Návrh využití setrvačníků při řízení provozu elektrizační soustavy

Abstract

Rozvoj decentralizace energetiky a změna skladby energetických zdrojů využívaných pro výrobu elektrické energie, tj. útlum využívání fosilních paliv a jejich náhrada obnovitelnými zdroji energie, s sebou nesou i rizika výskytu možných negativních dopadů na provoz a řízení elektrizační soustavy. S rostoucím množstvím instalovaného výkonu výrobních zdrojů se střídači a ukončováním provozu uhelných nebo plynových elektráren se synchronními generátory může například dojít k poklesu nebo ztrátě setrvačnosti elektrizační soustavy. Tím může být ohrožena její frekvenční a napěťová stabilita. Hlavním cílem tohoto článku je představení návrhu regulačního obvodu, který by umožnil využít setrvačníky pro zajištění stability elektrizační soustavy. Uplatnitelnost navrženého regulátoru setrvačníku je analyzována pomocí simulací zjednodušeného modelu části elektrizační soustavy s FVE v softwaru MATLAB Simulink. Na základě výsledků simulací různých provozních stavů je zhodnocena možnost využití setrvačníků jako budoucích potencionálních podpůrných regulačních prostředků.

The development of energy decentralization and the change in the composition of energy sources used for the production of electricity, i.e. the reduction in the use of fossil fuels and their replacement by renewable energy sources, also entail risks of possible negative impacts on the operation and management of the electricity system. As the amount of installed capacity of generation sources with inverters increases and coal or gas-fired power plants with synchronous generators are discontinued, for example, there may be a decrease or loss of inertia of the power system. This may endangered its frequency and voltage stability. The main goal of this article is to present the design of a control circuit that would allow the use of flywheels to ensure the stability of the electrical system. The applicability of the designed flywheel controller is analyzed using simulations of a simplified model of a part of the electricity system with PV in the MATLAB Simulink software. Based on the results of simulations of various operating conditions, the possibility of using flywheels as future potential supporting regulatory means is evaluated.