Von: S. Li, J. Bélanger, M. Cervantes, M. Kazemtabrizi, J.N. Paquin, V. Lapointe, W. Li, J. Paez-Alvarez
Die Zunahme von umrichterbasierten erneuerbaren Energien (IBR), Flexibel (FACTS) und Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungssystemen (HVDC) in Verbindung mit der Stilllegung von Synchronkraftwerken führt zu einer erheblichen Verringerung der Trägheit in großen Energiesysteme. Schnelle Regler von IBRs sollten diese Systeme stabilisieren, aber sie sind sehr empfindlich gegenüber schnellen Transienten, Oberschwingungen und Systemungleichgewichten.
Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass vereinfachte Mitläufersimulationen allein nicht ausreichen, um die transiente Stabilität ausgedehnter Stromnetze zu bewerten, die mit einer großen Anzahl von IBR-Reglern ausgestattet sind. In diesem Zusammenhang werden detaillierte elektromagnetische Transientensimulationen (EMT) für die nahtlose Integration von Erneuerbare Energien wie Wind und Sonne unerlässlich.
Die Fähigkeit, schnelle Simulationen im software(SIL)-Modus mit generischen oder Realcode-Steuerungen durchzuführen, ist in der Tat nützlich, um die schlimmsten Eventualitäten in kürzester Zeit zu bestimmen und die Ersatzschaltung zu entwickeln, die für die hardware(HIL)-Simulation in Echtzeit erforderlich ist, um die Steuerungsleistung zu testen und zu optimieren.
Natürlich wird eine schnelle EMT-Simulation großer Energiesysteme auch für die Online-Bewertung der instationären Stabilität zur Unterstützung von Systembetreiber, Planung und IBR-Integrationsanalyse unerlässlich sein. Die EMT-Simulation von großen Energiesysteme mit komplexen leistungselektronischen Systemen ist jedoch rechenintensiv. Darüber hinaus erfordert sie die Verwaltung einer beträchtlichen Datenmenge und die Verknüpfung von HGÜ-, FACTS- und IBR-Anlagenreglermodellen, die oft als Black-Box-Codes ohne Interoperabilitätsstandard geliefert werden, mit Netzsimulationswerkzeugen.
Dieses Papier beschreibt Lösungen für die Echtzeit- oder echtzeitnahe EMT-Simulation von großen Energiesysteme mit hoher IBR-Durchdringung. Die vorgeschlagenen Techniken implementieren schnelle parallele Simulationen, die entweder auf internen Clustern von Hochleistungsrechnern oder auf Cloud-Servern basieren.
Die vorgeschlagene Lösung vereinfacht den Entwurf und die Tests von Weitverkehrsüberwachungs-, -schutz- und -steuerungssystemen (WAMPAC) durch volldigitale software(SIL)-Tests nahezu in Echtzeit mit virtuellen Weitverkehrssteuerungen oder in Echtzeit mit der tatsächlichen hardware , die üblicherweise im Kontrollraum verwendet wird. Vor allem aber wird es Systemeigentümern und -betreibern helfen, online transiente Stabilitätsbewertungen mit viel höheren Geschwindigkeiten und mit originalgetreuen Modellen, einschließlich OEM-Steuerungsemulatoren, durchzuführen.
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