Řešení problematiky ustálených chodů v elektrizační soustavě s důrazem na vyšetřování poruchových stavů

Ing. Jan VELEBA

Disertační práce

Steady State Solution of Electric Power Systems with Accent on Fault Modelling

Abstract:

This thesis deals with steady-state load flow analysis of electric power systems. The problem is further combined with specialized procedures for maintaining numerical stability and high calculation speed of traditional load flow techniques (Gauss, Gauss-Seidel, Newton-Raphson, Fast-Decoupled, DC load flow), with robust codes for modelling on-load tap-changing (OLTC) transformers and with advanced approaches for evaluating steady-state voltage stability of electric power systems. With increasing system loadings, large numbers of uncontrollable renewable power sources being connected and deregulated market policies applied, the three above introduced topics seem to be of the highest priority nowadays. In this thesis, new methodologies are suggested for controlling voltage/reactive-power/active-power conditions using OLTC transformers and for evaluating reasonable voltage stability margins in distribution power systems. A specialized author-developed software tool in MATLAB environment is also designed and used for performing high number of practical studies related to presented areas of interest. For verification purposes, online optimization tool NEOS Server, free version of PowerWorld Simulator and free-to-use Power System Analysis Toolbox are applied to all performed case studies.

Abstract:

Tato disertační práce se zabývá řešením ustáleného chodu elektrizačních soustav. Tato problematika je dále propojena se speciálními procedurami pro zajištění numerické stability a vysoké výpočtové rychlosti tradičních numerických metod (Gauss, Gauss-Seidel, Newton-Raphson, Fast-Decoupled, DC), s robustními kódy pro modelování transformátorů s přepínači odboček pod zatížením a s vyspělými technikami pro vyhodnocení napěťové stability elektrizačních soustav v ustáleném stavu. S rostoucím zatěžováním soustav, instalací velkého počtu neřiditelných obnovitelných zdrojů a zaváděním deregulovaných tržních principů se dnes stávají tato tři témata disertační práce obzvláště důležitými. V této práci jsou navrženy nové metodiky pro řízení napěťových poměrů a jalových/činných výkonů s použitím regulačních transformátorů a pro přesnější vyhodnocení rezervy napěťové stability v distribučních soustavách. Autorem byl také vytvořen specializovaný softwarový nástroj v prostředí MATLABu, s jehož pomocí byl proveden velký počet praktických případových studií týkajících se představené oblasti zkoumání. Pro ověření správnosti výsledků byl v případových studiích rovněž použit online optimalizační nástroj NEOS Server, volná verze programu PowerWorld Simulator a zdarma software Power System Analysis Toolbox.

Keywords

Řešení chodu soustavy, admitanční matice, Gauss/Gauss-Seidelova/Newton-Raphsonova/Fast-Decoupled/DC metoda, regulační transformátory, rezerva napěťové stability, nejkratší vzdálenost do black-outu, continuation load flow analýza, prediktor-korektor metoda, NEOS Server for Optimization, Power System Analysis Toolbox.

Jazyk práce: angličtina

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 10. 6. 2013

Zveřejnit od: 31. 12. 2999

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Doc. Ing. Karel Noháč, Ph.D.

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI

Fakulta elektrotechnická

Doktorský studijní program / obor:
Elektrotechnika a informatika / Elektroenergetika