| | SLO | ENG | Piškotki in zasebnost

Večja pisava | Manjša pisava

Izpis gradiva Pomoč

Naslov:Analysis and improvements of the mechanisms for cross-border interchange and activation of the regulating reserves : doctoral dissertation
Avtorji:ID Topler, Marcel (Avtor)
ID Polajžer, Boštjan (Mentor) Več o mentorju... Novo okno
Datoteke:.pdf DOK_Topler_Marcel_2022.pdf (14,64 MB)
MD5: 5B3036AA44CB87C2B5E9448AD6F55E6B
 
Jezik:Angleški jezik
Vrsta gradiva:Doktorsko delo/naloga
Tipologija:2.08 - Doktorska disertacija
Organizacija:FERI - Fakulteta za elektrotehniko, računalništvo in informatiko
Opis:This Doctoral Thesis deals with the mechanisms for cross-border interchange and activation of the regulating reserves (RRs), i.e., Imbalance Netting Process (INP) and Cross-Border Activation of the RRs (CBRR), between participating Control Areas (CAs), to reduce the costs of balancing energy. The main objective of INP is to interchange the RRs between participating CAs with opposite signs of interchange power variation. In comparison, the main objective of CBRR is to activate the RRs in participating CAs with the same signs of interchange power variation. Both the INP and CBRR aim to release the RRs and reduce balancing energy as part of the power system's safe operation. The Thesis's main objective is to analyze the impact of the mechanisms for cross-border interchange and activation of the RRs on mutual oscillations of participating CAs and stability for small disturbances. The Thesis's secondary objective is to analyze the impact of the INP and CBRR on frequency quality, on the provision of Load-Frequency Control (LFC), on balancing energy and unintended exchange of energies between participating CAs. Frequency quality in Continental Europe (CE) has been declining in recent years, so it is important that the mechanisms for cross-border interchange and activation of the RRs do not further impair its quality. Both the classic INP and CBRR include a frequency-dependent contribution and, therefore, inherently affect the frequency response of the participating CAs, which is not discussed in the literature. Thus, the impact of the classic INP and CBRR on frequency quality and the provision of LFC is thoroughly evaluated with dynamic simulations of a three-CA test system and eigenvalue analysis of a two-CA system. It is demonstrated that both the classic INP and CBRR reduce the damping of the entire power system. Therefore, a modified implementation of the classic INP and CBRR is presented, and improved INP and CBRR are proposed, which have no impact on the mutual oscillations of participating CAs and stability for small disturbances. Furthermore, the dynamic simulations results confirm that the frequency quality can be improved by the classic INP and CBRR, although there are also cases where it can deteriorate. However, the improved INP and CBRR generally improve the frequency quality in all cases. The improved INP and CBRR also enhance the provision of LFC compared to the classic INP and CBRR. Moreover, the improved INP and CBRR reduce the unintended exchange of energies, thus increasing the economic effects of the INP's and CBRR's activation. The improved INP increases energy exchange, therefore positive economic benefits can be expected in comparison to the system with the classic INP. However, the improved CBRR reduces energy exchange, therefore positive economic benefits can be expected in comparison to the system with the classic CBRR, since energy exchange is paid by CA via bidding process.
Ključne besede:load-frequency control, imbalance netting, cross-border activation, balancing energy, regulating reserves, eigenvalue analysis, performance indicators, area control error, rate of change of frequency, control area
Kraj izida:Maribor
Kraj izvedbe:Maribor
Založnik:[M. Topler]
Leto izida:2022
Št. strani:XXXII, 148 str.
PID:20.500.12556/DKUM-81536 Novo okno
UDK:621.311.072(043.3)
COBISS.SI-ID:144867075 Novo okno
Datum objave v DKUM:09.03.2023
Število ogledov:594
Število prenosov:102
Metapodatki:XML DC-XML DC-RDF
Področja:KTFMB - FERI
:
Kopiraj citat
  
Skupna ocena:(0 glasov)
Vaša ocena:Ocenjevanje je dovoljeno samo prijavljenim uporabnikom.
Objavi na:Bookmark and Share


Postavite miškin kazalec na naslov za izpis povzetka. Klik na naslov izpiše podrobnosti ali sproži prenos.

