DIPLOMSKI RAD br. 1544 MODELIRANJE LABORATORIJSKE · Generator je moguće odabrati kao sustav regulacije napona što znači da će se generator prilagoditi za upravljanje naponom

SVEUČILIŠTE U ZAGREBU

FAKULTET ELEKTROTEHNIKE I RAČUNARSTVA

DIPLOMSKI RAD br. 1544

MODELIRANJE LABORATORIJSKE

MIKROMREŽE

Dunja Kunštek

Zagreb, lipanj 2017.

iv

Sadržaj

1. Uvod .......................................................................................................... 1

2. ETAP ......................................................................................................... 3

2.1. Konfiguracija generatora ..................................................................... 4

2.2. AC proračun tokova snaga u programu Etap ...................................... 5

2.3. Metode proračuna ............................................................................... 5

2.3.1. Metoda Newton-Raphson............................................................. 5

2.3.2. Prilagodljiva Newton-Raphson metoda ........................................ 6

2.3.3. Brza razdvojena Newton-Raphson metoda .................................. 7

2.3.4. Ubrzana Gauss-Seidel metoda .................................................... 8

2.4. DC proračun tokova snaga u programu Etap ..................................... 9

2.4.1. Metoda proračuna tokova snaga ................................................ 10

2.4.2. Metoda Newton-Raphson........................................................... 11

3. Laboratorij električnih postrojenja ............................................................ 12

3.1. Dijelovi mikromreže .......................................................................... 14

3.2. Laboratorij u budućnosti ................................................................... 17

3.3. Model mikromreže u programu Etap ................................................. 19

4. Analiza izmjenične mikromreže ............................................................... 21

4.1. Tokovi snaga i padovi napona za cijelu mikromrežu koja je spojena na

ostatak EES-a ................................................................................... 22

4.2. Tokovi snaga i padovi napona za cijelu mikromrežu koja nije spojena

na ostatak EES-a .............................................................................. 24

4.3. Tokovi snaga i padovi napona za mikromrežu kojoj hidroelektrana nije

u funkciji ............................................................................................ 26

4.4. Tokovi snaga i padovi napona za različite snage hidroelektrane ...... 28

v

4.5. Tokovi snaga i padovi napona za različite snage fotonapona ........... 32

5. Dnevni dijagram gubitaka snage u mikromreži ........................................ 36

5.1. HE snage 10 kW, FN snage 5 kW – 1. slučaj ................................... 38

5.2. HE snage 3 kW, FN snage 5 kW – 2. slučaj ..................................... 38




5.6. Ukupni gubici .................................................................................... 42

5.7. HE snage 7 kW, FN nije u finkciji – 6. slučaj ..................................... 43




5.11. Ukupni gubici .................................................................................... 47

6. Istosmjerni dio mikromreže ..................................................................... 48

7. Zaključak ................................................................................................. 50

8. Literatura ................................................................................................. 52

vi

Popis oznaka i kratica

AC alternating current

AVR Automatic Voltage Regulator

DC direct current

EES elektroenergetski sustav

eng engleski

FN fotonapon

GGS Ground Grid Systems

GIS geographic information system schematics

HE hidroelektrana

OLD one-line diagrams

TE termoelektrana

UGS underground cable raceway systems

UPS Uninterruptible Power Supply

vii

Popis tablica

Tablica 1. Parametri termoelektrane ................................................................ 14

Tablica 2. Parametri hidroelektrane ................................................................. 15

Tablica 3. Parametri fotonaponskog panela ..................................................... 16

Tablica 4. Parametri baterije ............................................................................ 16

Tablica 5. Parametri aktivne mreže .................................................................. 16

Tablica 6. Parametri vodova............................................................................. 17

Tablica 7. Prikaz korištenih snaga HE i FN i ukupnih tereta ............................. 42

Tablica 8. Prikaz korištenih snaga HE i FN i ukupnih tereta ............................. 47

Tablica 9. Pregled promatranih slučajeva ........................................................ 50

viii

Popis slika

Slika 1. Jednopolna shema mikromreže .......................................................... 12

Slika 2. Model mikromreže modeliran u programu ETAP ................................. 19

Slika 3. Model DC dijela mikromreže modeliran u programu ETAP ................. 20

Slika 4. Prikaz tokova snaga za 1. slučaj - bazni proračun .............................. 22

Slika 5. Prikaz iznosa napona za 1. slučaj - bazni proračun ............................ 23

Slika 6. Prikaz padova i porasta napona za 1. slučaj- bazni proračun ............. 23

Slika 7. Prikaz tokova snaga za 2. slučaj – otočni rad ...................................... 24

Slika 8. Prikaz iznosa napona za 2. slučaj – otočni rad .................................... 25

Slika 9. Prikaz padova i porasta napona za 2. slučaj– otočni rad ..................... 25

Slika 10. Prikaz tokova snaga za 3. slučaj – HE nije u funkciji ......................... 26

Slika 11. Prikaz iznosa napona za 3. slučaj– HE nije u funkciji ........................ 27

Slika 12. Prikaz padova i porasta napona za 3. slučaj– HE nije u funkciji ........ 27

Slika 13. Prikaz tokova snaga - HE snage 5 kW .............................................. 28

Slika 14. Prikaz iznosa napona - HE snage 5 kW ............................................ 29

Slika 15. Prikaz padova i porasta napona - HE snage 5 kW ............................ 29

Slika 16. Prikaz tokova snaga- HE snage 15 kW ............................................. 30

Slika 17. Prikaz iznosa napona – HE snage 15 kW ......................................... 31

Slika 18. Prikaz padova i porasta napona - HE snage 15 kW .......................... 31

Slika 19. Prikaz tokova snaga kada FN nije u funkciji ..................................... 32

Slika 20. Prikaz iznosa napona kada FN nije u funkciji .................................... 33

Slika 21. Prikaz padova i porasta napona kada FN nije u funkciji .................... 33

Slika 22. Prikaz tokova snaga za FN snage 11 kW .......................................... 34

Slika 23. Prikaz iznosa napona za FN snage 11 kW ........................................ 34

Slika 24. Prikaz padova i porasta napona za FN snage 11 kW ........................ 35

Slika 25. Predviđeni dnevni gubici u mikromreži .............................................. 37

Slika 26. Dnevni gubici i generirana snaga aktivne mreže za 1. slučaj ............ 38

Slika 27. Dnevni gubici i generirana snaga aktivne mreže za 2. Slučaj ............ 39




Slika 31. Ukupni gubici po slučajevima ............................................................ 43


ix




Slika 36. Ukupni gubici po slučajevima ............................................................ 47

Slika 37. Prikaz DC proračuna tokova snaga i iznosa napona ......................... 49

Uvod

1

1. Uvod

Mikromreža jest elektroenergetska mreža koja objedinjuje (distribuirane)

izvore energije, trošila te spremnike energije. Bitno obilježje mikromreže jest da

može raditi samostalno, odnosno u otočnom radu u odnosu na preostalu makro

elektroenergetsku mrežu, ali je i povezana s tom mrežom u točci interkonekcije.

Mikromreža omogućuje operatoru sustava da tehnički i ekonomski prema njoj

pristupa kao cjelini, tj. jednom upravljivom entitetu pri čemu ne mora brinuti o

pojedinim njezinim sastavnicama.

Mikromreža povećava pouzdanost opskrbe, poboljšava kvalitetu električne

energije (održavanje konstantnog napona te smanjenje padova napona), te

potencijalno može smanjiti cijenu opskrbe energijom krajnjeg korisnika. Izvori,

spremnici i trošila energije, kao sastavne komponente mikromreže mogu biti

povezani međusobno putem istosmjernog ili izmjeničnog međukruga te tako tvoriti

istosmjernu ili izmjeničnu mikromrežu. Unutar mikromreže se integriraju različiti

distribuirani izvori energije pri čemu redovito obnovljivi izvori energije zauzimaju

visoki udio (fotonaponske ćelije, manji vjetroagregati, male hidroelektrane, gorivni

članci i sl., ali i dizelski generatori, kogeneracijski sustavi itd.). Ovdje je važno

naglasiti da obnovljivi izvori energije nisu u punom smislu riječi upravljivi izvori

energije. Sljedeća bitna sastavnica mikromreže su sustavi za pohranu električne

energije, tzv. spremnici energije (engl. Eletrical Energy Storage) koje generalno

možemo podijeliti po tipu pohrane energije na :

1. Elektrokemijske (baterije)

2. Kemijske (vodik)

3. Mehaničke (akumulirana voda reverzibilnih elektrana, zamašnjaci,

komprimirani zrak)

4. Električne (superkondenzatori)

5. Toplinske (spremnici energije)

Trošila unutar mikromreže čine dvije skupine: kritična trošila koja uvijek

trebaju imati dostupnu električnu energiju (npr. medicinski uređaji) i nekritična

trošila čije se opterećenje može reducirati (npr. isključivanjem) prema trenutnim

zahtjevima upravljačkog modula mikromreže u izvanrednim okolnostima [1].

Na Fakultetu elektrotehnike i računarstva u Zagrebu u laboratoriju za

električna postrojenja nalazi se praktični primjer mikromreže. Trenutno postoji

Uvod

2

izmjenična mikromreža, a u izgradnji je i istosmjerna mikromreža s usmjerivačima

(ispravljači i izmjenjivači) kojima će te dvije mreže biti povezane u mješovitu AC-

DC mikromrežu.

