probenerИзвестия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИPower engineering: research, equipment, technology1998-99032658-5456Kazan State Power Engineering University10.30724/1998-9903-2020-22-2-51-64probener-1306Research ArticleЭНЕРГЕТИКАPOWER ENGINEERINGИсследование влияния электронной генерации на статическую апериодическую устойчивость электроэнергетической системыТhe study of electronic generation effect on statical aperiodic stability of electrical power systemФишовА. Г.FishovA. G.

Фишов Александр Георгиевич – доктор технических наук, профессор кафедры Автоматизированных электроэнергетических систем

Новосибирск

Alexander G. Fishov

Novosibirsk

fishov@ngs.ruМурашкинаИ. С.MurashkinaI. S.

Мурашкина Инна Сергеевна – аспирант

Новосибирск

Inna S. Murashkina

Novosibirsk

murashkinainna@yandex.ruМарченкоА. И.MarchenkoA. I.

Марченко Андрей Иванович – заведующий сектором диссертационных советов Отдела подготовки кадров высшей квалификации

Новосибирск

 

Andrey I. Marchenko

Novosibirsk

andrey1991@ngs.ruЭнхсайханЭ.ErdenebatE.

Энхсайхан Эрдэнэбат – аспирант

Новосибирск

Enkhsayhan Erdenebat

Novosibirsk

ИвкинЕ. С.IvkinY. S.

Ивкин Ефим Сергеевич – аспирант

Новосибирск

Efim S. Ivkin

Novosibirsk

Новосибирский государственный технический университетРоссияNovosibirsk State Technical UniversityRussian Federation2020140520202225164Copyright © Фишов А.Г., Мурашкина И.С., Марченко А.И., Энхсайхан Э., Ивкин Е.С., 20202020Фишов А.Г., Мурашкина И.С., Марченко А.И., Энхсайхан Э., Ивкин Е.С.Fishov A.G., Murashkina I.S., Marchenko A.I., Erdenebat E., Ivkin Y.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.energyret.ru/jour/article/view/1306

Одним из основных направлений развития электроэнергетики во всем мире является использование распределенния малой генерации, как на основе топливных углеродных ресурсов с синхронной связью между источниками при их подключении к электрическим сетям, так и возобновляемых источников энергии, работающих в электрической сети через частотно-преобразовательные устройства (электронной генерации). Последнее приводит к неизбежному массовому применению инверторов в существующих электрических сетях переменного тока. Задачами данного исследования является исследование влияния электронной генерации на режимы и устойчивость существующих электрических сетей и электроэнергетических систем, а также формирование требований к характеристикам к управлению электронной генерацией, которые позволяют минимизировать меры по согласованию релейной защиты и автоматики при интеграции электронной генерации в электрической сети, а также повысить надежность общего электрического режима. В статье представлены результаты исследования статической апериодической устойчивости электроэнергетической системы при интеграции электронной генерации, требования к их статическим характеристикам и управлению при работе в составе электроэнергетической системы.

One of the key aspects in the development of power engineering all over the world is the use of distributed small-scale generation. This is both based on fuel carbon resources with a synchronized connection between sources when they are connected to the electric power grids and renewable energy sources operated in the electrical grid via frequency converters (electronic generation). The latter brings an inevitable broad use of inverters in available AC power systems. The objectives of this paper are numerous. First is the desire to study the effect of electronic generation on modes and stability of current electrical grids and electrical power systems. Another objective is to establish requirements for electronic generation control that lets us minimize actions on relay protection coordination and automation upon the integration of electronic generation in power grids. A final objective is to increase the reliability of general electrical modes. This article shows the outcomes of the study on the statical aperiodic stability of the electrical power system upon the integration of electronic generation, requirements for its statical characteristics, and the control when operated within the electrical power system.