Licence

Licenca:CC BY-NC-ND 4.0, Creative Commons Priznanje avtorstva-Nekomercialno-Brez predelav 4.0 Mednarodna
Povezava:http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/deed.sl
Opis:Najbolj omejujoča licenca Creative Commons. Uporabniki lahko prenesejo in delijo delo v nekomercialne namene in ga ne smejo uporabiti za nobene druge namene.
Začetek licenciranja:09.04.2022

Sekundarni jezik

Jezik:Slovenski jezik
Naslov:Analiza in izboljšave mehanizmov za čezmejno izmenjavo in aktivacijo regulacijskih rezerv
Opis:Medsebojne povezave med sosednjimi elektroenergetskimi sistemi (EES) so postale globalni trend v razvoju sodobnih EES za izboljšanje zanesljivosti, stabilnosti in doseganja različnih ekonomskih dobrobiti. Posledično se zaradi povečanega čezmejnega trgovanja z električno energijo, vpliva trgov pomožnih sistemskih storitev, povečevanja deleža razpršenih in obnovljivih virov, zniževanja stroškov obratovanja in vse strožjih zahtev glede kakovosti oskrbe z električno energijo, sistemski operaterji prenosnih omrežij (SOPO) soočajo z novimi izzivi pri obratovanju in vodenju EES. Za obvladovanje teh izzivov klasični pristopi obratovanja EES, ki temeljijo na uporabi sistemov za nadzor, vodenje in zbiranje podatkov (SCADA, iz angl. Supervisory Control and Data Acquisition System), telefonu, faksu in e-pošti, že dolgo ne zadoščajo več. Zato se nenehno razvijajo in uveljavljajo napredne tehnike in tehnologije za povečanje zanesljivosti, varnosti in učinkovitosti proizvodnje, prenosa in razdeljevanja električne energije v sodobnih EES, ki vključujejo tudi uporabo sinhroniziranih meritev, močnostne elektronike in sodobnih algoritmov vodenja. Neravnovesja proizvodnje in porabe delovne moči, ki so v EES nenehno prisotna, vodijo do odstopanj dejanske sistemske frekvence od nazivne vrednosti. Za varno in stabilno obratovanje EES morajo biti odstopanja frekvence znotraj določenega ciljnega območja. V nasprotnem primeru lahko pride do nepravilnega delovanja naprav in celo do okvar, lahko pa se pojavijo tudi večje mehanske obremenitve rotacijskih strojev, tako na proizvodni kot porabniški strani, s čemer so lahko povezani visoki ekonomski stroški. Zato se v literaturi vse pogosteje obravnavajo napredne metode za regulacijo frekvence v EES, kot so adaptivno in robustno vodenje ter umetna inteligenca. Vendar se v praksi še vedno najpogosteje uporabljajo linearne metode vodenja z različnimi ravnmi in časovnimi okviri regulacije frekvence in moči. V sinhronem območju kontinentalne Evrope se skladno uporabljata dva samodejna procesa. Primarna regulacija frekvence, za katero je od leta 2012 priporočeno poimenovanje proces vzdrževanja frekvence (FCP, iz. angl. Frequency Containment Process), mora aktivirati sodelujoče regulacijske enote v 10-30 s po nastopu neravnovesja moči in tako omejiti odstopanje frekvence. Vendar zaradi proporcionalnega značaja (delovanje po principu statike) le ta ne povrne frekvence nazaj na nazivno vrednost. Največje dovoljeno stacionarno odstopanje frekvence v kontinentalni Evropi je $\pm$~200 mHz, do katerega pride v primeru referenčnega dogodka v velikosti 3000 MW na nivoju sinhronega območja. Sekundarna regulacija frekvence in moči (LFC, iz angl. Load-Frequency Control), za katero je od leta 2012 priporočeno poimenovanje proces povrnitve frekvence s samodejno aktivacijo (aFRP, iz. angl. Automatic Frequency Restoration Process), mora biti v celoti aktivirana v 15-30 min po neravnovesju. Pri tem sekundarna regulacija odpravlja napako regulacijskega območja (ACE, iz. angl. Area Control Error), ki je sestavljena iz odstopanja moči na mejnih vodih regulacijskega območja in iz frekvenčno odvisnega prispevka. Odstopanja moči med sosednjimi regulacijskimi območji lahko povzročijo prekoračitev razpoložljivih prenosnih zmogljivosti (ATC, iz angl. Available Transmission Capacities), kar lahko ogrozi zanesljivost obratovanja in stabilnost EES. Posledično je ena izmed glavnih obveznosti SOPO ohranjanje ravnovesja med proizvodnjo in porabo v lastnem regulacijskem območju z aktivacijo regulacijskih rezerv.
Ključne besede:regulacija frekvence in moči, izravnava odstopanj, čezmejna aktivacija, izravnalna energija, regulacijske rezerve, analiza lastnih vrednosti, indikatorji učinkovitosti, napaka regulacijskega območja, gradient frekvence, regulacijsko območje


Komentarji

Dodaj komentar

Za komentiranje se morate prijaviti.

Komentarji (0)
0 - 0 / 0
 
Ni komentarjev!

Nazaj
Logotipi partnerjev Univerza v Mariboru Univerza v Ljubljani Univerza na Primorskem Univerza v Novi Gorici