U ovom radu će biti opisan rad i ponašanje te mješovite mikromreže

modelirane u programskom alatu ETAP koji služi za analizu i upravljanje

elektroenergetskim sustavom.

ETAP

3

2. ETAP

Etap je potpuno grafički paket. To je najopsežniji alat za analizu dizajna i

ispitivanja raspoloživih elektroenergetskih sustava. Pomoću standardnih modula

offline simulacije, Etap može iskoristiti operativne podatke u stvarnom vremenu za

napredno praćenje, simulaciju u stvarnom vremenu, optimizaciju i za sustave

upravljane energijom.

Inženjeri za inženjere dizajnirali su i razvili Etap koji je namijenjen za

rješavanje različitih disciplina energetskih sustava, za široki spektar industrija u

jednom integriranom paketu s višestrukim prikazima sučelja kao što su AC i DC

mreže, kabeli, krute mreže, dijagrami upravljanja AC i DC sustava itd.

Etap omogućuje jednostavno kreiranje i uređivanje grafičkih jednopolnih

dijagrama (OLD), podzemnih kabelskih sustava (UGS), trodimenzionalnih

kabelskih sustava, naprednih vremenskih trenutačnih koordinacija i selektivnosti,

zemljopisnog informacijskog sustava (GIS), kao i trodimenzionalne sustave mreža

(GGS). Program je osmišljen kako bi uključio tri ključna koncepta: virtualna

operacija (simulira pravi rad električnog sustava što je bliže moguće), ukupna

integracija podataka (kombinira električne, logičke, mehaničke i fizičke osobine

elemenata sustava u istoj bazi podataka) te jednostavnost u unosu podataka

(unos podataka se ubrzava tako što se zahtijevaju minimalni podaci za određenu

studiju).

Jednopolni dijagram podržava brojne značajke koje pomažu u izgradnji

mreža različitih složenosti. Na primjer, svaki element može imati individualno

različite orijentacije, veličine i simbole zaslona (IEC ili ANSI). Jednopolni dijagram

također omogućuje postavljanje više zaštitnih uređaja između grane kruga i

sabirnice. Etap je najvažnija integrirana baza podataka za električne sustave, koja

omogućuje više prezentacija sustava za različite analize ili dizajn [2].

U narednim poglavljima bit će opisane konfiguracije generatora te metode

proračuna tokova snaga koje su raspoložive u programu Etap.

ETAP

4

2.1. Konfiguracija generatora

Etap nudi četiri različite konfiguracije generatora koje su vrlo važne pri

samom modeliranju mikromreže u programu. Način rada sinkronog generatora

ovisi o njegovoj konfiguraciji. Konfiguracije su sljedeće:

1. Swing

2. Voltage control (regulacija napona)

3. Mvar control (regulacija reaktivne snage)

4. PF control (regulacija faktora snage)

U proračunima tokova snaga „swing“ generator je onaj koji će zauzeti

zatišje tokova snaga u sustavu, odnosno napon i kut priključka generatora ostat će

na nazivnim radnim vrijednostima. U sustavu mora postojati jedan „swing“

generator koji će pretstavljati referentni izvor u sustavu. U ovom radu aktivna

mreža ima „swing“ konfiguraciju. Nadalje, napon sabirnice na koju je spojen

„swing“ generator predstavlja nazivni napon.

Generator je moguće odabrati kao sustav regulacije napona što znači da će

se generator prilagoditi za upravljanje naponom. Za takve generatore je potrebno

unijeti: nazivni napon, operativnu stvarnu snagu [MW] te minimalnu i maksimalnu

dopuštenu reaktivnu snagu (Min Q i Max Q). Generator koji ima konfiguraciju

kontrole napona znači da sadrži automatski regulator napona (eng. AVR) koji

kontrolira polje uzbude za rad konstantnog napona. Ako za vrijeme proračuna

tokova snaga izračunata vrijednost reaktivne snage generatora prelazi minimalnu

ili maksimalnu dopuštenu reaktivnu snagu (Min Q ili Max Q) vrijednost reaktivne

snage bit će postavljena na dopuštenu vrijednost te će način rada generatora biti

promijenjen u Mvar control (regulacija reaktivne snage). U tom načinu radu

moguće je odrediti fiksnu vrijednost radne i reaktivne snage. Generator u ovom

načinu rada ne sadrži automatski regulator napona (eng. AVR), odnosno uzbuda

polja je fiksna.

Generator koji je u načinu PF control, odnosno regulacije faktora snage,

radi tako da se AVR podešava na postavku faktora snage. Za ovaj način rada

potrebno je unijeti iznos radne snage u MW te faktor snage u %.

ETAP

5

2.2. AC proračun tokova snaga u programu Etap

Program Etap ima mogućnost kroz opciju proračuna tokova snaga

izračunati napone sabirnice, faktore snage grananja, struje i tokove snage u

cijelom električnom sustavu. Etap podržava spajanje naponski reguliranih te

naponski nereguliranih izvora s višestrukim mrežnim i generatorskim priključcima.

Sposoban je obavljati analizu kako na radijalnim sustavima tako i na sustavima

petlji. Etap omogućava odabir između četiri različite metode proračuna tokova

snaga kako bi se postigla najbolja učinkovitost izračuna [2]. U narednim

poglavljima će ukratko biti objašnjene sve četiri metode.

2.3. Metode proračuna

Etap omogućava četiri metode izračuna toka opterećenja:

1. Newton-Raphson

2. Prilagodljivi Newton-Raphson (eng. Adaptive Newton-Raphson)

3. Brzi razdvojeni Newton-Raphson (eng. Fast-decoupled Newton-

Raphson)

4. Ubrzani Gauss-Seidel (Accelerated Gauss-Seidel)

Prethodno nabrojane metode posjeduju različite karakteristike

konvergencije tako da je određena metoda u prednosti naspram druge u pogledu

postizanja najbolje izvedbe. Moguće je odabrati bilo koju od njih ovisno o

konfiguraciji sustava, načinu proizvodnje, vrsti tereta te početnim naponima

sabirnica [2].

2.3.1. Metoda Newton-Raphson

Metoda Newton-Raphson iterativno rješava sljedeću jednadžbu:

[𝛥𝑃𝛥𝑄

] [𝐽1 𝐽2𝐽3 𝐽4

] = [𝛥𝛿𝛥𝑉

]

gdje je:

ΔP – vektor razlike zadane i izračunate vrijednosti radne snage

ΔQ - vektor razlike zadane i izračunate vrijednosti reaktivne snage

J1 do J4 – Jacobijeve matrice

ΔV – napon sabirnice

ETAP

6

Δδ – kutni vektor

Metoda Newton-Raphson posjeduje jedinstvenu kvadratnu konvergenciju.

Obično ima vrlo brzu brzinu konverzije u usporedbi s drugim metodama proračuna

snaga. Također prednost joj je u tome što su kriteriji konvergencije navedeni kako

bi se osigurala konvergencija za neusklađenost radne i reaktivne snage sabirnice.

Ovaj kriterij pruža izravnu kontrolu točnosti u svrhu određivanja rješenja proračuna

snaga. Kriteriji konvergencije za metodu Newton-Raphson obično su postavljeni

na 0,001 MW i Mvar. Ova metoda ovisi o početnim vrijednostima napona

sabirnice. Preporučuje se korištenje metode Newton-Raphson za bilo koji sustav

[2].

2.3.2. Prilagodljiva Newton-Raphson metoda

Ova poboljšana Newton-Raphson metoda uvodi skup manjih koraka za

iteracije gdje se susreće potencijalno stanje divergencije. Manja povećanja mogu

pomoći u postizanju rješenja proračuna za neke sustave gdje redoviti Newton-

Raphsonov postupak možda neće uspjeti.

Metoda Newton-Raphson temelji se na aproksimaciji Taylorovog reda. Radi

jednostavnosti i inkrementalnih koraka provodi se linearna interpolacija /

ekstrapolacija dodatnih inkrementa u vremenskom koraku kako bi se poboljšalo

rješenje.

𝑓(𝑥𝑘 + 𝛼𝑘 ∗ 𝛥𝑥𝑘) < 𝑓(𝑥𝑘)

Pojedinačni koraci kontroliraju se podešavanjem vrijednosti αk za

pronalaženje mogućeg rješenja za sljedeći korak rješenja.

Rezultati ispitivanja dokazuju da ova metoda može poboljšati konvergenciju

za distribucijske i prijenosne sustave s negativnom serijskom reaktancijom.

Također se smatra da je moguće poboljšati konvergenciju za sustave s vrlo malim

impedancijskim vrijednostima, ali to nije zajamčeno.

Loša strana korištenja ove metode je smanjena brzina izračuna zbog

inkrementalnih koraka u rješenju [2].

ETAP

7

2.3.3. Brza razdvojena Newton-Raphson metoda

Ova metoda izvedena je iz Newton-Raphsonove metode. Činjenica je da

mala promjena u veličini napona sabirnice ne mijenja znatno radnu snagu na

sabirnici, a isto tako i za malu promjenu faznog kuta napona sabirnice, jalova

snaga se također ne mijenja znatno. Tako se jednadžba za proračun tokova snaga

Newton-Raphsonove metode može pojednostaviti u dva odvojena skupa

jednadžbi, koje se mogu iterativno riješiti:

[𝛥𝑃] = [𝐽1][𝛥𝛿]

[𝛥𝑄] = [𝐽4][𝛥𝑉]

Brza razdvojena Newton-Raphson metoda smanjuje pohranu memorije

računala otprilike za polovicu, u usporedbi s metodom Newton-Raphson. Također

rješava jednadžbe za proračun tokova snaga u znatno manje vremena nego što to

zahtijeva metoda Newton-Raphson, budući da su Jacobijeve matrice konstantne.