электронная генерациявозобновляемые источники энергииустойчивостьэлектроэнергетическая системауправлениеelectronic generationrenewable energy sourcesstabilityelectrical power systemcontrolReferencesФишов А.Г., Ландман А.К., Сердюков О.В. SMART технологии для подключения к электрическим сетям и управления режимами малой генерации // Материалы 8 Международной молодёжной научно-технической конференции «Энергетика глазами молодежи - 2017»; 02-06 октября 2017 г., Самара. С. 27-34.Fishov AG, Landman AK, Serdyukov OV. SMART tekhnologii dlya podklyucheniya k elektricheskim setyam i upravleniya rezhimami maloi generatsii. Materialy 8 Mezhdunarodnoi molodezhnoi nauchno-tekhnicheskoi konferentsii «Energetika glazami molodezhi 2017»; 02–06 oktyabrya 2017, Samara Russia. 2017 pp. 27–34.Марченко А.И, Фишов А.Г., Дронова Ю.В. Моделирование и анализ системных эффектов от присоединения малой генерации к электрическим сетям // Энергетика: эффективность, надежность, безопасность: материалы 21 Всероссийской. научно-технической конференции, Томск, 2-4 дек. 2015, Т.1, г.Томск : Скан, 2015. С. 176-179.Marchenko AI, Fishov AG, Dronova YuV. Modelirovanie i analiz sistemnykh effektov ot prisoedineniya maloi generatsii k elektricheskim setyam. Energetika: effektivnost', nadezhnost', bezopasnost' : materialy 21 Vserossiiskoi. nauchno-tekhnicheskoi konferentsii, 2-4 dek. 2015, Tomsk, Russia, 2015. pp. 176-179.Caballero V., Vernet D., Zaballos A., et al. Prototyping a web-of-energy architecture for smart integration of sensor networks in smart grids domain // Sensors (Switzerland). 2018.V.18, N.5. doi: 10.3390/s18020400Caballero V, Vernet D, Zaballos A, et al. Prototyping a web-of-energy architecture for smart integration of sensor networks in smart grids domain. Sensors (Switzerland). 2018;18(5). doi: 10.3390/s18020400.Ghasempour A. Internet of things in smart grid: Architecture, applications, services, key technologies, and challenges // Inventions. 2019. V.4, N1. doi: 10.3390/inventions4010022Ghasempour A. Internet of things in smart grid: Architecture, applications, services, key technologies, and challenges. Inventions. 2019; 4(1). doi: 10.3390/inventions4010022.Cao Y. A comprehensive review of Energy Internet: basic concept, operation and planning methods, and research prospects // J. Mod. Power Syst. Clean Energy. 2018. V.6, N3. pp. 399-411. doi: 10.1007/s40565-017-0350-8Cao Y. A comprehensive review of Energy Internet: basic concept, operation and planning methods, and research prospects. J. Mod. Power Syst. Clean Energy. 2018;6(3):399-411. doi: 10.1007/s40565-017-0350-8.Saleem Y., Crespi N., Rehmani M. H., et al. Internet of Things-Aided Smart Grid: Technologies, Architectures, Applications, Prototypes, and Future Research Directions // IEEE Access. 2019. V.7. pp. 62962–63003. doi: 10.1109/ACCESS.2019.2913984Saleem Y, Crespi N, Rehmani MH, et al. Internet of Things-Aided Smart Grid: Technologies, Architectures, Applications, Prototypes, and Future Research Directions. IEEE Access. 2019;7:62962– 63003. doi: 10.1109/ACCESS.2019.2913984Марченко А.И, Денисов В.В, Мурашкина И.С. Средства и способы управления параллельной работой электрической станиц малой генерации с электрической сетью // Научный вестник Новосибирского государственного технического университета. 2019. №1(74). С. 77–90. doi: 10.17212/1814-1196-2019-1-77-90.Marchenko AI, Denisov VV, Murashkina IS. Sredstva i sposoby upravleniya parallel'noi rabotoi elektricheskoi stantsii maloi generatsii s elektricheskoi set'yu. Nauchnyi vestnik Novosibirskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. 2019;1(74):77-90. doi: 10.17212/1814-1196-2019-1-77-90.Zhou Y., Ni W., Zhu Z. Architecture of Energy Internet and Its Technologies in Application Reviewed // J. Clean Energy Technol. 