy converter and cogeneration units operated in parallel with the ČEZ Distribuce distribution network on medium voltage level with the prescribed control of the reactive power to a fixed value of a power factor and the control of the reactive power depending on voltage. The actual regulation is realized by the change of reactive power within the defined PQ diagram in dependence on real and required values of voltage in measured point of the network. Not only generators but also other elements in the system node can be connected to the control. The measurement results of U, P, Q values evaluate an influence of the voltage reactive power in a point of connection of a power generating plant to the grid with regard to keeping the voltage within a range of operating limits. Based on the measurement results and experience with reactive power control on the plants listed are defined recommendations for the design methodology and the conditions for installation ASRU networks PDS.

Keywords

Energetický zákon, distribuční soustava, výrobna, obnovitelné zdroje energie, rozptýlené zdroje, větrná turbína, kogenerační jednotka, synchronní generátor, přebuzený, podbuzený, asynchronní generátor, střídač, regulace napětí, regulace jalového výkonu, napětí, činný výkon, jalový výkon, účiník, PQ diagram

Keywords

Energy act, distribution network, power plant, renewable resource energy, distributed energy resources, wind turbine, combined heat and power module, synchronous generator, overexcited, underexcited, asynchronous generator, inverter, voltage regulation, reactive power regulation, voltage, active power, reactive power, power factor, PQ diagram.

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 29. 4. 2019

Thesis defence

• Date of defence: 29. 5. 2019
• Supervisor: Jiří Gurecký
• Reader: Roman Vaněk, Zbyněk Martínek, Radomír Goňo

VŠB - Technical University of Ostrava

Fakulta elektrotechniky a informatiky

Doctoral programme / field:
Elektrotechnika / Elektroenergetika