Kao i kod metode Newton-Raphson, kriteriji konvergencije brze razdvojene

Newton-Raphson metode temelje se na stvarnoj neusklađenosti radne i reaktivne

snage, koji su obično postavljeni na 0,001.

Iako za određeni broj iteracija nije točna kao metoda Newton-Raphson,

ušteda računalnog vremena i povoljniji kriteriji konvergencije čine njezinu

cjelokupnu izvedbu vrlo dobrom.

Općenito, opisana metoda može se koristiti kao alternativa Newton-

Raphsonovoj metodi. Svakako će se koristiti ako Newton-Raphsonova metoda nije

uspjela kada je riječ o dugim radijalnim sustavima ili sustavima koji imaju duge

nadzemne vodove Ili kabele [2].

ETAP

8

2.3.4. Ubrzana Gauss-Seidel metoda

Iz jednadžbe čvornog napona sustava:

[𝐼] = [𝑌𝐵𝑈𝑆][𝑉]

potječe sljedeća jednadžba koju ubrzana Gauss-Seidel metoda rješava iterativno:

[𝑃 + 𝑗𝑄] = [𝑉𝑇][𝑌𝐵𝑈𝑆∗ ][𝑉∗]

gdje je:

P – vektor radne snage

Q – vektor reaktivne snage

V – vektor napona sabirnice

YBUS – matrica admitancija

YBUS* - konjugirana matrica admitancija

V* - konjugirani vektor napona sabirnice

VT – transponirani vektor napona sabirnice

Ubrzana Gauss-Seidel metoda ima relativno niže zahtjeve vrijednosti

početnih napona sabirnice u usporedbi s Newton-Raphsonovom metodom i brzom

razdvojenom Newton-Raphson metodom. Umjesto korištenja neusklađenosti

radne i jalove snage sabirnice kao kriterij konvergencije, ubrzana Gauss-Seidel

metoda provjerava toleranciju napona između dviju uzastopnih iteracija u svrhu

kontrole preciznosti rješenja. Tipična vrijednost za preciznost napona sabirnice je

postavljena na 0.000001 pu.

Ubrzana Gauss-Seidelova metoda ima sporiju brzinu konvergencije. Kada

se primjenjuju odgovarajući čimbenici ubrzavanja, može se dobiti značajan porast

stope konvergencije. Raspon faktora ubrzavanja je između 1,2 i 1,7, a obično je

postavljen na 1,45 [2].

ETAP

9

2.4. DC proračun tokova snaga u programu Etap

DC sustav napajanja sastavni je dio cjelokupnog elektroenergetskog

sustava koji pruža snagu za upravljanje krugovima i rezervnu snagu u hitnim

slučajevima. Uključuje DC izvore napajanja, njihove distribucijske sustave i vitalne

sustave za podršku koji opskrbljuju ključnu opremu snagom.

Zbog nedostatka analitičkih alata u prošlosti, projektiranje i provjera

valjanosti istosmjernog sustava napajanja uglavnom je izvršeno ručnim

izračunima, ograničeno na pojednostavljene izračune na jednostavnim

konfiguracijama sustava. Takvi pojednostavljeni izračuni rukom ne mogu

zadovoljiti današnji zahtjev za analizu DC sustava, posebno za nuklearnu

elektranu. Etap pruža raznolikost DC komponenti i proračuna potrebnih za

provođenje istosmjernih elektroenergetskih sustava za dizajn i provjere valjanosti.

Može podnijeti bilo koju konfiguraciju sustava, uključujući radijalni sustav, sustav

petlji te AC-DC međusobno povezani sustav.

DC proračun tokova snaga bitna je studija za dizajn DC sustava i procjenu

radnog stanja. Program Etap izračunava profil napona sabirnice i tokove snaga

grana za kategoriju opterećenja koja je određena korisnikom. Ona potvrđuje

izračunate uvjete rada prema ograničenjima pogona elemenata, kao što su

maksimalni / minimalni radni napon sabirnice, dopuštena struja grane i maksimalni

izlaz izvora itd. U slučaju bilo kakvih neuobičajenih radnih uvjeta u sustavu, Etap

upozorava korisnika označavajući element u drugoj boji u jednodijelnom

dijagramu.

Za pravilnu simulaciju različitih načine rada za komponente sučelja AC-DC

u stvarnim operacijama, Etap nudi različite modele predstavljanja u proračunima.

Automatski odabire onaj koji odgovara stvarnom radnom stanju.

Rezultati izračuna prikazani su u obliku „Crystal Reports“ kao i u prikazu

jednodijelnog dijagrama. „Crystal Reports“ pruža detaljne informacije o studiji,

uključujući sve ulazne podatke koji se koriste u izračunu, profil napona sustava,

tokove snage grana i preopterećenje rezultata provjere valjanosti itd. Prikaz

jednodijelnog dijagrama pruža izravnu vizualnu sliku uvjeta rada sustava [2].

ETAP

10

2.4.1. Metoda proračuna tokova snaga

Proračun tokova snaga u programu Etap je iterativan proces, zbog

prisutnosti konstantnih opterećenja snage i komponenti pretvarača energije. Cilj

proračuna tokova snaga je pronaći vrijednosti napona sabirnice s određenim

opterećenjem sustava i izvorima. Na temelju dobivenih rezultata napona sabirnice

se mogu izračunati tokovi grana.

Za razliku od AC proračuna snaga, gdje je to moguće napraviti izabirući

između četiri različite metode, za DC proračun na raspolaganju je samo metoda

Newton-Raphson. Metoda Newton-Raphson koristi se za proračun toka

opterećenja istosmjernog napona. Ova metoda je brza u brzini konverzije, ali ima

relativno visok zahtjev na početnim vrijednostima napona sabirnice.

U proračunu tokova snaga istosmjerne struje, tereti uključeni u sustav su

tereti konstantne snage i konstantne impedancije. Izvori uključuju konstantni izvor

napona i konstantni izvor struje. Konstantni izvor napona održava napon sabirnice

u fiksnoj vrijednosti, dok konstantni izvor struje injektira fiksnu vrijednost struje u

sustav.

Budući da konvertorske komponente, kao što je punjač, ima maksimalnu

granicu struje, što je konstantan izvor napona samo kada njegova izlazna struja

nije veća od trenutne granice. Jednom kada je izlazna struja iznad granice, postaje

trenutni izvor. Dakle, način rada konvertorske komponente i njegov model ne

može biti unaprijed definiran. Ovisno o opterećenjima i konfiguracijama sustava,

varira, a određuje se tijekom procesa izračuna [2].

ETAP

11

2.4.2. Metoda Newton-Raphson

Metoda Newton-Raphson formulira i rješava iterativno sljedeću jednadžbu :

𝐽𝑥𝛥𝑉 = 𝛥𝐼

gdje je:

ΔV – vektor povećanja napona sabirnice

ΔI – vektor nepravilnosti injektirane struje sabirnice između navedene i

izračunate vrijednosti

J – Jacobijeva matrica

Metoda Newton-Raphson posjeduje jedinstvenu kvadratnu konvergenciju.

Obično ima vrlo brzu brzinu konverzije u usporedbi s drugim metodama proračuna

toka snaga. Međutim, metoda je jako ovisna o početnoj vrijednosti napona

sabirnice. Potrebno je pažljivo odabrati početne vrijednosti napona sabirnice.

Kada sustav sadrži konstantno opterećenje i punjač (ili UPS -

Uninterruptible Power Supply) je jedini izvor u sustavu, a izvor je preopterećen i

mijenja se u konstantni izvor struje, može doći do problema pri postizanju rješenja.

To se može dogoditi kada se izvor prebacuje na konstantni izvor struje, te

osigurava manje struje nego konstantan izvor napona. Za konstantno opterećenje,

napon na stezaljkama izvora povećava se kada uzima manje struje u svrhu

održavanja konstantne snage. To može dovesti do abnormalno visokih vrijednosti

napona kako se proračun rješava. Na takvim visokim vrijednostima napona,

opterećenja motora zapravo se ponašaju kao konstantna opterećenja impedancije.

Kako bi se riješio ovaj problem potrebno je ispravno postaviti minimalne i

maksimalne vrijednosti napona.

Za razliku od AC proračuna snaga, u DC dijelu program nema alternativu u

nekoj drugoj metodi izračuna, stoga se treba više paziti prilikom modeliranja same

mreže [2].

Laboratorij električnih postrojenja

12

3. Laboratorij električnih postrojenja

Jednopolna shema mikromreže laboratorija električnih postrojenja sastoji se

od AC i DC dijela mreže međusobno povezanih pretvaračima (Slika 1).

Slika 1. Jednopolna shema mikromreže

Laboratorij električnih postrojenja osnovan je 60-ih godina prošlog stoljeća.

