Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ для подписчиков

Повышение динамической устойчивости удалённых энергорайонов с ветроэнергетическими установками инверторного включения

Х. М. Шарифов, В. Е. Рудник, Н. Ю. Рубан, Е. А. Бернякович, Б. Д. Малюта, М. М. Камолов, А. А. Суворов

Аннотация


Ветроэнергетика является одним из направлений в развитии мировой энергетики. Внедрение ветроэнергетических установок с использованием силовых преобразователей существенно влияет на динамические характеристики энергосистем. Значимой проблемой является обеспечение стабильности и надёжности энергоснабжения удалённых и дефицитных районов, в связи с чем к подключаемым ветроэнергетическим установкам предъявляются требования к управлению активной мощностью и участию в регулировании частоты. Одно из перспективных решений задачи — применение алгоритма синтетической инерции в системе управления ветроэнергетических установок. Исследования в этой области посвящены вопросам улучшения стабильности частоты и координации регулятора синтетической инерции с другими системами управления ветроэнергетических установок. Между тем вопросы влияния синтетической инерции и её настройки на устойчивость энергосистемы изучены мало. В работе проведён анализ влияния синтетической инерции на динамическую устойчивость электроэнергетических систем. Результаты моделирования, полученные на модели энергосистемы реальной размерности, показали, что при подстройке коэффициентов синтетической инерции можно повысить динамическую устойчивость энергосистемы.

DOI: 10.71527/EP.EN.2026.10.007

EDN: DTJSUL


Ключевые слова


ветроэнергетическая установка, математическое моделирование, переходные процессы, динамическая устойчивость, синтетическая инерция

Полный текст:

PDF

Литература


Hatziargyriou N., et al. Definition and classification of power system stability – revisited & extended. IEEE Transactions on Power Systems. 2020. Vol. 36. No. 4. P. 3271 – 3281.

Суворов А. А. Механизмы возникновения субсинхронных колебаний в энергосистемах с силовыми инверторными преобразователями. Ч. 1 // Электричество. 2025. № 1. С. 17 – 31. DOI: 10.24160/ 0013-5380-2025-1-17-31. EDN: RSIRYO.

Lingling Fan. Modeling Type-4 Wind in Weak Grids. IEEE Transactions on sustainable energy. Vol. 10. No. 2. 2019. P. 853 – 864.

Разживин И. А. Разработка программно-технических средств моделирования ветроэнергетической установки 4 типа / И. А. Разживин, Н. Ю. Рубан, А. Б. Аскаров, Р. А. Уфа // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2020. Т. 24. № 1 (150). С. 183 – 194.

Рудник В. Е. Исследование функционирования алгоритма синтетической инерции в электроэнергетических системах разной плотности / В. Е. Рудник, А. А. Суворов, Н. Ю. Рубан, М. В. Андреев, Ю. Д. Бай // iPolytech Journal. 2022. Т. 26. № 3 (164). С. 465 – 486.

Ma H. T., Chowdhury B. H. Working Towards Frequency Regulation with Wind Plants: Combined Control Approaches. IET Renewable Power Generation. 2010. Vol. 4. P. 308 – 316. DOI: 10.1049/iet-rpg.2009.0100.

Morren J., et al. Wind Turbines Emulating Inertia and Supporting Primary Frequency Control. IEEE Transactions on Power Systems. 2006. Vol. 21. No. 1. P. 433 – 434. DOI: 10.1109/TPWRS.2005.861956.

Wang Z., Wu W. Coordinated Control Method for DFIG-Based Wind Farm to Provide Primary Frequency Regulation Service. IEEE Transactions on Power Systems. 2018. Vol. 33. No. 3. P. 2644 – 2659. DOI: 10.1109/ TPWRS.2017.2755685.

Георгиевский И. Д., Илюшин П. В. Концепция и алгоритм функционирования координирующей системы автоматического управления мощностью разнородных объектов ВИЭ в территориальной энергосистеме // Энергетик. 2026. № 3. С. 17 – 25. DOI: 10.71527/EP.EN. 2026.03. 002. EDN: FDCCBM.

Meng J., et al. Adaptive Virtual Inertia Control of Distributed Generator for Dynamic Frequency Support in Microgrid. IEEE Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE). 2016. DOI: 10.1109/ECCE.2016. 7854825.

Toulabi M., Dobakhshari A. S., Ranjbar A. M. An Adaptive Feedback Linearization Approach to Inertial Frequency Response of Wind Turbines. IEEE Transactions on Sustainable Energy. 2017. Vol. 8. No. 3. P. 916 – 926.

Разживин И. А. Исследование влияния синтетической инерции на динамическую устойчивость электроэнергетических систем / И. А. Разживин, А. А. Суворов, М. В. Андреев, В. Е. Рудник, А. С. Гусев // Электричество. 2022. Т. 8. С. 16 – 26.

Yu M., et al. Adaptive control scheme based on transient stability mechanism for photovoltaic plants. IET Renewable Power Generation. 2020. Vol. 14. P. 5011 – 5019. DOI: 10.1049/iet-gtd.2019.1686.

