Моделювання Soft Open Point за випадкового характеру навантаження

Abstract

The article presents the results of a study of the efficiency of Soft Open Point (SOP) usage— modern power electronic devices that are integrated into the distribution networks of distribution system operators. SOPs are installed between adjacent feeders instead of traditional normally open disconnectors and are able to perform a number of important functions, such as redistribution of active power between feeders, compensation of reactive power, automatic control of the network structure, which, in turn, leads to increased reliability of electricity supply to consumers, reduction of electricity losses and stabilization of the voltage level in the network. The article proposes a Soft Open Point (SOP) control method for active and reactive power. The control is based on the criterion of the minimum loss of active power, for the implementation of which the indirectly related drops of complex voltages in the connection nodes of the device are used, which enables to improve the accuracy of control and minimize the loss of active power. The results of Soft Open Point modeling in distribution electric networks with a random nature of the load are given. In the course of the study, SOP control algorithms were simulated for active and reactive power for different types of load. In particular, simulations showed that when installing SOP on adjacent feeders, it is possible to achieve a significant reduction in active power losses and stabilize the voltage in the load nodes. The maximum value of voltage losses in the relatively small 4 km long feeders was reduced 0.16 kV to 0.12 kV by the SOP optimization, and the average power losses were reduced 5.1 kW to 2.5 kW. The presented results prove the effectiveness of the implementation of SOP for the optimization of distribution electric networks of distribution systems operators in conditions of random nature of loads.

Подано результати дослідження ефективності застосування Soft Open Point (SOP) — сучасних силових електронних пристроїв, що інтегруються в розподільні електричні мережі операторів систем розподілу. SOP встановлюються між суміжними фідерами замість традиційних нормально розімкнутих роз’єднувачів і здатні виконувати низку важливих функцій, таких як перерозподіл активної потужності між фідерами, компенсація реактивної потужності, автоматичне керування структурою мережі, що, зі свого боку, викликає підвищення надійності електропостачання споживачів, зменшення втрат електроенергії та стабілізації рівня напруги в мережі. Запропоновано метод керування Soft Open Point (SOP) активною та реактивною потужностями. В основу керування покладено критерій мінімуму втрат активної потужності, для реалізації якого використано опосередковано пов’язані спади комплексних напруг у вузлах приєднання пристрою, що дозволяє підвищити точність керування та мінімізувати втрати активної потужності. Наведені результати моделювання Soft Open Point в розподільних електричних мережах за випадкового характеру навантаження. У ході дослідження змодельовано алгоритми керування SOP за активною та реактивною потужностями для різних типів навантаження. Зокрема, моделювання показало, що зі встановленням SOP на суміжних фідерах можна досягти значного зниження втрат активної потужності та стабілізувати напругу в вузлах навантаження. Максимальне значення втрат напруги у відносно невеликих фідерах довжиною 4 км в результаті оптимізації за допомогою SOP зменшилося з 0,16 кВ до 0,12 кВ, а середні втрати потужності зменшилися з 5,1 кВт до 2,5 кВт. Подані результати доводять ефективність впровадження SOP для оптимізації розподільних електричних мереж операторів систем розподілу в умовах випадкового характеру навантажень.