Nalazi se u prizemlju Fakulteta elektrotehnike i računarstva Sveučilišta u Zagrebu i

zauzima prostor od 200 m2. Namijenjen je studentima kako bi pružio uvid u

praktične primjene prethodno naučenih teorijskih znanja, što bi u stvarnom

elektroenergetskom sustavu bilo preskupo ili čak neizvedivo. Laboratorij je

osmišljen kao vjerni prikaz stvarnog hrvatskog EES-a s modelima termoelektrane,

hidroelektrane, radnih, induktivnih i kapacitivnih tereta te prijenosne mreže.

S obzirom na to da je Republika Hrvatska članica Europske Unije,

obavezna je slijediti odrednice te iste Unije o povećanju udjela obnovljivih izvora

energije u mreži. Dugoročan plan je modernizacija i nadogradnja postojećeg

laboratorija, ali i vjerno prikazati sve veću penetraciju obnovljivih izvora u sustav.

Obnovljivi izvori energije zbog svoje varijabilnosti i stohastičke prirode

proizvodnje uzrokuju promjene u upravljanju elektroenergetskim sustavom, koje

mogu, ako se na vrijeme ne uzmu u obzir, dovesti do značajnih negativnih


13

posljedica na sustav. Uz povećanje nesigurnosti proizvodnje, očekivan je porast

nesigurnosti potrošnje zbog sve većeg broja električnih vozila u sustavu. Značajni

napori usmjeravaju se na povećanje fleksibilnosti elektroenergetskog sustava kako

bi sustav bio u stanju prihvatiti velike količine distribuirane energije.

U laboratorij će se, uz postojeću AC mikromrežu, ugraditi DC mikromreža

koja će obuhvaćati obnovljive izvore energije i napredna trošila. Mikromreže će biti

povezane AC/DC pretvaračima i DC/AC izmjenjivačima te će biti moguće pratiti

rad sustava pri povećanim uvjetima nesigurnosti.[4]


14

3.1. Dijelovi mikromreže

Laboratorij za električna postrojenja zamišljen je kao minijaturni

elektroenergetski sustav koji vjerno prikazuje hrvatski elektroenergetski sustav.

Hrvatski elektroenergetski sustav većinom čine hidroelektrane (2,141 GW) i

termoelektrane (1,893 GW) uz hrvatski udio zajedničke nuklearne elektrane

Slovenije i Hrvatske (344 MW). U laboratoriju se nalazi model termoelektrane i

hidroelektrane. Također se u laboratoriju nalaze i vodovi koji su fizički smješteni u

podrumu. Parametri navedenih komponenata bit će prikazani tablično u nastavku.

U planiranom nadograđenom DC dijelu mikromreže laboratorija su baterija i

fotonaponski panel, čiji će parametri također biti prikazani tablično u nastavku.

Parametri su preuzeti iz [3].

Tablica 1. Parametri termoelektrane

TERMOELEKTRANA

Nazivni napon 380 V

Prividna snaga 15 kVA

Faktor snage 0.86

Početna reaktancija 8.5 %

Prijelazna reaktancija 8.5 %

Trajna reaktancija 48 %


15

Primarnu opremu modela termoelektrane čine istosmjerni motor koji

simulira parnu turbinu, generator, generatorske sabirnice, prekidači i rastavljači, a

opremljena je sekundarnom opremom u vidu mjernih transformatora, zaštitnih

releja (Iskra) i upravljačkog sustava. Uključen je i mrežni sinkronoskop.

Tablica 2. Parametri hidroelektrane

HIDROELEKTRANA

Nazivni napon 380 V

Prividna snaga 20 kVA

Faktor snage 0.5

Početna reaktancija 9.3 %

Prijelazna reaktancija 9.3 %

Trajna reaktancija 48 %

Model hidroelektrane izveden je s Pelton turbinom nominalnog protoka 27

l/s. U podrumu ispod laboratorija nalazi se rezervoar sa 7000 litara vode iz kojeg

se voda pumpa pod tlakom od 7 bara, tako simulirajući pad veličine 60 m. Što se

tiče primarne i sekundarne opreme, hidroelektrana je opremljena slično

termoelektrani. Zaštita je izvedena „Brown Boveri“ relejima. Agregat je opskrbljen

turbinskim regulatorom broja okretaja, a regulacija se provodi otklanjačem mlaza

kako bi se osigurao konstantan protok u krugu centrifugalna pumpa – turbina –

rezervoar.

Navedeni modeli elektrana mogu raditi paralelno te mogu biti sinkronizirani

na krutu mrežu. Na taj način studenti mogu vidjeti rad modela elektrana u

hrvatskom elektroenergetskom sustavu.


16

Tablica 3. Parametri fotonaponskog panela

FN PANEL

Nazivni napon 110 V

Snaga 15 kVA

Tablica 4. Parametri baterije

BATERIJA

Nazivni napon 3.2 V

Snaga 15 kVA

Kapacitet ćelije 100 Ah

Broj ćelija 32

Tablica 5. Parametri aktivne mreže

AKTIVNA MREŽA

Nazivni napon 380 V

Nazivna struja 100 A

Faktor snage 0.95


17

Modeli vodova s prekidačima i rastavljačima simuliraju visokonaponsku

prijenosnu mrežu koja se može konfigurirati na različite načine.

Tablica 6. Parametri vodova

VODOVI

Oznaka voda Reaktancija voda

1 0.55 + j2.38

2 0.51 + j2.39

3 1.07 + j4.79

4 1.46 + j7.2

5 1.1 + j4.78

6 1.53 + j0.174

7 0.76 + j3.58

8 1.55 + j7.35

9 0.73 + j3.67

10 1.070 + j5.75

11 1.70 j4.72

3.2. Laboratorij u budućnosti

Udio obnovljivih izvora energije u porastu je u elektroenergetskim sustavima

širom svijeta. Hrvatska kao potpisnica Kyoto protokola te članica Europske Unije

obvezna je slijediti odrednice politike smanjenja emisija štetnih plinova, povećanje

energetske učinkovitosti i veće iskorištavanje obnovljivih izvora energije što u prvi

plan stavlja potrebu za razvojem fleksibilne, pristupačne, pouzdane i ekonomične

elektroenergetske mreže. Razvoj naprednih elektroenergetskih mreža (eng. Smart

Grids) temelji se na upotrebi naprednih informacijskih i telekomunikacijskih

tehnologija koje omogućuju integraciju i povezivanje proizvođača i potrošača svih

veličina te različitih tehnologija.


18

Osnovna ideja naprednih mreža je povećanje učinkovitosti i pouzdanosti

proizvodnje, prijenosa, distribucije i potrošnje električne energije. Uz inteligentno

praćenje i nadzor olakšava se povezivanje i rad proizvođača svih veličina i

različitih tehnologija, potrošači dobivaju bolje informacije i izbor opskrbe, a

smanjuje se i štetni utjecaj na okoliš cijelog sustava opskrbe električnom

energijom.

Dosadašnji elektroenergetski sustav s pretežito centraliziranom

proizvodnjom električne energije treba se transformirati u integriranu sigurnu

mrežu koja kombinira klasičnu centraliziranu proizvodnju i decentraliziranu

proizvodnju iz obnovljivih izvora energije.

S druge strane, sve atraktivnije prijevozno sredstvo postaju hibridna i

električna vozila koja unose dodatnu nesigurnost u sustav sa strane potrošnje.

Povećan broj nasumično spojenih vozila na distribucijsku mrežu može dovesti do

značajnih negativnih posljedica.

Zbog svega navedenog odlučeno je napraviti dodatna financijska ulaganja

u laboratorij i transformirati ga u laboratorij za napredne elektroenergetske mreže.

U laboratorij će se ugraditi dodatno:

1) Solarni paneli – 20 fotonaponskih modula instaliranih na krovu od čega:

a. 10 modula od polikristalnog silicija (130 W električne energije po

modulu u slučaju 1000 W/m2 sunčevog zračenja s površinom ploče

od 1 m2)

b. 10 modula od monokristalnog silicija (140 W električne energije po

modulu u slučaju 1000 W/m2 sunčevog zračenja s površinom ploče

od 1 m2)

2) Skladište električne energije (Li-I baterije koje se koriste u električnim

vozilima)

3) DC/AC industrijski izmjenjivači svaki snage 2250 VA/1800 W s kućištem

4) Modeli distribuirane proizvodnje (mikroturbina snage 5,5 kW i mala

kogeneracija snage 1,5 kW)

5) Vjetroturbina snage 600 W. [4]


19

3.3. Model mikromreže u programu Etap

Model mikromreže laboratorija električnih postrojenja se sastoji od AC i DC

dijela mreže. Mreža je modelirana pomoću jednopolne sheme mikromreže. U

modelu su korišteni IEC standardizirani simboli oznake i jedinice (Slika 2)

Osigurači su dodani radi veće preglednosti same mreže te služe za mogućnost

mijenjanja konfiguracije mreže, što će biti korisno u proračunima. Oni, sami po

sebi, nisu bitni za proračun, tako da su za njihove vrijednosti korišteni podaci iz

biblioteke programa.

Nadalje, važno je napomenuti da su opterećenja u izmjeničnom dijelu

mreže snage 8 kVA s faktorom snage 0.9. Naponska razina izmjeničnog dijela

mikromreže je 0.4 kV,odnosno sabirnice B1 do B8, a naponska razina

istosmjernog dijela je 110 V.

Slika 2. Model mikromreže modeliran u programu ETAP

Osigurači su dodani radi veće preglednosti same mreže te služe za

mogućnost mijenjanja konfiguracije mreže, što će biti korisno u proračunima. Oni,

sami po sebi, nisu bitni za proračun, tako da su za njihove vrijednosti korišteni

podaci iz biblioteke programa.


