Budowa modelu symulacyjnego regulatora przełączników zaczepów transformatora WN/SN – założenia i wymagania

pol Artykuł w języku Polskim DOI: 10.14313/PAR_228/67

Jarosław Grzegorz Korpikiewicz

Pobierz Artykuł

Streszczenie

W artykule zaprezentowano układ regulacji napięcia po stronie SN w stacji 110/15 kV. Kierunek sterowania napięcia zależny jest od miejsca instalacji przełącznika zaczepów oraz sposobu włączenia uzwojenia regulacyjnego. Wielkościami zakłócającymi w tym układzie są zmiany wartości skutecznych napięcia zasilającego transformator i zmiany zapotrzebowania oraz zmiany generacji w sieciach SN i nn. Zaprezentowano budowę i algorytm pracy regulatora przełączników zaczepów na przykładzie regulatora URT. Zidentyfikowano wymagania i założenia dla modelu symulacyjnego utworzonego w środowisku MATLAB/Simulink. Model zostanie zbudowany w celu przeprowadzenia badań symulacyjnych wpływu rodzaju regulatora (algorytmu/budowy) na jakość regulacji napięcia SN. Model ten umożliwi ocenę wpływu niesterowanych źródeł przyłączonych do sieci SN lub nn na jakość regulacji napięcia w tych sieciach.

Słowa kluczowe

model symulacyjny, podobciążeniowy przełącznik zaczepów, regulacja napięcia w sieci SN, regulator przełącznika zaczepów

Construction of a Simulation Model of the HV/MV Transformer Tap-Changer Controller – Assumptions and Requirements

Abstract

The article presents the voltage regulation system on the MV side of the 110 kV/15 kV station. The direction of voltage control depends on the place of installation of the tap changer and the method of switching on the control winding. The disturbing quantities in this system are changes in the voltage supplying the transformer, changes in the demand and generation balance in MV and LV networks. The construction and algorithm of the tap changer controller operation are presented on the example of the URT regulator. Requirements and ssumptions for the simulation model created in Simulink were identified. The model was built to carry out simulation studies on the influence of the controller’s algorithm/construction on the quality of MV voltage regulation. In addition, this model will allow to assess the impact of unsteered sources connected to MV or LV networks on the quality of voltage regulation in these networks.

Keywords

OLTC, simulation model of the tap-changer controller, voltage regulation in the MV network