Leelaruji R., Bollen M. Synthetic Inertia to Improve Frequency Stability and How Often It Is Needed: Energiforsk AB Report. STRI AB, 2015. 68 p.

North American Electric Reliability Corporation. Standard Models for Variable Generation: Special Report. 2010. 18 May. — URL: https://clck.ru/3WEcaX.

Clark K., Miller N. W., Sanchez-Gasca J. J. Modeling of GE Wind Turbine-Generators for Grid Studies // GE Energy. 2010. — URL: https://clck.ru/3WEcf5.

Козырев А. В. Анализ влияния систем управления инверторов возобновляемых источников энергии на переходный процесс короткого замыкания / А. В. Козырев, А. И. Расщепляев, А. А. Волошин, Д. М. Серов, О. А. Добрягина, Р. С. Максимов, Е. Б. Асмыкович, Д. А. Романов, И. С. Полыгалин // Энергетик. 2026. № 5. С. 33 – 44.

Sanchez-Gasca J. J. Generic wind turbine generator models for WECC — a second status report. IEEE Power Eng. Society General Meeting, Denver, CO, USA. 2015. P. 1 – 5.

Mehigan L. Renewables in the European Power System and the Impact on System Rotational Inertia. Energy. 2020. Vol. 203. Art. No. 117776. DOI: 10.1016/j.energy. 2020.117776.

Diaz Gonzalez F., et al. Participation of Wind Power Plants in System Frequency Control: Review of Grid Code Requirements and Control Methods. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2014. Vol. 34. P. 551 – 564. DOI: 10.1016/j.rser.2014.03. 040.

Cheng, Y., et al. Smart Frequency Control in Low Inertia Energy Systems Based on Frequency Response Techniques: A Review. Applied Energy. 2020. Vol. 279. DOI: 10.1016 / j.apenergy.2020.115798.

Type W. Wind Turbine Generator Model — Phase II. — URL: https://clck.ru/ 3WEcjx.

Costa G. C., Silva G. M. A novel approach for robust control design of hidden synthetic inertia for variable speed wind turbines. Electric Power Systems Research. 2021. Vol. 196. Р. 107267. DOI: 10.1016/j.epsr. 2021.107267.

Gutierrez F., Riquelme E., Barbosa K. A., Chávez H. State estimation for synthetic inertia control system using kalman filter. IEEE International Conference on Automation. 24th Congress of the Chilean Association of Automatic Control. 2021. DOI: 10.1109/ ICAACCA51523.2021.9465316.

Bevrani H., Ise T., Miura Y. Virtual synchronous generators: a survey and new perspectives. International Journal of Electrical Power and Energy Systems. 2014. Vol. 54. P. 244 – 254.

Nguyen H. T., Chleirigh M. N., Yang G. A technical & economic evaluation of inertial response from wind generators and synchronous condensers. IEEE Access. 2021. Vol. 9. P. 7183 – 7192.

Dreidy M., Mokhlis H., Mekhilef S. Inertia response and frequency control techniques for renewable energy sources: A review. Renewable and sustainable energy reviews. 2017. Vol. 69. P. 144 – 155.

Илюшин П. В., Георгиевский И. Д. Способ уменьшения амплитуды колебаний суммарной мощности электростанций на основе ВИЭ в территориальной энергосистеме // Энергетик. 2025. № 12. С. 9 – 16. DOI: 10.71527/EP.EN.2025.12. 002. EDN: ECKPAT.

Shi Q., Wang G., Ma W. Coordinated Virtual Inertia Control Strategy for D-PMSG Considering Frequency Regulation Ability. Journal of Electrical Engineering and Technology. 2016. Vol. 11. P. 1921 – 1935. DOI: 10.5370/jeet.2016.11.6.1556.

Hang Z. S., et al. Coordinated Frequency Regulation by Doubly Fed Induction Generator-Based Wind Power Plants. IET Renewable Power Generation. 2012. Vol. 6. P. 38 – 47. DOI: 10.1049/iet-rpg.2010.0208.

Van de Vyver J., et al. Droop Control as an Alternative Inertial Response Strategy for the Synthetic Inertia on Wind Turbines. IEEE Transactions on Power Systems. 2016. Vol. 31. No. 2. P. 1129 – 1138. DOI: 10.1109/TPWRS. 2015.2417758.

Минэнерго России. Требования к обеспечению надежности электроэнергетических систем, надежности и безопасности объектов электроэнергетики и энергопринимающих установок «Методические указания по устойчивости энергосистем»: утв. приказом Минэнерго России от 03.08.2018 № 630. — URL: https:// clck.ru/3WEiDK.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


  998 – 2025 НТФ «Энергопрогресс»

Адрес редакции:
129090, г. Москва, ул. Щепкина, д. 8
Телефон: +7 495 234-74-21
E-mail: energetick@mail.ru, energetik@energy-journals.ru

 

Наши партнеры

          

Выставки: