Une nouvelle méthode de suppression de la ferrorésonance dans un IEEE 33

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 3381 (2023) Citer cet article

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Bien que l'intégration d'une génération distribuée (DG) dans un système de distribution (DS) présente plusieurs avantages, elle peut s'accompagner de certains problèmes, tels que la ferrorésonance. Par conséquent, les études de ferrorésonance dans un DS intégré avec plusieurs DG ont été identifiées comme une lacune de la recherche. À cette fin, cet article présente une nouvelle méthode pour atténuer la ferrorésonance dans les réseaux de distribution, après quoi la ferrorésonance dans un bus radial DS IEEE-33 intégré avec des multi-DG a été étudiée. Ici, le limiteur de shunt RLC est présenté comme une méthode pour atténuer la ferrorésonance, y compris une approche de conception pour ajuster ses dimensions pour s'adapter au système. Les investigations ont révélé que ce shunt reposait sur le détecteur de séquence négative pour le connecter au système pendant la ferrorésonance. Enfin, l'efficacité et la supériorité de la méthode proposée ont été démontrées en comparant son résultat avec ceux obtenus en utilisant d'autres méthodes d'atténuation de la ferrorésonance existantes utilisées dans la littérature.

Avec les craintes mondiales croissantes concernant l'épuisement des combustibles fossiles, y compris les conséquences environnementales de leur utilisation, l'adoption de la génération distribuée (DG) a été présentée comme la solution idéale1. Notamment, la propagation des DG a apporté de nombreux avantages au système électrique, à l'environnement et aux consommateurs2,3. Par ailleurs, le coût des pertes sur le réseau électrique renchérit la facture des consommateurs. Par conséquent, les GD sont considérés comme un avantage significatif pour les consommateurs en termes de réduction de leurs coûts en réduisant les pertes du système électrique4,5. De plus, les DG renouvelables contribuent à l'atténuation du problème du réchauffement climatique et des gaz à effet de serre, en plus de réduire les émissions6,7. Par conséquent, il est prévu que d'ici 2050, l'énergie nominale générée à partir de sources d'énergie renouvelables représentera la moitié de l'électricité énergétique mondiale8. De plus, les DG ont soutenu l'expansion du marché de l'électricité et les investissements dans les réseaux électriques9, elles constituent une excellente solution à la congestion des lignes de transport10. Ils sont également utilisés pour réduire les pertes de puissance du système, améliorer la qualité de l'alimentation et améliorer la fiabilité d'un système11,12. Cependant, les avantages diffèrent selon le type de DG. De plus, bien que les DG présentent de nombreux avantages, certains problèmes sont survenus en raison de leur utilisation. En conséquence, des efforts considérables sont déployés pour enquêter et résoudre la plupart des problèmes. Actuellement, quatre types de DG ont été identifiés. Le premier type injecte uniquement de la puissance active, le deuxième type injecte à la fois de la puissance active et réactive, le troisième type injecte uniquement de la puissance réactive et le quatrième type injecte de la puissance réelle à moins qu'il ne consomme de la puissance réactive13. Ainsi, en raison des avantages de ce système, plusieurs études ont été menées sur l'effet des DG sur un réseau pour démontrer leurs efforts.

Parmi ces études, Ref.1 a décrit une méthode de contrôleur pour améliorer la stabilité de synchronisation des DG basés sur des onduleurs dans un réseau pendant des conditions défectueuses. Leur modèle était basé sur la détermination de la déviation maximale à fréquence fixe. Cependant, la Réf.14 a introduit le rôle de l'intégration des DG de type éolien dans la section de transport pour réduire le coût de la production d'électricité et les émissions de CO2. Ils ont également démontré le coût de l'investissement dans l'énergie éolienne, y compris son rôle dans l'amélioration du marché de l'électricité. En revanche, alors que la réf.15 discutait des méthodes d'intégration des DG avec des véhicules électriques dans un système de distribution (DS) pour améliorer les mesures de performance du système, la réf.16 a conçu une approche méthodologique pour déterminer l'équilibre de puissance optimal entre les stations centralisées et les DG. De plus, Ref.17 a présenté un algorithme pour intensifier un système de protection basé sur des relais de protection de distance en cas de défaut dans des réseaux en anneau avec une forte pénétration de DG. Dans une autre étude, alors que la réf.7 expliquait l'utilisation d'un stabilisateur de convertisseur matriciel pour contrôler le flux de puissance bidirectionnel causé par les DG, la réf.18 utilisait des DG pour améliorer le profil de tension de DS. La réf.19 a également présenté une conception de filtre de type C pour atténuer les harmoniques causées par les DG renouvelables, tandis que la réf.19,20 a présenté la contribution des DG à base d'onduleurs pour prendre en charge la réponse dynamique d'un système et les réponses de récupération de fréquence dans le possible temps le plus court. Ensuite, la réf.8 a présenté la mise en œuvre des DG régénératifs dans DS, y compris les procédures pour les contrôler dans des conditions de basse tension ; La réf.22 a présenté des améliorations de la tension et de la fréquence du DS intégré aux DG à onduleur en ajustant l'impédance des lignes du système, et la réf.23 a discuté de l'utilisation de systèmes de stockage d'énergie par batterie, en conjonction avec des DG à onduleur, pour améliorer les transitoires. stabilité du système.

D'après la revue de la littérature présentée ci-dessus, l'importance des DG et les grands efforts déployés pour maximiser leurs avantages et faire face aux problèmes anticipés sont clairs. Cependant, le problème de la ferrorésonance reste une lacune de la recherche qui n'a pas été explorée de manière approfondie et est presque entièrement ignorée par les DG, ce qui en fait un point de lacune malgré la gravité de ce phénomène. En outre, alors que les études précédentes menées pour étudier la ferrorésonance ne se concentraient que sur ce phénomène du point de vue de l'élément protecteur24, celles sur DS avec DG qui s'intéressaient à la ferrorésonance n'ont étudié que ce phénomène mais n'ont pas fourni de méthodes d'atténuation25,26. De plus, l'étude, qui s'est concentrée sur la suppression de la ferrorésonance causée par les DG dans le DS, n'a fourni que le circuit équivalent du système, en s'appuyant en outre sur l'atténuation de la ferrorésonance uniquement après la suppression du défaut27.

Par conséquent, cet article présente une lacune de la recherche : l'étude de la ferrorésonance dans un DS intégré à plusieurs DG. A cet effet, une nouvelle méthode d'atténuation de la ferrorésonance en cas de défaut série est proposée. Ensuite, différentes conditions ont été présentées pour étudier la ferrorésonance dans un système de bus IEEE 33 intégré avec vent DG et condensateurs. Enfin, le RLC Shunt Limiter (RLC-SL) a été proposé comme élément d'atténuation de la ferrorésonance, après quoi il a été comparé à d'autres méthodes d'atténuation précédemment utilisées dans la littérature. La connexion RLC-SL est adoptée, qui reposait sur un détecteur de séquence négative.

Les principales contributions de l'article sont données comme suit:

Étudier la ferrorésonance du système de distribution de bus IEEE 33 intégré avec plusieurs DG.

Présenter le (RLC-SL) comme une nouvelle technique pour réduire la ferrorésonance et ses procédures d'ajustement.

Le paramètre du schéma proposé est conçu et ses dimensions, pour s'adapter au système, sont ajustées.

Pour mettre en œuvre avec succès les étapes de contrôle proposées pour déclencher rapidement le RLC-SL sur le réseau à la ferrorésonance, en outre, il se sépare rapidement de la récupération du système.

Prouver l'efficacité de la méthode proposée par comparaison avec d'autres méthodes existantes d'atténuation de la ferrorésonance.

Le reste du papier est organisé comme suit. La section "Modélisation du système" présente la modélisation du système de bus IEEE 33, ainsi que son intégration avec les condensateurs et le vent DG côté charge. La section "Etude de la ferrorésonance" étudie la ferrorésonance dans une variété de conditions de défaut série du côté charge et au vent DG. La section "Atténuation de la ferrorésonance" présente le RLS-SL proposé en tant que nouvelle technique d'atténuation de la ferrorésonance et la compare à certaines méthodes d'atténuation de la ferrorésonance existantes. La conclusion de l'article est donnée dans la section "Conclusion".

Cette section présente une étude de cas sur un bus DS IEEE-33 modifié pénétré par plusieurs DGS. Après avoir été construit avec 33 bus et 32 lignes28,29, il a été simulé à l'aide du logiciel PSCAD/EMTDC, le niveau de tension du système étant de 12,66 kV. Ensuite, il a été modifié en ajoutant cinq condensateurs (troisième type DG) et une éolienne (premier type DG) pour améliorer la tension et réduire les pertes. La figure 1 présente la configuration du système de bus IEEE 33 intégré aux DG. Notamment, les condensateurs ont été positionnés au plus près des charges. En conséquence, tous les condensateurs ont été connectés à une tension de charge de 0,4 kV après un transformateur de distribution 12,66/0,4 kV, et le vent DG a été relié au système via un transformateur 0,69/12,66 kV. Ensuite, les tailles de condensateur ont été déterminées à l'aide de l'équation. (1)30. Les tailles et emplacements de tous les condensateurs et de l'éolienne sont indiqués dans le tableau 128,31.

Un système de bus IEEE-33 modifié intégré aux DG.

La figure 2 montre la tension sur tous les bus avant et après l'intégration DG. Il ressortait clairement de la Fig. 2 que le rôle des DG dans la prise en charge de la valeur de tension de tous les bus du système était proche de la valeur nominale.

Valeurs de tension des bus système avant et après l'intégration des DG.

Les principales causes d'activation de la ferrorésonance sont les commutations anormales et les défauts. Ils peuvent entraîner l'interaction de l'inductance non linéaire avec la capacité du système. Dans cette section, les actions qui ont étudié la ferrorésonance dans le système IEEE modifié seront examinées.

Tout d'abord, toutes les charges liées aux condensateurs ont été évaluées, après quoi toutes les séparations anormales sur les bornes du transformateur de distribution ont été étudiées, ce qui a conduit à des investigations de ferrorésonance dans deux cas.

Premier cas : la charge était ombragée, indiquant une panne sur une phase monophasée du côté haute tension. Par conséquent, ce cas a été modélisé en séparant CB1 et toute phase de CB2, comme illustré à la Fig. 3. Bien que ce modèle ait entraîné une ferrorésonance sous-périodique dans la phase séparée du côté haute tension du transformateur, il en a résulté deux phases sur le côté côté basse tension. De plus, la figure 4 montre l'onde de tension précédant et suivant le moment de séparation. Bien que du côté haute tension, la valeur de la tension soit passée à 1,98 pu, du côté basse tension, elle est passée à 1,45 pu.

Deuxième cas : la charge était également ombragée, défaillante dans les deux phases du côté haute tension. Par conséquent, ce cas a été modélisé en séparant CB1 et deux phases quelconques de CB2, comme illustré à la Fig. 3. Bien que cette modélisation ait entraîné une ferrorésonance sous-périodique dans une phase des phases séparées du côté haute tension avec une valeur de 2,19 pu, la une autre phase séparée du côté haute tension de la ferrorésonance sous-harmonique est apparue avec une valeur de 1,7 pu. Cette ferrorésonance sous-périodique a entraîné une basse tension de valeur 1 pu dans toutes les phases. La figure 5 représente l'onde de tension précédant et suivant le moment de séparation des phases défectueuses.

Séparation et connexion des phases de charge et de transformateur côté HT.

Ferrorésonance au premier cas de séparation de CB1 et de toute phase de CB2.

Ferrorésonance au deuxième cas de séparation de CB1 et de deux phases quelconques de CB2.

Toutes les conditions de séparation anormales sur le vent DG intégré dans le système de bus IEEE 33 modifié ont été étudiées dans ce travail. La figure 6 indique la connexion du vent GD au système sous-étudié. Les enquêtes ont révélé que toutes les conditions de défaut en série ont entraîné une ferrorésonance, comme résumé dans le tableau 2. Les événements de 1 à 3 montrent une panne de phases similaires des deux côtés du transformateur, ce qui a entraîné une ferrorésonance quasi-périodique (QPF) des deux côtés du transformateur. le transformateur DG. Les résultats de ces événements étaient similaires, et celui de l'événement 3 a été présenté comme un exemple représentatif de cette étape sur la Fig. 7. En revanche, les événements de 4 à 9 ont montré la panne de phases non similaires des deux côtés du transformateur. Bien qu'ils aient également entraîné un QPF des deux côtés du transformateur DG et que les résultats de ces événements aient été similaires, comme le montre la Fig. 8, le résultat de l'événement neuf était différent, comme le montre la Fig. 9. Les événements de 10 à 18 , indiquent cependant le claquage de deux phases côté haute tension et d'une phase côté basse tension du transformateur DG. Notamment, bien qu'ils aient entraîné un QPF du côté haute tension du transformateur DG, ils ont également entraîné une ferrorésonance sous-harmonique (SHF) du côté basse tension du transformateur DG. De plus, les résultats de ces événements étaient similaires. L'événement 17 est présenté comme un exemple représentatif de cette étape sur la Fig. 10. Remarquablement, les événements de 19 à 21 montrent que la panne d'une phase du côté haute tension du transformateur DG a entraîné un SHF des deux côtés du DG. transformateur, indiquant également que les résultats de ces événements étaient similaires. L'événement 21 est présenté à la Fig. 11. Enfin, les événements de 22 à 24 représentent la panne de deux phases du côté haute tension du transformateur DG. L'événement 24 est présenté sur la figure 12. Le tableau 2 montre tous les agencements de séparation, y compris leurs types de ferrorésonance et leurs valeurs de tension.

Schéma montrant la connexion du vent DG au système.

Ferrorésonance à l'événement 3.

Ferrorésonance à l'événement 8.

Ferrorésonance à l'événement 9.

Ferrorésonance à l'événement 17.

Ferrorésonance à l'événement 21.

Ferrorésonance à l'événement 24.

On peut observer qu'ils ont entraîné des SHF des deux côtés du transformateur DG, les résultats de ces événements étant similaires. Il était évident que la valeur et la forme de la tension résultante ne changeaient pas à mesure que le temps de défaut variait.

La ferrorésonance entraîne une augmentation substantielle du courant et/ou de la tension, ce qui représente un risque sérieux pour les composants du réseau électrique. Pour cette raison, les chercheurs se sont concentrés sur la diminution de la fréquence de ce phénomène afin d'éviter ses importants problèmes techniques et financiers. Le RLC-SL en tant que technique d'atténuation de la ferrorésonance est présenté dans cette section, ainsi que ses procédures de conception.

Cette section propose un RLC-SL comme nouvelle méthode pour atténuer la ferrorésonance étudiée. La méthode RLC-SL proposée a d'abord été comparée à la méthode de résistance shunt utilisée en 32, à la méthode de réacteur shunt utilisée en 33, à la méthode de résistance série utilisée en 34 et à la méthode de réacteur non linéaire shunt utilisée en 35. Notamment, la méthode RLC-SL proposée est un shunt RLC qui se connecte au côté basse tension du transformateur. Comme l'indique la Fig. 13, le RLC-SL était relié par un disjoncteur qui reçoit un signal de déclenchement du détecteur de séquence négative. De plus, pendant l'état de ferrorésonance, la séquence négative avait une valeur supérieure à zéro. Par conséquent, des changements dans la valeur de séquence négative pourraient être utilisés pour activer le disjoncteur, comme le montre également la Fig. 13. À cette fin, le RLC-SL proposé a été utilisé pour atténuer l'onde de ferrorésonance à la forme la plus proche de la tension en régime permanent. L'équation 2 illustre le modèle mathématique utilisé pour obtenir une tension en régime permanent.

où Vsd est la tension en régime permanent, Vmax est la tension maximale et f est la fréquence du système.

Position et mécanisme de la connexion RLC-SL.

Par la suite, l'effet du RLC-SL pourrait être déduit du circuit équivalent dans chaque cas. Le premier cas était l'étude de charge, le circuit équivalent après l'événement de séparation étant illustré à la Fig. 14. En conséquence, le circuit équivalent pourrait être utilisé pour dériver les équations. (3)–(13) qui expriment les valeurs de tension en régime permanent en appliquant la méthode RLC-SL proposée pour montrer comment les changements dans les valeurs des paramètres RLC affectent la valeur de ${Z}_{RLC}$, en changeant par la suite l'onde de tension.

où Vxx est l'onde de tension après l'insertion de RLC-SL, Icph est le courant monophasé de la batterie de condensateurs et Xcph est l'impédance monophasée de la batterie de condensateurs.

où Isource est le courant de la source et IRLC est le courant traversant le RLC-SL.

où Vx est l'onde de tension avant d'ajouter RLC-SL, et ZTotal est l'impédance équivalente de RLC-SL et l'impédance monophasée de la batterie de condensateurs.

où IRLC est le courant RLC-SL et ZRLC est l'impédance totale de RLC-SL

où Cph est la valeur de phase de la batterie de condensateurs et Cdelta est la valeur de la ligne de la batterie de condensateurs.

où R est la valeur de résistance de RLC-SL, Xc est la valeur de réactance du condensateur de RLC-SL et XL est la valeur de réactance de RLC-SL.

où C est la valeur du condensateur de RLC-SL.

où L est la valeur d'inductance de RLC-SL.

Circuit équivalent au goujon de charge appliquant le circuit RLC-SL.

Le deuxième cas comprenait une éolienne en tant que DG, avec le circuit équivalent après un défaut en série indiqué sur la Fig. 15. Notamment, le circuit équivalent pourrait être utilisé pour dériver les équations. (8)–(16) qui expriment la valeur de ${V}_{xx}$ après l'ajout de RLC-SL, où ILoad1 est le courant de charge du DG, et ${I}_{Wind }$ est le courant DG. Ensuite, puisque la charge était constante, les changements dans les valeurs RLC ont changé les valeurs ZRLC et IRLC, ce qui a entraîné des changements de valeur Vxx. Par conséquent, en suivant le changement de Vxx, l'état le plus proche de Vsd a pu être déterminé.

Le circuit équivalent à l'étude DG après ajout de RLC-SL.

L'ajustement de la valeur RLC-SL est divisé en deux étapes : l'ajustement du LC ensemble et l'optimisation des valeurs RLC sont réglés selon l'équation. (17). Les procédures pour obtenir la valeur souhaitée pour R sont illustrées à la Fig. 16. Le processus de conception commence par la saisie de l'équation d'onde de tension dans la condition de ferrorésonance par ajustement de la courbe, puis la saisie de la plage acceptable de R. Les valeurs sont modifiées et mises à jour jusqu'à ce que atteindre les valeurs optimales à l'aide d'une procédure conçue indiquée par l'organigramme de la Fig. 16. La valeur de R est déduite en compensant avec les nombreuses valeurs acceptées de R et en comparant la forme de l'onde résultante dans chaque valeur avec l'onde de tension dans l'état d'équilibre.

Étapes de réglage RLC-SL.

La valeur de R est choisie pour amener la forme d'onde de tension aussi près que possible de l'onde en régime permanent. Cette étude est réalisée à l'aide du logiciel MATLAB. L'onde de tension de ferrorésonance a été initiée par un fichier m MATLAB mettant en œuvre l'outil d'ajustement de courbe. Les valeurs du RLC sont déterminées en utilisant les équations décrites précédemment. (2)–(18). La figure 16a montre l'organigramme de la procédure de conception mise en œuvre dans la sélection des paramètres du schéma d'atténuation proposé. La figure 16b illustre un exemple d'ajustement de courbe pour l'étude de charge dans le premier cas. En conséquence, la valeur RLC-SL appropriée pour n'importe quel système peut être déterminée. L'efficacité et l'efficacité du schéma proposé seront démontrées en comparant son résultat avec ceux obtenus en utilisant d'autres méthodes d'atténuation de la ferrorésonance existantes utilisées dans la littérature.

où L et C sont les valeurs de condensateur et d'inductance de RLC-SL.

Cette section a mis en œuvre et comparé les méthodes d'atténuation précédemment publiées avec la méthode proposée. Par conséquent, la résistance shunt36, le réacteur shunt, le réacteur shunt non linéaire, la résistance série et le RLC-SL ont été mis en œuvre, chaque résultat technique étant indiqué par une couleur distincte (la résistance shunt était représentée par le noir, le réacteur shunt était représenté par le jaune, la résistance série était représenté par le rouge, l'inducteur non linéaire était représenté par le vert et le RLC-SL proposé était représenté par le bleu). Alors que les résultats utilisant des techniques d'atténuation de la ferrorésonance pour les premier et deuxième cas d'étude de charge sont présentés dans les Fig. 17 et 18, les résultats de la mise en œuvre des techniques d'atténuation avec l'unité éolienne dans des conditions de ferrorésonance sont indiqués dans les Figs. 19, 20, 21, 22, 23 et 24.

Atténuation de la ferrorésonance dans le cas 1 de l'étude de charge.

Atténuation de la ferrorésonance dans le deuxième cas de l'étude de charge.

Atténuation de la ferrorésonance à l'événement 3.

Atténuation de la ferrorésonance à l'événement 8.

Atténuation de la ferrorésonance à l'événement 9.

Atténuation de la ferrorésonance à l'événement 17.

Atténuation de la ferrorésonance à l'événement 21.

Atténuation de la ferrorésonance à l'événement 24.

En mettant en œuvre la méthode de résistance shunt, les cas 1 et 2 de la charge n'ont montré aucune atténuation efficace, comme le montrent les Fig. 17 et 18, alors que dans l'étude de l'unité éolienne, une atténuation efficace a été observée, comme les Figs. 19, 20, 21, 22, 23 et 24 indiquent. En conséquence, cela a été considéré comme une solution inutile.

Par contraste, en mettant en œuvre la méthode du réacteur non linéaire shunt, bien qu'une atténuation efficace dans les cas 1 et 2 de la charge ait été observée, ce n'était pas une bonne solution en raison de la forte distorsion de la forme de tension, comme le montrent les Fig. 17 et 18. De plus, dans l'étude de l'unité éolienne, alors qu'aucune atténuation efficace n'a été observée, comme les Figs. 19, 20, 21, 22, 23 et 24 indiquent ; certaines phases ont été déformées, telles que les événements 12 et 13, comme représenté sur les Fig. 19, 20, 21, 22, 23 et 24.

De plus, une atténuation efficace a été observée dans l'étude de l'unité éolienne en mettant en œuvre la méthode du réacteur shunt, comme le montrent les Fig. 19, 20, 21, 22, 23 et 24, alors que dans l'étude de charge, il n'y avait pas d'atténuation efficace, comme les Figs. 17 et 18 indiquent.

Cependant, en mettant en œuvre la méthode de résistance en série, bien que les cas 1 et 2 aient montré une atténuation efficace, comme le montrent les Fig. 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 et 24, elle était considérée comme une solution non économique car elle entraînait des pertes permanentes du système.