Bibliografia

  1. Powroźnik M., Nowe algorytmy regulacji napięcia i mocy biernej stosowane w układach ARNE/ARST dla autotransformatorów pracujących w przyelektrownianych stacjach elektroenergetycznych najwyższych napięć. Część 2. Kryteria regulacji A i R, „Przegląd Elektrotechniczny”, R. 93, Nr 8, 2017, 169–174, DOI: 10.15199/48.2017.08.44.
  2. Brusiłowicz B., Szafran J., Badanie wpływu działania przełącznika zaczepów transformatora na stabilność napięciową, „Przegląd Elektrotechniczny”, R. 90, Nr 3, 2014, 90–93, DOI: 10.12915/pe.2014.03.18.
  3. Machowski J., Kacejko P., Influence of automatic control of a tap changing step-up transformer on power capability area of generating unit, “Electric Power System Research”, Vol. 140, 2016, 46–53, DOI: 10.1016/j.epsr.2016.06.044.
  4. Machowski J., Regulacja i stabilność systemu elektroenergetycznego. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2007.
  5. Powroźnik M., Kołodziej D., Nowe algorytmy regulacji napięcia i mocy biernej stosowane w układach ARNE/ARST dla autotransformatorów pracujących w przyelektrownianych stacjach elektroenergetycznych najwyższych napięć. Część 1, „Przegląd Elektrotechniczny”, R. 89, Nr 11,2013, 125–128.
  6. Korpikiewicz J., New possibility of full electronic tap-changer control in HV/MV transformers, „Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej”, Nr 53, 2017, 125–128.
  7. Korpikiewicz J., Mysiak P., Voltage stability and control tapchanger of power transformer, “Scientific Journal of Gdynia Maritime University”, Vol. 98, 2017, 100–108.
  8. Korpikiewicz J., Mysiak P., Classical and solid-state tap-changers of HV/MV regulating transformers and their regulators, “Acta Energetica”, Nr 3, 2017, 110–117, DOI: 10.12736/issn.2300-3022.2017309.
  9. Szczerba Z., Czy stosować blokadę napięciową transformatorów 11/SN?, X Ogólnopolska Konferencja Zabezpieczenia Przekaźnikowe w Energetyce. Komitet Automatyki Elektroenergetycznej SEP, Nałęczów, 2007.
  10. Małkowski R., Szczerba Z., Adaptacyjny algorytm regulacji transformatorów zasilających sieć rozdzielczą, „Acta Energetica”, Nr 2, 2010, 27–33.
  11. Małkowski R., Szczerba Z., Zbroński A., Analiza możliwości koordynacji algorytmów działania regulatora transformatora blokowego i regulatora generatora, „Acta Energetica”, Nr 3, 2011, 35–42.
  12. Chen N., Jonsson L.E., A new Hybrid power electronics on-load tap changer for power transformer, Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC), 2015 IEEE, 1030–1037, DOI: 10.1109/APEC.2015.7104475.
  13. Abu-Siada A., Islam S., Mohamed E., Application of artificial neural networks to improve power transfer capability through OLTC, “International Journal of Engineering, Science and Technology”, Vol. 2, No. 3, 2010, 8–18.
  14. Ram G., Prasanth V., Bauer P., Barthlein E.-M., Comparative analysis of on-load tap changing (OLTC) transformer topologies, 16th International Power Electronics and Motion Control Conference and Exposition (PEMC), 2014, 918–923, DOI: 10.1109/EPEPEMC.2014.6980624.
  15. Wang Y., Gao P., Dong E., Liu Z., Zou J., Xuansh C., Intelligent control of on-load tap changer of transformer, 2011 1st International Conference on Electric Power Equipment-Switching Technology (ICEPE-ST), 178–181, DOI: 10.1109/ICEPE-ST.2011.6122963.
  16. Faiz J., Javidnia H., Fast Response Solid-State On Load Transformers Tap-Changer, Eighth International Conference on Power Electronics and Variable Speed Drives, London, 2008, 355–359, DOI: 10.1049/cp:20000272.
  17. Faiz J., Siahkolah B., Differences Between Conventional and Electronic Tap-Changers and Modifications of Controller, “IEEE Transactions on Power Delivery”, Vol. 21, Iss. 3, 2006, 1342–1349, DOI: 10.1109/TPWRD.2005.861323.
  18. Faiz J., Siahkolah B., Electronic tap-changer for distribution transformers. Berlin: Springer-Verlag, 2011.
  19. Faiz J., Siahkolah B., New Controller for an Electronic Tap Changer-Part I: Design Procedure and Simulation Results, “IEEE Transactions on Power Delivery”, Vol. 22, Iss. 1, 2007, 223–229, DOI: 10.1109/TPWRD.2006.881424.
  20. Faiz J., Siahkolah B., New Solid-State on-Load Tap-Changer Topology for Distribution Transformers, “IEEE Power Engineering Review”, Vol. 22, Iss. 8, 2002, 71–71, DOI: 10.1109/MPER.2002.4312524.
  21. Castro J., Saad M., Lefebvre S., Asber D., Lenoir L., Coordinated Voltage Control in Distribution Network with the Presence of DGs and Variable Loads Using Pareto and Fuzzy Logic, “Energies”, Vol. 9, No. 2, 2016, 107, DOI: 10.3390/en9020107.
  22. Larsson M., Coordination of cascaded tap changers using a fuzzy-rule-based controller, “Fuzzy Sets and Systems”, Vol. 102, Iss. 1, 1999, 113–123, DOI: 10.1016/S0165-0114(98)00208-5.
  23. Kyryk V.V., Haatiuk O.S., Fuzzy Logic Controller For On-Load Transformer Tap Changer For Distribution Network With Distributed Generation, Proceedings of the International Scientific and Practical Conference, 2014.
  24. Kołodziej D., Jemielity J., Układ regulacji transformatorowej typu URT. Dokumentacja techniczno-ruchowa. Instytut Energetyki Oddział Gdańsk, 2012.
  25. Czapla Ł., Ogryczak T., System zarządzania napięciem i mocą bierną obszaru sieci inteligentnej (Smart Grid), „Elektro.Info”, No. 7–8, 2012.