Dinamika EESpredavanja: izr. prof. dr. Boštjan Polajžervaje: Marcel Topler

Učni cilj: spoznati metode za načrtovanje, analizo in vrednotenje sistemov vodenja EES.

1

Vsebina:

Predavanja (45 ur):

Splošne značilnosti dinamike EES: normalno obratovanje, motena stanja in havarije.

Lastnosti opreme in modeliranje: sinhronski stroj in vzbujalni sistemi, turbine in turbinski regulatorji.

Regulacija delovne moči in frekvence, regulacija napetosti in jalove moči.

Stabilnost EES: kotna, frekvenčna in napetostna stabilnost (majhne in velike motnje).

2

Vplivi nekonvencionalnih elementov na vodenje EES: vetrne in sončne elektrarne, enosmerne povezave, FACTS naprave, virtualni vodi in elektrarne, itd.

Sistemske meritve in vodenje.

Izbrane vsebine iz kodeksov omrežja združenja ENTSO-E.

Vaje sem./lab. (15/15 ur):

Uporaba programskih orodij SINCAL/ PSS-NETOMAC in MATLAB/SIMULINK.

Pričakovano predznanje: osnovno znanje matematike, fizike, elektrotehnike in regulacij.

Gradiva:• D. Dolinar, B. Polajžer: Dinamika EES, skripta, FERI, Maribor 2010• R Mihalič: Stabilnost in dinamični pojavi v EES, Ljubljana, 2013• Dodatno na povezavi: https://ime.feri.um.si/vodenje-elektromehanskih-sistemov/studenti/gradiva

Obveznosti in preverjanje:

Preverjanje znanja (delež ocene):

zagovor vaj (40%),

seminar (20%),

ustni zagovor (40%).

3

Obveznosti:

sodelovanje na predavanjih,

prisotnost na vajah (>80%),

poročilo o vajah.

Proizvodnja el. energije(ELEKTRARNE) SREDNJA NAPETOST

Prenos el. energije (DALJNOVODI; RAZDELILNE in/aliTRASNFOMATORSKE POSTAJE - RTP) VISOKA NAPETOST (400kV, 220kV in 110kV)

Distribucija oz. razdeljevanje el. energije SREDNJA in NIZKA NAPETOST

4

Delitev EES – proizvodnja, prenos, distribucija

Proizvodnja el. energije(ELEKTRARNE) SREDNJA NAPETOST

Prenos el. energije (DALJNOVODI; RAZDELILNE in/aliTRASNFOMATORSKE POSTAJE - RTP) VISOKA NAPETOST (400kV, 220kV in 110kV)

Distribucija oz. razdeljevanje el. energije SREDNJA in NIZKA NAPETOST

5

Delitev EES – proizvodnja, prenos, distribucija

Proizvodnja el. energije(ELEKTRARNE) SREDNJA NAPETOST

Prenos el. energije (DALJNOVODI; RAZDELILNE in/aliTRASNFOMATORSKE POSTAJE - RTP) VISOKA NAPETOST (400kV, 220kV in 110kV)

Distribucija oz. razdeljevanje el. energije SREDNJA in NIZKA NAPETOST

6

Delitev EES – proizvodnja, prenos, distribucija

Delitev EES – primarni in sekundarni sistem

iL(t)

uL(t)

PRIMARNI SISTEM omogoča pretok energije (turbine, generatorji, odklopniki, transformatorji, daljnovodi,

zbiralke, kompenzacijske naprave,…)

merilnitransformatorji

SEKUNDARNI SISTEM skrbi zameritve, avtomatiko, vodenje, zaščito

Stanja EES

8

NS

MSHS

HAVARIJSKO STANJEPodročje delovanja zaščite.

NORMALNO STANJEPodročje delovanja

lokalne avtomatike in vodenja sistema.

Preprečimo delovanje zaščite!

MOTENO STANJE Napačno ukrepanje v

je najpogostejši razlog za razpad sistema !

→ DELOVANJE ZAŠČITE MORA BITI ZAKASNJENO

Primer razpada EES v Evropi

9

NEMČIJA, 4. 11., 2006:Načrtovan izklop DV → prekomerna proizvodnja vetrnic na severu Nemčije → transport energije proti jugu → preobremenitev na drugih DV →kaskadni izklopi → razpad sistema na tri nepovezane podsisteme z različno frekvenco → delovanje primarne regulacije (npr. NEK→70MW,

aktivacija rezervnih virov, izklopi porabnikov,…) →20min normalna frekvenca → 38min ponovna sinhronizacija → 2uri normalno stanje

Analiza obratovalnih stanj EES

10

OČITNA INTERDISIPLINARNOST ZAHTEVA POZNAVANJE: matematičnih modelov elementov EES obratovanja EES v ustaljenih

stanjih in ob prehodnih pojavih merilne tehnike in obdelave signalov informatike in komunikacij računalniških orodij za analizo EES,...

Stacionarna stanja Prehodna stanja

Sistemi linearnih ali nelinearnih algebrajskih enačb

Sistemi linearnih ali nelinearnih diferencialnih enačb

• Statični izračuni (pretoki energije, kratki stiki),

• Relativno malo potrebnih podatkov• Dimenzioniranje primarne opreme,

osnovne nastavitve sekundarnih sistemov

• ...

• Dinamične simulacije (študije primerov, signalna analiza,…)

• Potrebno poznavanje veliko parametrov

• Načrtovanje vodenja in zaščite, analiza stabilnosti,

• ...