Ainsi, compte tenu de la faisabilité économique de cette méthode, la durée de vie moyenne du transformateur devrait être comprise entre 25 et 40 ans37,38. En supposant que la durée de vie moyenne est de 35 ans, cette période équivaut à 302 400 h. Par ailleurs, selon le Global Energy Institute, alors que le coût d'un kilowattheure aux États-Unis est de 11,18 cents, soit 0,1181$, le coût des pertes dues au passage de seulement 1A d'une unité éolienne était de 1071,5 $, soit 557 $ à la charge. En conséquence, le coût total des pertes dépasse le coût des transformateurs nécessaires pour les protéger de la ferrorésonance. Par conséquent, il est préférable d'éviter d'utiliser cette technique. Remarquablement, la mise en œuvre de la méthode RLC-SL proposée a montré que les cas 1 et 2 étaient efficaces dans l'atténuation, comme le montrent les Fig. 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 et 24. Alors que les cellules vertes indiquent que la tension dans cette phase était normale et non affectée par des défauts en série, les cellules rouges indiquent que la tension à cette phase était déformée après l'application la technique. Le tableau 3 décrit également l'efficacité du RLC-SL proposé par rapport à la résistance série et au réacteur shunt pour atténuer la ferrorésonance. Comme indiqué précédemment, le réacteur shunt n'a pas réussi à atténuer la ferrorésonance lors des études de charge, proposant la résistance série comme une solution non économique. En conséquence, le RLC-SL proposé était la solution la plus efficace pour l'atténuation de la ferrorésonance. Le tableau 3 présente les valeurs maximales de tension de sortie pour chaque phase après que toutes les techniques ont été appliquées au vent.

La ferrorésonance est une condition dangereuse causée par l'association en série d'une capacité équivalente et d'une inductance non linéaire. Il peut en résulter une surtension prolongée endommageant l'équipement. Par conséquent, cet article a discuté du point d'écart de recherche, représenté par les études de vérification de la ferrorésonance dans le DS pénétré par les DG. Ensuite, des scénarios pouvant conduire à la DS à bus IEEE 33 intégrée avec des multi-DG à la ferrorésonance ont été présentés, après quoi les conditions de la ferrorésonance et leurs conséquences ont été confirmées en simulant la DS dans PSCAD/EMTDC. Enfin, une méthode a été proposée pour atténuer la ferrorésonance dans les réseaux de distribution utilisant RLC-SL, après quoi une technique pour déterminer les valeurs RLC a été fournie qui correspond au bus DS IEEE-33 modifié et peut être appliquée à tout autre système. Pendant la ferrorésonance, le RLC-SL proposé a été connecté au système via un interrupteur contrôlable qui prend un signal de déclenchement du détecteur de séquence négative. Par conséquent, le RLC-SL conçu a été évalué par rapport à la résistance shunt, au réacteur non linéaire shunt, au réacteur linéaire shunt et à la résistance série. Remarquablement, la méthode proposée a surpassé les autres méthodes en termes d'efficacité d'atténuation de la ferrorésonance.

Les données à l'appui des conclusions de cette étude sont disponibles auprès de l'auteur correspondant sur demande raisonnable.

Abdoli, O., Gholipour, M. & Hooshmand, R. Une nouvelle méthode d'amélioration de la stabilité de synchronisation des convertisseurs connectés au réseau basée sur le critère de surface égale. Int. J. Electr. Système d'énergie d'alimentation. 139, 108062 (2022).

Article Google Scholar

Urpelainen, J. Les bons peuvent créer un marché florissant pour la production d'électricité décentralisée dans les pays en développement. Énergie Rés. Soc. Sci. 46, 64–67 (2018).

Article Google Scholar

Purlu, M. & Turkay, BE Allocation optimale des générations distribuées renouvelables à l'aide de méthodes heuristiques pour minimiser les pertes d'énergie annuelles et l'indice de déviation de tension. Accès IEEE https://doi.org/10.1109/ACCESS.2022.3153042 (2022).

Article Google Scholar

Ahmed, KS & Karthikeyan, SP Comparaison de diverses méthodes de répartition des pertes/coûts de transmission—Un examen. En 2017, Innovations in Power and Advanced Computing Technologies (i-PACT) 1–4 (2017). https://doi.org/10.1109/IPACT.2017.8245196.

Verma, R. & Kashyap, pénétration M. DG dans les réseaux de distribution: Une revue. En 2021, 7e Conférence internationale sur les systèmes informatiques et de communication avancés (ICACCS) vol. 1, pages 1144-1147 (2021).

Mohamed M. EL-Shafhy, Alaa M. Abdel-hamed, EAB Ferrorésonance dans les systèmes de distribution - état de l'art. RZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY (Electrical Rev.) 1–15 (2022) https://doi.org/10.15199/48.2022.11.01.

Malekjamshidi, Z., Jafari, M., Zhu, J. & Xiao, D. Contrôle bidirectionnel du flux de puissance avec analyse de stabilité du convertisseur matriciel pour les applications de micro-réseaux. Int. J. Electr. Système d'énergie d'alimentation. 110, 725–736 (2019).

Article Google Scholar

Rolán, A., Bogarra, S. & Bakkar, M. Intégration des ressources énergétiques distribuées aux réseaux déséquilibrés en cas de creux de tension avec conformité au code de réseau. IEEE Trans. Réseau intelligent 13, 355–366 (2022).

Article Google Scholar

Avar, A. & Sheikh-El-Eslami, MK Placement optimal de DG sur les marchés de l'électricité du point de vue des propriétaires de DG compte tenu de l'impact des coûts de transmission. Électr. Système d'alimentation Rés. 196, 107218 (2021).