20

Nadalje, važno je napomenuti da su opterećenja u izmjeničnom dijelu

mreže snage 4 kVA do 6 kVA s faktorom snage 0.9. Naponska razina izmjeničnog

dijela mikromreže je 0.4 kV,odnosno sabirnice B1 do B9, a naponska razina

istosmjernog dijela je 110 V.

DC dio se sastoji od punjača (Charger) i UPS-a (Uninterruptible Power

Supply) koji čine vezu AC dijela prema DC dijelu. Nadalje, u DC dio su spojeni PV

panel, snage 4.8 kW, baterija kapaciteta 3200 Ah te tri tereta snaga u rasponu od

3 kW do 7 kW (Slika 3). Parametre navedenih elemenata je moguće mijenjati za

potrebe proračuna tokova snaga te provođenja analiza u cilju pronalaska

optimalne konfiguracije buduće DC mikromreže laboratorija električnih postrojenja.

Slika 3. Model DC dijela mikromreže modeliran u programu ETAP

Analiza izmjenične mikromreže

21

4. Analiza izmjenične mikromreže

Iako je mikromreža modelirana u programu Etap na način kako ona stvarno

izgleda te kako je predviđeno da će izgledati u budućnosti, radi potrebe proračuna

tokova snaga i padova napona bilo je potrebno modificirati mikromrežu koja se

nalazi u laboratoriju električnih postrojenja. U ovim proračunima AC dio je

samostalan, odnosno nije povezan s DC dijelom mreže te je u AC dio dodan

fotonapon, na sabirnicu B8, odnosno na mjesto gdje je bila spojena istosmjerna

mreža. Razlog drugačije konfiguracije mikromreže je što se u predviđenoj

konfiguraciji nije moglo doći do suvislih i zadovoljavajućih rezultata.

U ovom poglavlju bit će promatrano kako različiti parametri elemenata

mikromreže utječu na istu.

1. Slučaj: Tokovi snaga i padovi napona za cijelu mikromrežu koja je

spojena na ostatak EES-a

2. Slučaj: Tokovi snaga i padovi napona za cijelu mikromrežu koja nije

spojena na ostatak EES-a

3. Slučaj: Tokovi snaga i padovi napona za mikromrežu u kojoj

hidroelektrana nije u funkciji

4. Slučaj: Tokovi snaga i padovi napona za različite snage

hidroelektrane

5. Slučaj: Tokovi snaga i padovi napona za različite snage fotonapona


22

4.1. Tokovi snaga i padovi napona za cijelu mikromrežu

koja je spojena na ostatak EES-a

Prvi slučaj prikazuje proračun tokova snaga i padova napona kada su na

mikromrežu spojene sve komponente mikromreže, odnosno kada su svi prekidači

zatvoreni.

Možemo vidjeti da iz sabirnice B2 na koju je spojena termoelektrana ulazi u

mikromrežu 11kW radne snage te izlazi 10 kVAr reaktivne snage. Mikromreža

predaje aktivnoj mreži, koja je spojena na sabirnicu B3, 5 kW radne snage, dok

aktivna mreža daje u mikromrežu 21 kVAr reaktivne snage. Na sabirnicu B7 je

spojena hidroelektrana te ona predaje mikromreži 8 kW radne snage te uzima 7

kVAr reaktivne snage iz mikromreže. Također, fotonapon koji je spojen na

sabirnicu B8 predaje mikromreži 5 kW radne snage (Slika 4).

Slika 4. Prikaz tokova snaga za 1. slučaj - bazni proračun

Najveći napon je na sabirnici B8 te iznosi 104.94 % nazivnog napona, a

najniži je na sabirnici B5 te iznosi 97.93 % nazivnog napona. Pritom važno je

spomenuti da je na sabirnicu B3 spojena aktivna mreža koja ima „swing“ regulaciju

tako da ona ima nazivni napon (Slika 5).

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8

T

O

K

S

N

A

G

A

SABIRNICE

kW

kVAr


23

Slika 5. Prikaz iznosa napona za 1. slučaj - bazni proračun

U normalnom stanju u mreži dopušten je pad napona u iznosu od 10 %

nazivnog napona. U ovom slučaju taj je uvjet zadovoljen (Slika 6).

Slika 6. Prikaz padova i porasta napona za 1. slučaj- bazni proračun

94,00

96,00

98,00

100,00

102,00

104,00

106,00

B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8

N

A

P

O

N

SABIRNICE

%

-3,00

-2,00

-1,00

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8

P

A

D

N

A

P

O

N

A

SABIRNICE

%


24

4.2. Tokovi snaga i padovi napona za cijelu mikromrežu

koja nije spojena na ostatak EES-a

Jedna od specifičnosti mikromreža jest otočni rad, što znači da mikromreža

može raditi samostalno u odnosu na ostatak EES-a. U prethodnom slučaju je bio

dostupan ostatak EES-a, stoga su prilike u mreži bile dobre te je uvjet o najvećem

dozvoljenom padu napona bio zadovoljen. U ovom slučaju bit će provedena

analiza kada je mikromreža odspojena od ostatka EES-a bez mijenjanja

konfiguracije mreže. Prije provedene analize može se pretpostaviti da će u ovom

slučaju padovi napona biti veći nego u prethodnom zato što mikromreža nije

spojena na ostatak EES-a.

Možemo vidjeti da TE predaje u mikromrežu 5 kW radne snage i 11 kVAr,

HE daje 8 kW radne snage i uzima 7 kVAr reaktivne, a FN daje u sustav 5 kW

radne snage (Slika 7). Također primjećujemo kako sada nema toka snage na

sabirnici B3 što nije bio slučaj kada je mikromreža bila spojena s ostatkom EES-a.

Razlog tome je što se u programu prikazuje tok snaga samo na onim sabirnicama

na kojima su spojeni aktivni izvori.

Slika 7. Prikaz tokova snaga za 2. slučaj – otočni rad

U drugom slučaju najveći napon je na sabirnici B8 i iznosi 102.80 %

nazivnog napona, dok je najniži napon na sabirnici B4 te iznosi 95.77 % nazivnog

napona. U ovom slučaju „swing“ generator je termoelektrana, pošto je aktivna

mreža odspojena, a jedan generator u sustavu mora imati „swing“ regulaciju. Kao

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

10

12

B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8

T

O

K

S

N

A

G

A

SABIRNICE

kW

kVAr


25

što je bilo i očekivano u ovom slučaju su padovi napona veći, nego u prethodnom,

ali neznatno (Slika 8)

Slika 8. Prikaz iznosa napona za 2. slučaj – otočni rad

Najniži napon u ovom slučaju je niži za 2.15 % nazivnog napona u

usporedbi s 1. slučajem. Razlog nižim naponima u ovom slučaju leži u tome što je

mikromreža odspojena od ostatka EES-a, odnosno postoji manje dostupnih izvora

u mreži. Bez obzira na to što u ovom slučaju ostatak EES-a nije dostupan padovi

napona su u zadovoljenim granicama (+/- 10%), stoga se može zaključiti da ova

mikromreža može vrlo dobro raditi i u otočnom načinu rada (Slika 9).

Slika 9. Prikaz padova i porasta napona za 2. slučaj– otočni rad

92,00

94,00

96,00

98,00

100,00

102,00

104,00

B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8

N

A

P

O

N

SABIRNICE

%

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8

P

A

D

N

A

P

O

N

A

SABIRNICE

%


26

4.3. Tokovi snaga i padovi napona za mikromrežu kojoj

hidroelektrana nije u funkciji

U ovom slučaju se promatraju prilike u mreži kada hidroelektrana nije u

funkciji. Mogu se očekivati veći padovi napona, nego u inicijalnom slučaju s

obzirom na to da hidroelektrana ima značajnu ulogu u ovoj mikromreži.

Mikromreža je nadomjestila nedostatak hidroelektrane izvorima koji su joj

preostale tako da TE predaje u sustav 11 kW radne snage, a uzima 10 kVAr

reaktivne snage. Aktivna mreža daje u sustav 1 kW radne i 14 kVAr reaktivne

snage, a FN daje 5 kW radne snage (Slika 10). Također kao i u prethodnom

slučaju primjećujemo kako nema tokova snaga na sabirnici B7. Nema tokova

snaga jer HE u ovom slučaju nije u funkciji, a ona je bila jedan od aktivnih izvora u

mikromreži.

Slika 10. Prikaz tokova snaga za 3. slučaj – HE nije u funkciji

Najviši napon nalazi se na sabirnici B2 te iznosi 102.99 % nazivnog

napona, a najniži napon iznosi 95.47 % nazivnog napona i nalazi se na sabirnici

B5 (Slika 11).

Iz ove analize je vidljivo da je početna pretpostavka bila dobra te su u ovom

slučaju padovi napona izraženiji u odnosu na prethodna dva. Konkretno razlika

između najmanjeg napona iz prvog slučaja i najmanjeg napona iz analiziranog

slučaja iznosi 2.46 %.

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8

T

O

K

S

N

A

G

A

SABIRNICE

kW

kVAr


27

Slika 11. Prikaz iznosa napona za 3. slučaj– HE nije u funkciji

U ovom slučaju nema bitne razlike s obzirom na inicijalni jer mikromreža

uspjeva nadomjestiti izvor napajanja koji joj nedostaje, onima koje ima na

raspolaganju.

