Rozvoj a provoz distribučních sítí se zaměřením na zabezpečení a kvalitu dodávek elektrické energie

Ing. Roman VYKUKA

Doctoral thesis

Abstract:

Disertační práce se zabývá změnou koncepce rozvoje sítí vn z hlediska topologie a způsobu provozování při zachování trendu zvyšování spolehlivosti dodávek elektrické energie. Práce shrnuje trendy, které formují odvětví energetiky jako celku, a dále popisuje opatření, kterými provozovatelé distribučních soustav reagují na zvyšující se dynamiku okolního světa. Stěžejní část práce se věnuje propojování vývodů vn jakožto prostředku pro zvyšování spolehlivosti dodávek elektrické energie. Podrobně je rozebrána problematika spínání vývodů napájených z různých částí nadřazené soustavy z hlediska rozdílového úhlu napětí, vyrovnávacího proudu a vlivu produkce rozptýlených zdrojů. Je představen a verifikován vlastní výpočetní model, pomocí něhož jsou provedeny rozsáhlé analýzy propojených vývodů vn. Výsledky simulací jsou vyhodnoceny s ohledem na výkonové a proudové zatížení kmenových linek a vypínací schopnost úsekových odpínačů bez zhášecí komory, pro které jsou stanoveny oblasti rizikového spínání. Pro reálnou síť je dále provedena analýza trvalého paralelního provozu vývodů vn napájených ze společného transformátoru a provedeno porovnání se stávajícím radiálním provozem vývodů, mimo jiné z hlediska připojitelného výkonu zdrojů. V tomto ohledu přináší práce nový pohled na posuzování připojitelnosti rozptýlených zdrojů začleněných do systému regulace napětí. Z hlediska budoucího rozvoje zkruhované sítě vn práce představuje metodiku analýzy topologických dat pro účely identifikace kmenů a odboček vhodných k zakruhování.

Abstract:

The thesis deals with the change of the conception of the medium-voltage network in terms of development, topology, and operation scenarios, with a focus on increasing the power supply reliability. The paper summarizes the trends that shape the whole energy sector and introduces the measures that distribution system operators employ in response to the increasing dynamics of the outside world. The main part of the thesis is dedicated to the interconnection of medium-voltage feeders as the tools for increasing the power-supply reliability. The switching of feeders fed from different parts of upstream network is discussed in more detail from the point of view of angular voltage displacement, circulating current and the effect of distributed energy resources. Own calculation model is introduced, verified and used for the extensive analyzes of interconnected medium-voltage feeders. The results of the simulations are evaluated in terms of power and current flows through the trunk lines. Moreover, the areas of unsecure switching are identified and are based on the breaking capacity of the sectionalizing switches without a extinguishing chamber. For real network, the analysis of permanent parallel operation of medium-voltage feeders fed from one transformer is performed and compared to the common radial operation. From this point of view, the thesis brings a new perspective on the assessment of the connectivity of distributed resources integrated into the grid voltage control system. From the perspective of future development of ringed medium-voltage network, the thesis presents the methodology of analysis of topological data for the purpose of the identification of trunk lines and lateral branches suitable for looping.

Keywords

rozvoj sítí, distribuční síť, síť vysokého napětí, propojování vývodů, úsekové odpínače, decentrální zdroje energie, výpočet chodu soustavy, analýza topologie sítě

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 5. 9. 2019

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Supervisor: Doc. Ing. Miloslava Tesařová, Ph.D.

University of West Bohemia

Faculty of Electrical Engineering

Doctoral programme / field:
Electrical Engineering and Informatics / Electrical Power Engineering