Article Google Scholar

Asija, D. & Choudekar, P. Gestion de la congestion à l'aide d'une optimisation DE-PSO hybride multi-objectifs avec une production distribuée basée sur l'énergie solaire dans un marché de l'énergie déréglementé. Renouveler. Focus énergétique 36, 32–42 (2021).

Article Google Scholar

Alanazi, MS Un modèle MILP pour une allocation optimale de DG éolien renouvelable dans les systèmes de distribution intelligents en tenant compte de la stabilité de la tension et de la perte de ligne. Alexandre Ing. J. 61, 5887-5901 (2022).

Article Google Scholar

Ali, MH, Kamel, S., Hassan, MH, Tostado-Véliz, M. & Zawbaa, HM Un algorithme amélioré d'optimisation des chevaux sauvages pour une planification DG optimale basée sur la fiabilité des réseaux de distribution radiaux. Energy Rep. 8, 582–604 (2022).

Article Google Scholar

Kumar, S., Mandal, KK & Chakraborty, N. Placement optimal de différents types d'unités DG en tenant compte de divers modèles de charge à l'aide d'un nouvel optimiseur de loup gris multiobjectif quasi-oppositionnel. Calcul doux. 25, 4845–4864 (2021).

Article Google Scholar

Jansen, M., Duffy, C., Green, TC & Staffell, I. Island in the Sea : perspectives et impacts d'un pôle éolien offshore en mer du Nord. Adv. Appl. Énergie https://doi.org/10.1016/j.adapen.2022.100090 (2022).

Article Google Scholar

Singh, B. & Dubey, PK Planification de la production d'énergie distribuée pour les réseaux de distribution utilisant des véhicules électriques : une attention systématique aux défis et aux opportunités. J. Stockage d'énergie 48, 104030 (2022).

Article Google Scholar

Stennikov, V., Barakhtenko, E., Mayorov, G., Sokolov, D. & Zhou, B. Gestion coordonnée de la production centralisée et distribuée dans un système énergétique intégré utilisant une approche multi-agents. Appl. Énergie 309, 118487 (2022).

Article Google Scholar

Biller, M. & Jaeger, J. Algorithmes de protection pour les réseaux en anneau fermé avec génération distribuée. IEEE Trans. Puissance Livr. https://doi.org/10.1109/TPWRD.2022.3144004 (2022).

Article Google Scholar

Ali Shaik, M., Mareddy, PL & Visali, N. Amélioration du profil de tension dans le système de distribution en reconfigurant avec le placement DG à l'aide de l'optimiseur d'équilibre. Alexandre. Ing. J. 61, 4081–4093 (2022).

Article Google Scholar

Bajaj, M. & Singh, AK Conception optimale d'un filtre de puissance passif pour améliorer la capacité d'hébergement à contrainte harmonique des systèmes DG renouvelables. Calcul. Électr. Ing. 97, 107646 (2022).

Article Google Scholar

Tafti, HD et al. Contrôle des onduleurs photovoltaïques distribués pour le support de fréquence et la récupération du système. IEEE Trans. Électron de puissance. 37, 4742–4750 (2022).

Article Google Scholar

Zhong, W., Tzounas, G. & Milano, F. Amélioration de la réponse dynamique du système électrique grâce à un contrôle combiné tension-fréquence des ressources énergétiques distribuées. IEEE Trans. Système d'alimentation 1, 2. https://doi.org/10.1109/TPWRS.2022.3148243 (2022).

Article Google Scholar

Sepehrzad, R., Khojasteh Rahimi, M., Al-Durra, A., Allahbakhshi, M. & Moridi, A. Gestion optimale de l'énergie de la production distribuée dans les micro-réseaux pour contrôler la tension et la fréquence en fonction de l'impédance virtuelle adaptative PSO méthode. Électr. Système d'alimentation Rés. 208, 107881 (2022).

Article Google Scholar

Bangash, KN, Farrag, MEA & Osman, AH Enquête sur les batteries de stockage d'énergie dans l'application de la stabilité du réseau de distribution actif à faible inertie. Technol. Écon. Maintien des réseaux intelligents. Énergie 4, 1 (2019).

Article Google Scholar

Heidary, A., Rouzbehi, K., Radmanesh, H. & Pou, J. Ferrorésonance du transformateur de tension : un dispositif inhibiteur. IEEE Trans. Puissance Livr. 35, 2731–2733 (2020).

Google Scholar

Thanomsat, N., Plangklang, B. & Ohgaki, H. Analyse du phénomène de ferrorésonance dans un système de distribution 22 kV avec une source photovoltaïque par PSCAD/EMTDC. Énergies 11, 1742 (2018).