Slika 12. Prikaz padova i porasta napona za 3. slučaj– HE nije u funkciji

90,00

92,00

94,00

96,00

98,00

100,00

102,00

104,00

B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8

N

A

P

O

N

SABIRNICE

%

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8

P

A

D

N

A

P

O

N

A

SABIRNICE

%


28

4.4. Tokovi snaga i padovi napona za različite snage

hidroelektrane

U ovom slučaju ćemo promatrati kako promjena snage hidroelektrane

utječe na prilike u mikromreži.

U ovom slučaju možemo primijetiti kako hidroelektrana daje u mrežu 3 kW

radne snage i 4 kVAr jalove snage dok je u inicijalnom slučaju davala 8 kW radne i

uzimala 7 kVAr jalove snage. Također možemo primijetiti da se u ovom slučaju

predaje manja radna snaga aktivnoj mreži nego u inicijalnom slučaju. Razlika

inicijalnog i promatranog slučaja je 4 kW radne snage. Također možemo primijetiti

kako je aktivna mreža u inicijalnom slučaju davala 21 kVAr jalove snage u

mikromrežu, dok u ovom slučaju daje 10 kVAr. Razlog tome je što je mikromreža

morala nadoknaditi manju snagu hidroelektrane (Slika 13).

Slika 13. Prikaz tokova snaga - HE snage 5 kW

Najviši napon nalazi na sabirnici B2 te iznosi 103.46 % nazivnog napona

dok je najniži napon na sabirnici B4 te iznosi 97.62 % nazivnog napona (Slika 14).

Padovi napona su u dopuštenim granicama (Slika 15).

-15

-10

-5

0

5

10

15

B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8

T

O

K

S

N

A

G

A

SABIRNICE

kW

kVAr


29

Slika 14. Prikaz iznosa napona - HE snage 5 kW

Slika 15. Prikaz padova i porasta napona - HE snage 5 kW

92,00

94,00

96,00

98,00

100,00

102,00

104,00

B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8

N

A

P

O

N

SABIRNICE

%

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8

P

A

D

N

A

P

O

N

A

SABIRNICE

%


30

Isto tako promatrani su padovi napona i tokovi snaga za slučaj kada se u

mikromreži nalazi hidroelektrana snage 15 kW. U ovom slučaju za očekivati je da

će naponi biti veći.

Pošto sada HE ima veću snaga naravno predaje u mikromrežu više radne

snage, konkretno 13 kW, te uzima 7 kVAr jalove snage iz mikromreže. Za ove

parametre HE mikromreža predaje više snage aktivnoj mreži, nego u inicijalnom

slučaju. Trenutno predaje 9 kW dok je u inicijalnom slučaju predavala 5 kW radne

snage. Iako se radna snaga promijenila, jalova snaga je ostala na istim

vrijednostima (Slika 16).

Slika 16. Prikaz tokova snaga- HE snage 15 kW

Kao što je bilo i očekivano naponi u ovom slučaju zaista i jesu veći. Najviši

napon nalazi se na sabirnici B8 te iznosi 107.4%, a najniži napon iznosi 99.52% te

se nalazi na sabirnici B5 (Slika 17). Također je vidljivo kako su naponi porasli s

obzirom na nazivnu vrijednost (Slika 18).

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8

TOK

SN

AG

A

SABIRNICE

kW

kVAr


31

Slika 17. Prikaz iznosa napona – HE snage 15 kW

Slika 18. Prikaz padova i porasta napona - HE snage 15 kW

94,00

96,00

98,00

100,00

102,00

104,00

106,00

108,00

B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8

NA

PO

N

SABIRNICE

%

-1

0

1

2

3

4

5

6

7

8

B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8

P

A

D

N

A

P

O

N

A

SABIRNICE

%


32

4.5. Tokovi snaga i padovi napona za različite snage

fotonapona

U ovom poglavlju ćemo promatrati dvije različite konfiguracije fotonapona te

kako one utječu na prilike u mikromreži. Prva konfiguracija je kada FN nije u

funkciji. Rezultate možemo usporediti s inicijalnim slučajem kada su svi elementi u

funkciji.

Zanimljivo je primijetiti da kada FN nije u funkciji mikromreža predaje

aktivnoj mreži samo 1 kW dok je u inicijalnom slučaju predavala 5 kW radne

snage. Kako se smanjila radna snaga tako se smanjila i jalova, pa tako možemo

vidjeti da u ovom slučaju aktivna mreža predaje mikromreži 6 kVAr jalove snage

(Slika 19). Na sabirnici B8 nema tokova snaga jer je u ovom slučaju FN izvan

funkcije.

Slika 19. Prikaz tokova snaga kada FN nije u funkciji

U ovom slučaju najviši napon se nalazi na sabirnici B2 te iznosi 102.82%

nazivnog napona, a najniži napon se nalazi na sabirnici B5 i iznosi 96.80 %

nazivnog napona (Slika 20) Padovi napona nisu veliki i nalaze se u dopuštenim

granicama (Slika 21).

-15

-10

-5

0

5

10

15

B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8

T

O

K

S

N

A

G

A

SABIRNICE

kW

kVAr


33

Slika 20. Prikaz iznosa napona kada FN nije u funkciji

Slika 21. Prikaz padova i porasta napona kada FN nije u funkciji

U sljedećem slučaju je snaga fotonapona povišena s dosadašnjih 5 kW na

11 kW. Možemo vidjeti kako je to utjecalo na tokove snage u mikromreži.

Primjećujemo da se radna snaga predana od strane mikromreže prema aktivnoj

promijenila s 5 kW na 8 kW dok je količina jalove snage predana od strane aktivne

mreže u mikromrežu ostala jednaka. Količina predane snage od strane TE i HE je

ostala jednaka s obzirom na inicijalni slučaj. Kako je snaga fotonapona povišena

sada on, naravno predaje više radne snage u mikromrežu, konkretno 10 kW za

razliku od dosadašnjih 5 kW (Slika 22).

93,00

94,00

95,00

96,00

97,00

98,00

99,00

100,00

101,00

102,00

103,00

104,00

B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8

N

A

P

O

N

SABIRNICE

%

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8

%


34

Slika 22. Prikaz tokova snaga za FN snage 11 kW

Kako smo povećali snagu fotonapona za očekivati je da će se povećati

naponi u mikromreži. Najveći napon je upravo na sabirnici na kojoj se nalazi FN te

iznosi 111.18 % nazivnog napona, što prelazi dopuštene granice odstupanja

napona. Najniži napon se nalazi na sabirnici B5 i iznosi 99.73 % nazivnog napona

(Slika 23).

Slika 23. Prikaz iznosa napona za FN snage 11 kW

Iako se u ovom slučaju povećala snaga koju mikromreža predaje u aktivnoj

mreži, ovaj slučaj nije povoljan zbog previsokih napona. Uvjet o padu, odnosno u

ovom slučaju porastu napona s obzirom na nazivnu vrijednost prelazi dopuštene

granice od +/- 10% (Slika 24).

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8

T

O

K

S

N

A

G

A

SABIRNICE

kW

kVAr

92,00

94,00

96,00

98,00

100,00

102,00

104,00

106,00

108,00

110,00

112,00

114,00

B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8

N

A

P

O

N

SABIRNICE

%


35

Slika 24. Prikaz padova i porasta napona za FN snage 11 kW

-2

0

2

4

6

8

10

12

B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8

P

A

D

N

A

P

O

N

A

SABIRNICE

%

Dnevni dijagram gubitaka snage u mikromreži

36

5. Dnevni dijagram gubitaka snage u mikromreži

Iznos gubitaka radne snage u mikromreži važan je pokazatelj njezinog

rada. U ovom poglavlju bit će promatrani gubici radne snage kroz jedan dan.

Prvotna ideja je bila da se pomoću programa Etap dobiju dnevni dijagrami

gubitaka snage promatrane mikromreže. Kako bi se napravio takav proračun

program bi se trebao moći prebaciti se iz „load flow“ proračuna u „time domain

load flow“ proračun. Verzija programa Etap u kojoj je napravljen ovaj rad uopće ne

posjeduje tu mogućnost. U svrhu pronalaska nove funkcije instalirana je novija

verzija programa Etap. Nova verzija posjeduje konkretnu funkciju, ali postojeća

licenca ne dozvoljava programu da istu pokrene. Iz razloga što sam program

nema mogućnost generiranja dijagrama dnevnih gubitaka radne snage odlučeno

je da se proračun dnevnih gubitaka radne snage napravi ručno Sami dijagrami bit

će prikazani excel tablicama.

Radi lakšeg razumijevanja načina izrade dnevnog dijagrama uzrokovanje je

prikazano grafički. Svaki od šest blokova u danu se sastoji od četiri sata što

zajedno čini 24 sata. Vremena u blokovima su slijedna, npr. u bloku koji je

označen s 0:00 na slici se nalaze gubici za nulti, prvi, drugi i treći sat u danu i tako

dalje sve do zadnjeg bloka. Sami dijagram dnevnih gubitaka je rađen tako što se

za svaki pojedini blok mijenjalo opterećenje u mikromreži u rasponu od 1 kW do

15 kW, odnosno za svaki blok je uzimana po jedna vrijednost opterećenja.

