Instituto IMDEA Energía, Spain
Dr Milan Prodanović
Dizajn regulatora za prigušivanje oscilacija snage za elektrane obnovljivih izvora energije
Kratak sadržaj
Pretvarači snage (Converter–Interfaced–GenerationCIG) se koriste za prenos energije sunca i vetra u električne mreže. Do sada su elektrane zasnovane na CIG-u korišćene isključivo za konverziju električne energije iz primarnog izvora kada god je energija dostupna. Sa povećanjem udela CIG-a u mrežama, njihov uticaj na rad sistema električne energije, pogotovo na aspekte kao što su stabilnost i upravljanje sistemom u realnom vremenu će postati značajniji. Većina karakteristika CIG-a, operativni detalji, inercija i struja kratkog spoja, značajno se razlikuju od tradicionalnih sinhronih generatora. Operateri sistema su uvideli potrebu da reaguju na promene ustanovljavanjem dodatnih zahteva za korišćenje CIG-a i menjanjem pravila o radu prenosnih mreža za CIG. Između ostalog, očekuje se da će se u budućnosti elektrane sa CIGuključiti u suzbijanje niskofrekventnih elektromehaničkih oscilacija u prenosnim mrežama.
Da bi ispunili ova očekivanja, algoritmi kontrole CIG-a moraju imati regulator za prigušenje oscilacija snage (PowerOscillationDampingPOD). Ovaj regulator se tipično dizajnira tako da prilagodi aktivnu i/ili reaktivnu snagu na izlazu CIG-a kako bi prigušio konkretnu oscilaciju frekvencije mreže. Vrlo je verovatno da će se u budućnosti CIGpovezati na mrežu koja ima ne samo jednu, već nekoliko slabo prigušenih frekvencija, što potencijalno može dovesti do više istovremenih niskofrekventnih oscilacija. Osim toga, konfiguracija mreže i radna tačka prenosnog sistema se konstantno menjaju tokom rada, što otežava podešavanje PODregulatora i svi ovi faktori predstavljaju glavne izazove za njihov dizajn. Štaviše, algoritmi za PODmoraju biti implementirani na pretvaračima koji rade u modu uspostavljanja mreže (Grid–Forming), što je značajno različito od postojećih CIG-ova koji jednostavno slede mrežu (Grid–Following).
Elektrane za obnovljive izvore imaju obično više lokalnih jedinica CIG-a i centralizovani regulator. Do sada je već je prijavljeno više incidenata mrežnih oscilacija koji su povezani sa internim kašnjenjima unutar elektrane, najčešće između centralizovanog regulatora koji koordiniše mrežu i lokalnih jedinica CIG-a.
U ovom izlaganju biće razmatrani različiti aspekti prigušenja oscilacija snage korišćenjem CIG-ova i predloženo nekoliko metoda za dizajn PODregulatora. Posebno će se analizirati uticaj promena topologije mreže i prisustvo stohastičkih komunikacionih kašnjenja na PODi biće predstavljena rešenja za odgovarajuće tipove regulatora. Pored toga, predložena rešenja su bazirana samo na lokalnim merenjima frekvencije i pogodna su za slučajeve kada detaljan model električnog sistema nije dostupan. Analiziraće se obe topologije kontrole pretvarača one koje slede mrežu i one koje formiraju mrežu za primenu usluge POD.
Ključne reči:Prigušivanje oscilacija snage, Pretvarači snage, Elektrane obnovljivih izvora energije.
BIOGRAFIJA PREDAVAČA
Dr Milan Prodanović (stariji član, IEEE) je diplomirao elektrotehniku na Univerzitetu u Beogradu, 1996. godine, i doktorirao elektrotehniku i elektroniku na Imperijal Koledžu u Londonu, 2004. Od 1997. do 1999. godine je radio GVS inženjeringu u Beogradu na razvoju sistema za besprekidno napajanje. Od 1999. do 2010. je bio naučni saradnik za elektrotehniku i elektroniku na Imperijal Koledžu. Trenutno je Viši Istraživač i Šef Jedinice za Električne Sisteme na Institutu IMDEA Energija u Madridu, Španija. Milanove oblasti istraživanja su upravljanje i dizajn energetskih pretvarača, integracija obnovljivih izvora i skladišta energije, upravljanje energetskim mrežama u realnom vremenu, upravljanje i analiza stabilnosti mikromreža i energetskih sistema i energetska efikasnost u industrijskim aplikacijama. Autor je niza visoko citiranih radova (>6.200 citata) i nosilac je 3 međunarodne patentne prijave. Milan je bio glavni istraživač u mnogobrojnim regionalnim, nacionalnim i međunarodnim projektima u Španiji, Velikoj Britaniji, Francuskoj, Danskoj, Italiji, Belgiji, Švajcarskoj, Litvaniji, Keniji i Japanu i sarađivao sa najvažnijim kompanijama u energetskom sektoru u Velikoj Britaniji, Francuskoj, Danskoj i Španiji (EDF, EON, Iberdrola, Union Fenosa, SEAS, Supergrid Institut itd.). Dobio je stipendiju za istraživanje Ramon i Kahal 2011. i stipendiju „Marija Kiri” 2010. Milan je akreditovani recenzent za ANEP (Nacionalna agencija za evaluaciju i prospektivu, Španija) i član je radnih grupa za energetsku elektroniku i skladištenje energije nacionalne platforme za električne mreže FUTURED (Španija).