Article Google Scholar

Esmaeili, M., Rostami, M. & B. Gharehpetian, G. L'effet de divers types de générations distribuées sur la ferrorésonance. Dans la 22e Conférence iranienne sur le génie électrique, ICEE 2014 803–807 (2014). https://doi.org/10.1109/IranianCEE.2014.6999646.

Monadi, M. et al. Analyse des effets de ferrorésonance dans les réseaux de distribution avec des unités de source distribuées. Dans IECON 2013 — 39e conférence annuelle de l'IEEE Industrial Electronics Society 1974–1979 (2013). https://doi.org/10.1109/IECON.2013.6699434.

Vita, V. Développement d'un algorithme de prise de décision pour la taille et le placement optimaux des unités de production décentralisée dans les réseaux de distribution. Énergies 10, 1433 (2017).

Article Google Scholar

Vita, V. City, University of London Institutional Repository Analyse des réseaux de distribution d'électricité avec des références particulières aux réseaux distribués. Thèse de doctorat. Université de la ville de Londres. (2016).

Ali, SA Banques de condensateurs commutant les transitoires dans les systèmes électriques. Sci. de l'énergie. Technol. 2, 62–73 (2011).

Google Scholar

Kumar, D., Singh, A. & Kansal, S. Pour améliorer le profil de tension du système de distribution avec le placement optimal du condensateur. Indien J. Sci. Technol. 10, 1–7 (2017).

Google Scholar

Badran, EA, Rizk, MEM & Abdel-Rahman, MH Enquête sur la ferrorésonance dans les parcs éoliens offshore. Confiture. Sci. 7, 941–950 (2011).

Google Scholar

Abdul-Malek, Z., Mehranzamir, K., Salimi, B., Nabipour Afroouzi, H. et Vahabi Mashak, S. Enquête sur les techniques d'atténuation de la ferrorésonance dans les transformateurs de tension à l'aide de la simulation ATP-EMTP. J. Teknol. Sci. Ing. 64, 85–95 (2013).

Google Scholar

Valverde, V., Buigues, G., Mazon, A., Zamora, I. & Albizu, I. Configurations ferrorésonnantes dans les systèmes électriques. renouveler. Énergie Puissance Qual. J. 1, 474–479 (2012).

Article Google Scholar

Craenenbroeck, TV, Dommelen, DV & Janssens, N. Conception de circuits d'amortissement pour la ferrorésonance dans les systèmes électriques flottants. EUR. Trans. Électr. Puissance 10, 155-159 (2001).

Article Google Scholar

Abdel-hamed, AM, El-shafhy, MM & Badran, EA Élimination de la ferrorésonance dans la zone de distribution par un limiteur shunt à réacteur ohmique élevé. Indonésiens. J. Electr. Ing. Calcul. Sci. 28, 1286-1296 (2022).

Google Scholar

Hillary, WDAG et al. Un outil pour estimer la durée de vie restante d'un transformateur de puissance. En 2017, Conférence de recherche en ingénierie de Moratuwa (MERCon) 373–378 (2017). https://doi.org/10.1109/MERCon.2017.7980513.

Behi, B., Arefi, A., Pezeshki, H. & Shahnia, F. Analyse de la durée de vie des transformateurs de distribution en présence d'une réponse à la demande et d'une intégration PV sur le toit. Renouveler. Énergie Environ. Soutenir. 2, 27 (2017).

Article Google Scholar

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Les auteurs sont reconnaissants à la Faculté d'Ingénierie, Université de Mansoura, El-Mansoura, Egypte, et à l'Institut Supérieur d'Ingénierie, Académie El-Shorouk, Le Caire, Egypte, pour avoir fourni les installations nécessaires à la réalisation des travaux.

Financement en libre accès fourni par The Science, Technology & Innovation Funding Authority (STDF) en coopération avec The Egyptian Knowledge Bank (EKB).

Département de l'énergie électrique et des machines, Institut supérieur d'ingénierie, Académie El-Shorouk, Le Caire, Égypte

Alaa M. Abdel-hamed & Mohamed M. El-Shafy

Département de génie électrique, Faculté de génie, Université de Mansoura, Mansoura, Égypte

Mohamed M. El-Shafy & Ibrahim A. Badran

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Tous les auteurs ont participé (a) à la conception et à la conception, ou à l'analyse et à l'interprétation des données et (b) à la rédaction de l'article ou à sa révision critique pour un contenu intellectuel important.

Correspondance à Mohamed M. El-Shafhy.

Les auteurs ne déclarent aucun intérêt concurrent.

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Réimpressions et autorisations

Abdel-hamed, AM, El-Shafhy, MM & Badran, EA Une nouvelle méthode de suppression de la ferrorésonance dans un système de distribution IEEE 33 bus intégré à une génération multidistribuée. Sci Rep 13, 3381 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-30268-w

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Reçu : 21 novembre 2022

Accepté : 20 février 2023

Publié: 28 février 2023

DOI : https://doi.org/10.1038/s41598-023-30268-w

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