Pomoću proračuna tokova snaga u programu Etap izračunati su gubici na svim

vodovima u mikromreži za svaki pojedini blok. Kako bi se došlo do podatka o

vrijednosti gubitaka u bloku, dobivena vrijednost gubitaka za jedan sat pomnožena

je s četiri. Opterećenja u mikromreži su uzimana tako da je najmanje opterećenje

bilo u vremenskom bloku označenim s 4:00, a najveće opterećenje je bilo u

vremenskom bloku označenim s 20:00 (Slika 25).


37

Slika 25. Predviđeni dnevni gubici u mikromreži

Nakon provedenih pet različitih slučajeva izabran je najpovoljniji slučaj,

odnosno onaj u kojem su ukupni gubici mikromreže bili najmanji te su provedena

još četiri slučaja u kojima je snaga hidroelektrane bila fiksirana, a mijenjana je

snaga fotonapona od 0 kW do 10 kW. U ovim slučajevima su mijenjana

opterećenja na isti način kao i u prvih pet slučajeva.

Uz promatrane dnevne gubitke za sve slučajeve je promatrana generirana

radna snaga za pojedini sat u točci konekcije mikromreže s aktivnom mrežom.

Svaki pojedini slučaj bit će posebno opisan u nastavku. Važno je

napomenuti da su promatrani samo gubici radne snage na vodovima jer su iznosi

jalove snage bili zanemarive vrijednosti naspram iznosa radnih gubitaka.

U svakom promatranom slučaju rezultati će biti prikazani grafički tako da

plavi stupci označavaju gubitke radne snage u kWh, dok crveni stupci označavaju

iznose radne snage predane aktivnoj mreži ili preuzete iz iste.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0:00 4:00 8:00 12:00 16:00 20:00

GU

BIC

I

VREMENSKI BLOKOVI


38

5.1. HE snage 10 kW, FN snage 5 kW – 1. slučaj

U prvom slučaju snaga HE iznosi 10 kW, snaga fotonapona je fiksirana i

iznosi 5 kW, a tereti su mijenjani po satima na prethodno opisan način.

Gubici radne snage u mikromreži su manji u vremenima manjeg

opterećenja. Također u tim vremenima je mikromreža predavala radnu snagu

aktivnoj mreži, dok je u vremenima većeg opterećenja morala uzimati snagu iz

aktivne mreže (Slika 26) U narednim slučajevima ćemo moći vidjeti kako će

promjena parametara hidroelektrane utjecati na dnevne gubitke snage te na

generiranu snagu aktivne mreže.

Slika 26. Dnevni gubici i generirana snaga aktivne mreže za 1. slučaj


U drugom slučaju je sve jednako kao i u prethodnom, izuzev snage HE koja

sada iznosi 3 kW. Situacija sada promijenila. Pošto smo smanjili snagu HE na 3

kW gubici u mreži su se povećali, pogotovo u vremenima većeg opterećenja.

Također možemo primijetiti da je sada snaga koja je predana aktivnoj mreži

manja, nego u prethodnom slučaju. Isto tako primjećujemo da sada aktivna mreža

mora predavati više snage u mrežu kako bi se nadoknadila manja snaga HE. U

ovom slučaju je više snage mikromreža uzela iz aktivne, nego što joj je predala.

Razlog leži upravo u manjoj snazi hidroelektrane (Slika 27).

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

30

0:00 4:00 8:00 12:00 16:00 20:00

GU

BIC

I I T

OK

SN

AG

E

SATI

kWh

kW


39

Slika 27. Dnevni gubici i generirana snaga aktivne mreže za 2. Slučaj

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

0:00 4:00 8:00 12:00 16:00 20:00GU

BIC

I I T

OK

SN

AG

E

SATI

kWh

kW


40


U ovom slučaju snaga HE je promijenjena na 7 kW dok je sve ostalo

jednako. Iako je u ovom slučaju snaga HE također manja, nego li je u prvom

slučaju. Mikromreža je vrlo dobro uspjela nadoknaditi manju snagu HE ostalim

prisutnim izvorima u mikromreži tako da sada možemo primijetiti kako su ukupni

gubici radne snage manji nego u prethodnom slučaju te je mikromreža predala

više snage aktivnoj mreži, nego što je iz nje uzela (Slika 28).



Četvrti slučaj prikazuje dnevne gubitke radne snage kada se u mikromreži

nalazi HE snage 12 kW, a snaga FN i tereta je jednaka kao i do sada.

Primjećujemo kako je u ovom slučaju mikromreža predala daleko više snage

aktivnoj mreži, nego u dosadašnjim slučajevima te je to rezultiralo porastom

gubitaka radne snage (Slika 29) Stoga, ovaj slučaj ne smatramo povoljnim.

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

30

0:00 4:00 8:00 12:00 16:00 20:00

GU

BIC

I I T

OK

SN

AG

E

SATI

kWh

kW


41



U petom slučaju snaga HE je još povećana i to na 15 kW. Za očekivati je da

će u ovom slučaju dnevni gubici biti još i veći, nego u prethodnim slučajevima.

Očekivanja su potvrđena. Snaga predana aktivnoj mreži je još i veća, nego što je u

prethodnom slučaju, ali su i gubici snage u sustavu veći (Slika 30).


-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

30

0:00 4:00 8:00 12:00 16:00 20:00

GU

BIC

I I T

OK

SN

AG

E

SATI

kWh

kW

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

0:00 4:00 8:00 12:00 16:00 20:00

GU

BIC

I I T

OK

SN

AG

E

SATI

kWh

kW


42

5.6. Ukupni gubici

Nakon provedenih svih pet slučajeva tablično su prikazani ukupni tereti,

snage HE i FN. Možemo vidjeti korištene iznose snaga hidroelektrane i

fotonapona kao i iznose ukupnih tereta za svaki pojedini slučaj (Tablica 7). Bojom

je označen najpovoljniji slučaj, odnosno slučaj kada su ukupni dnevni gubici radne

snage u mikromreži iznosili najmanje.

Tablica 7. Prikaz korištenih snaga HE i FN i ukupnih tereta

Snaga

HE [kW]

Snaga

FN [kW]

Tereti

[kW]

Ukupni

gubici

[kWh]

1. SLUČAJ 10 5 37.5 87.62

2. SLUČAJ 3 5 37.5 91.08

3. SLUČAJ 7 5 37.5 86.39

4. SLUČAJ 12 5 37.5 110.13

5. SLUČAJ 15 5 37.5 111.39

Sami ukupni gubici u mikromreži su također prikazani i grafički te možemo

vidjeti kako se treći slučaj pokazao najpovoljnijim (Slika 31), stoga njega

odabiremo za proračun naredna četiri slučaja u nadi da pronađemo još povoljniji

slučaj.


43

Slika 31. Ukupni gubici po slučajevima

5.7. HE snage 7 kW, FN nije u finkciji – 6. slučaj

U šestom slučaju su promatrani dnevni gubici u mikromreži kada snaga

fotonapona iznosi 0 kW, odnosno fotonapon nije u funkciji. Kao što je prethodno

rečeno snaga hidroelektrane iznosi 7 kW.

U ovom slučaju fotonapon nije bio i u funkciji te se ta činjenica odrazila na

dnevne gubitke te na generiranu snagu aktivne mreže. Snaga predana aktivnoj

mreži daleko je manja nego u slučaju kada nam je FN bio na raspolaganju. Kako

FN nije bio u funkciji mikromreža je morala nadoknaditi taj nedostatak uzimanjem

radne snage iz aktivne mreže što je automatski povećalo dnevne gubitke snage u

mikromreži (Slika 32).

0

20

40

60

80

100

120

1.slučaj 2.slučaj 3.slučaj 4.slučaj 5.slučaj

UK

UP

NI

DN

EVN

I G

UB

ICI

SNA

GE

SLUČAJEVI

kWh


44



Sedmi slučaj prikazuje dijagram dnevnih gubitaka kada je HE snage 7 kW,

kao i u prethodnom slučaju, ali sada je fotonapon u funkciji i ima snagu 3 kW.

Situacija u mreži se popravila, možemo primijetiti kako su se dnevni gubici samo

neznatno smanjili, ali zato je snaga predana aktivnoj mreži povećana za 6 kW.

Razlog tome je što nam je u ovom slučaju bio dostupan FN (Slika 33).


-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

0:00 4:00 8:00 12:00 16:00 20:00

GU

BIC

I I T

OK

SN

AG

E

SATI

kWh

kW

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

0:00 4:00 8:00 12:00 16:00 20:00GU

BIC

I I T

OK

SN

AG

E

SATI

kWh

kW


45


U osmom slučaju snaga fotonapona je povećana s dosadašnjih 3 kW na 8

kW, dok je snaga HE ostala jednaka. Kako smo povećali snagu FN povećala se

snaga koja je predana iz mikromreže u aktivnu mrežu. Samim time su se povećali

i dnevni gubici snage (Slika 34).



Deveti slučaj, ujedno i posljednji u ovom razmatranju, prikazuje dnevne

gubitke snage i generiranu snagu aktivne mreže kada FN ima snagu 10 kW, a HE

snagu 7 kW, dok je sve ostalo jednako kao i u prethodnim slučajevima.

U devetom slučaju primjećujemo kako se razmjena radne snage između

mikromreže i aktivne mreže povećala. Odnosno u ovom slučaju mikromreža

predaje više radne snage u aktivnu, nego što iz nje uzima, ali je ta činjenica

povećala dnevne gubitke radne snage u mikromreži (Slika 35).