2017. V.5, N4. pp. 320–327. doi: 10.18178/jocet.2017.5.4.391Zhou Y, Ni W, Zhu Z. Architecture of Energy Internet and Its Technologies in Application Reviewed. J. Clean Energy Technol. 2017;5(4):320-327. doi: 10.18178/jocet.2017.5.4.391Wu F.F., Varaiya P.P., Hui R.S. Smart Grids with Intelligent Periphery: An Architecture for the Energy Internet // Engineering. 2015.V.1, N4. pp. 436–446. doi: 10.15302/J-ENG-2015111Wu FF, Varaiya PP, Hui RS. Smart Grids with Intelligent Periphery: An Architecture for the Energy Internet. Engineering. 2015;1(4): 436-446. doi: 10.15302/J-ENG-2015111Mao D., Cao X., Han X., et al. Routing Architecture of Software Defined Energy Internet // IOP Conf. Ser. Earth Environ. Sci. 2018. V.192, N1. doi: 10.1088/1755-1315/192/1/012067Mao D, Cao X, Han X, et al. Routing Architecture of Software Defined Energy Internet. IOP Conf. Ser. Earth Environ. Sci. 2018; 192(1). doi: 10.1088/1755-1315/192/1/012067Исмаилов Ф.Р., Шарифов Б.Н.,. Гайзинз Б.М, и др. Исследование параллельной работы солнечной электростанции с сетью // Вестник УГАТУ. 2016. Т. 20. № 4 (74). С. 71-79.Ismailov FR, SHarifov BN, Gayzinz BM, et al. Issledovanie parallel'noy raboty solnechnoy elektrostantsii s set'yu. Vestnik UGATU. 2016;20:4 (74):71-79.Zharkov M.A., Bachurin P.A., Kharitonov S.A., et al. Experiment results of laboratory tests of electrical starting system powered by a DC source // Proceedings of the 17 international conference of young specialists on micro/nanotechnologies and electron devices, EDM 2016; 30 June – 4 July 2016; Altai, Erlagol, Novosibirsk:NSTU; 2016. pp. 623-627 doi: 10.1109/EDM.2016.7538810.Zharkov MA, Bachurin PA, Kharitonov SA., et al. Experiment results of laboratory tests of electrical starting system powered by a DC source. The 17 international conference of young specialists on micro/nanotechnologies and electron devices, EDM 2016; 30 June – 4 July 2016; Altai, Erlagol, Novosibirsk:NSTU; 2016. pp. 623-627 doi: 10.1109/EDM.2016.7538810.Miveh M.R., Rahmat M.F., Ghadimi A. Control techniques for three-phase four-leg voltage source inverters in autonomous microgrids: A review // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2016. pp. 1592-610.Miveh MR, Rahmat MF, Ghadimi A. Control techniques for three-phase four-leg voltage source inverters in autonomous microgrids: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2016; pp. 1592-1610.Цифровая энергетика: видение, практики, технологии : Информационно-аналитические работы 2018 г. Инфраструктурный Центр EnergyNet. 2018. 224 с.Tsifrovaya energetika: videnie, praktiki, tekhnologii: Informatsionno-analiticheskie raboty 2018 g. Infrastrukturnyi Tsentr EnergyNet. 2018.D’Arco S., Suul J.A., Fossob O.B. A Virtual Synchronous Machine implementation for distributed control of power converters in SmartGrids // Electric Power Systems Research, May 2015. V.122. pp. 180-197. doi: doi.org/10.1016/j.epsr.2015.01.001D’Arco S, Suul JA, Fossob OB. A Virtual Synchronous Machine implementation for distributed control of power converters in SmartGrids. Electric Power Systems Research, May 2015;122:180-197. doi.org/10.1016/j.epsr.2015.01.001Жданов П.С. Вопросы устойчивости электрических систем. M: Энергия, 1979. 456 с.Zhdanov PS. Voprosy ustoichivosti elektricheskikh sistem. M: Energiya, 1979.Armeev D.V., Chuvashev R. Stability operation of grid connected inverter // E3S Web of Conferences. 2019. Vol. 114: Energy Systems Research 2019 : intern. conf. of young scientists. Art. 04003 (4 p.). doi: 10.1051/e3sconf/201911404003Armeev DV, Chuvashev R. Stability operation of grid connected inverter. E3S Web of Conferences. 2019; 114: Energy Systems Research 2019: Art. 04003 (4 p.). doi: 10.1051/e3sconf/201911404003

The authors declare that there are no conflicts of interest present.