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

30

0:00 4:00 8:00 12:00 16:00 20:00

GU

BIC

I I T

OK

SN

AG

E

SATI

kWh

kW


46


-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

30

0:00 4:00 8:00 12:00 16:00 20:00

GU

BIC

I I T

OK

SN

AG

E

SATI

kWh

kW


47

5.11. Ukupni gubici

Nakon provedena još četiri slučaja možemo vidjeti korištene iznose snaga

tereta, hidroelektrane i fotonapona u mikromreži. Oni su prikazani tablično (Tablica

1). Nakon provedena posljednja četiri slučaja možemo zaključiti kako je između

promatrana četiri slučaja najpovoljniji sedmi slučaj. Taj slučaj ima najmanje

dnevne gubitke radne snage u usporedbi s ostala četiri, ali i dalje nisu manji od

gubitaka snage u trećem slučaju. Dakle, u ovom razmatranju smo pokazali da je

najpovoljnija konfiguracija mikromreže kada HE ima snagu 7 kW, a FN snagu od 5

kW (Slika 36).

Tablica 8. Prikaz korištenih snaga HE i FN i ukupnih tereta

Snaga

HE [kW]

Snaga

FN [kW]

Tereti

[kW]

Ukupni

gubici

[kWh]

6. SLUČAJ 7 0 37.5 91.6

7. SLUČAJ 7 3 37.5 89.23

8.SLUČAJ 7 8 37.5 96.49

9.SLUČAJ 7 10 37.5 104.75

Slika 36. Ukupni gubici po slučajevima

0

20

40

60

80

100

120

1.slučaj 2.slučaj 3.slučaj 4.slučaj 5.slučaj 6.slučaj 7.slučaj 8.slučaj 9.slučaj

UK

UP

NI

DN

EVN

I G

UB

ICI

SNA

GE

SLUČAJEVI

kWh

Istosmjerni dio mikromreže

48

6. Istosmjerni dio mikromreže

Trenutno se u laboratoriju za električna postrojenja nalazi samo izmjenična

mikromreža, a u planu je izgradnja istosmjerne mikromreže. U ovom radu je ta

buduća mikromreža modelirana u programu Etap. Razlog zašto bi se postojeća

mikromreža nadograđivala je želja da se implementiraju obnovljivi oblici energije u

mikromrežu laboratorija, koja bi tada bila vjerni prikaz stvarnog elektroenergetskog

sustava Republike Hrvatske.

Buduća istosmjerna mikromreža bi se sastojala od baterije kapaciteta 3200

Ah, fotonapona snage 4.8 kW te dva istosmjerna tereta snage u rasponu od 3 kW

do 7 kW. Ideja je da fotonapon neiskorištenu proizvedenu električnu energiju

tijekom sunčanog vremena skladišti u bateriju, takav sustav fotonapona naziva se

samostalni, odnosno otočni. Ako napon obnovljivih izvora energije padne ispod

nazivnih vrijednosti, baterija će se uključiti te pokriti nedostatke u mreži. Na žalost,

ograničenja programa Etap nisu dopuštala da se ovako nešto odsimulira u

programu. Problem je što je Etap ne dopušta da na istoj sabirnici bude spojena

baterija i fotonapon. Iz tog razloga baterija je morala biti spojena na odvojenu

sabirnicu tako da sada te dvije sabirnice nemaju međusobnu komunikaciju. Nastao

je problem jer program ne omogućava da se izabere vrsta regulacije na DC

sabirnicama. Pošto nema mogućnosti da fotonapon i baterija budu na istoj

sabirnici rješenje bi bilo da jedna sabirnica ima „swing“ regulaciju, odnosno da na

njoj bude iznos nazivnog napona, dok bi druga sabirnica imala regulaciju napona.

Tako bi se vrlo vjerojatno mogli dobiti puno bolji rezultati proračuna.

Sve prethodno opisano može se vidjeti na slici 37. Također možemo vidjeti

da su iznosi napona na sabirnicama u dopuštenim vrijednostima. Pošto nije bilo

moguće provesti željenu simulaciju napravljeno je ono što je bilo moguće. Na slici

je vidljivo da fotonapon i baterija ne mogu pokriti opterećenja koja se nalaze u DC

mikromreži tako da mikromreža mora uzeti dio snage iz izmjeničnog dijela

mikromreže. Nadalje problem u programu Etap je bio sami spoj istosmjerne s

izmjeničnom mikromrežom. Naime, razmjena snaga se odvija samo u jednom

smjeru, od AC prema DC, dok u obrnutom smjeru razmjene snage nema.

Istosmjerni dio mikromreže

49

Slika 37. Prikaz DC proračuna tokova snaga i iznosa napona

Zaključak

50

7. Zaključak

Mikromreža predstavlja relativno novi koncept aktivne elektroenergetske

mreže koji objedinjuje proizvodne jedinice s bitnim udjelom obnovljivih izvora

energije, upravljivih trošila i spremnika energije. Omogućuje dvosmjeran tok

energije, gdje s jedne strane preuzima energiju iz aktivne mreže, a s druge strane

toj istoj mreži može predavati svoj višak proizvedene energije. Upravo jedna takva

mikromreža se nalazi u laboratoriju za električna postrojenja na Fakultetu

elektrotehnike i računarstva u Zagrebu.

U ovom radu se pokušalo, kroz provedene analize doći do optimalne

konfiguracije te mikromreže. Rađena je analiza dnevnih gubitaka radne snage u

mikromreži te je s obzirom na najmanje gubitke u danu odabrana optimalna

konfiguracija mikromreže. Rezultati analize prikazani su tablično u nastavku.

Tablica 9. Pregled promatranih slučajeva

SNAGA HE [kW] SNAGA FN [kW] GUBICI [kWh]

1. SLUČAJ 10 5 87.62

2. SLUČAJ 3 5 91.08

3. SLUČAJ 7 5 86.39

4. SLUČAJ 12 5 110.13

5. SLUČAJ 15 5 111.39

6. SLUČAJ 7 0 91.6

7. SLUČAJ 7 3 89.23

8. SLUČAJ 7 8 96.49

9. SLUČAJ 7 10 104.75

Zaključak

51

U tablici možemo vidjeti da su najmanji dnevni gubici u slučaju kada se u

mikromreži nalazi hidroelektrana snage 7 kW te fotonapon snage 5 kW. Tu

konfiguraciju mikromreže smatramo optimalnom. Parametri termoelektrane i

vodova tijekom ove analize nisu mijenjani.

Također, ovdje bi se trebalo osvrnuti na problematiku DC mikromreže čija je

izgradnja u dugoročnom planu. U ovom radu je DC mikromreža modelirana u

programu Etap, ali zbog manjkavosti samih funkcija u programu nije bilo moguće

provesti detaljnije proračune. Svakako se ovim radom pokazalo kako bi se u

budućnosti zasigurno trebalo više koncentrirati na implementaciju istosmjerne

mikromreže u laboratorij za električna postrojenja.

Literatura

52

8. Literatura

1. Matija Zečević: „Optimalno planiranje rada mikromreže“, Končar-Inženjering za energetiku i

transport d. d.

2. ETAP 12.6 User Guide, Operation Technology, Inc., ožujak 2014.

3. Dinamika i regulacija elektroenergetskog sustava – Laboratorijska vježba 1: „Regulacijske

elektrane i snaga razmjene na vodu“, 2016.

4. Igor Kuzle, Kristina Jurković, Hrvoje Pandžić: „Razvoj laboratorija za električna postrojenja“,

Sveučilište u Zagrebu Fakultet elektrotehnike i računarstva

Sažetak

53

Modeliranje laboratorijske mikromreže

Sažetak

Koncept mikromreže podrazumijeva agregiranje skupina potrošača i distribuirane

proizvodnje na istoj lokaciji s jedinstvenim upravljanjem. Laboratorij električnih

postrojenja na Fakultetu elektrotehnike i računarstva u Zagrebu upravo je primjer

izmjenične mikromreže. U ovom radu je modelirana postojeća izmjenična

mikromreža te planirana buduća istosmjerna mikromreža u programskom alatu

Etap. Također provedeni su proračuni tokova snaga kako za izmjeničnu tako i za

istosmjernu mikromrežu. Cilj ovog rada je pokazati kako je moguće izgraditi

istosmjernu mikromrežu te ju povezati s postojećom izmjeničnom mikromrežom u

jedinstvenu cjelinu.

Ključne riječi: mikromreža; Laboratorij električnih postrojenja; Etap; AC

mikromreža; DC mikromreža; proračun tokova snaga

Modeling of laboratory microgrid

Abstract

The microgrid concept implies aggregating consumer groups and distributed

production at the same location with unique management. The Laboratory of

Electrical Installations at the Faculty of Electrical Engineering and Computing in

Zagreb is an example of an alternating microgrid. In this paper, an existing AC

microgrid and planed future DC microgrid have been modeled in the Etap

programming tool. Load flow calculations were carried out both for AC and DC

microgrid. The goal of this paper is to show how it is possible to build DC microgrid

and connect it with the existing AC microgrid into a unique whole.

Keywords: microgrid; Laboratory of electrical installations; Etap; AC microgrid;

DC microgrid; load flow calculation

Documents

DIPLOMSKI RAD br. 1544 MODELIRANJE LABORATORIJSKE · Generator je moguće odabrati kao sustav regulacije napona što znači da će se generator prilagoditi za upravljanje naponom