MD987Z - Distributed electric power supply system - Google Patents
Distributed electric power supply system Download PDFInfo
- Publication number
- MD987Z MD987Z MDS20150047A MDS20150047A MD987Z MD 987 Z MD987 Z MD 987Z MD S20150047 A MDS20150047 A MD S20150047A MD S20150047 A MDS20150047 A MD S20150047A MD 987 Z MD987 Z MD 987Z
- Authority
- MD
- Moldova
- Prior art keywords
- loads
- power supply
- electric power
- sources
- voltage
- Prior art date
Links
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 3
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000005405 multipole Effects 0.000 description 1
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
Description
Invenţia se referă la electrotehnică şi energetică, şi poate fi utilizată în sistemele de alimentare cu energie electrică în baza surselor regenerabile de energie, în sisteme de alimentare cu energie electrică hibride, în link-uri de curent continuu pentru monitorizarea parametrilor regimurilor sarcinilor şi reglarea fluxurilor de energie. The invention relates to electrical engineering and energy, and can be used in electricity supply systems based on renewable energy sources, in hybrid electricity supply systems, in direct current links for monitoring load regime parameters and regulating energy flows.
Este cunoscut sistemul distribuit de alimentare cu o bară de putere comună de curent continuu, care conţine surse de tensiune, acumulatoare de energie, sarcini îndepărtate, conectate la bara de putere comună şi un bloc de monitorizare. La rândul său, blocul de monitorizare este conectat la ieşirile informaţionale ale tuturor surselor de tensiune, sarcinilor şi acumulatoarelor de energie [1]. A distributed power supply system with a common DC power bus is known, which contains voltage sources, energy storage, remote loads connected to the common power bus, and a monitoring block. In turn, the monitoring block is connected to the information outputs of all voltage sources, loads, and energy storage [1].
Dezavantajul acestui sistem constă în complexitatea construcţiei în cazul amplasării blocurilor de intrare la distanţe mari. Acest lucru este determinat de prezenţa liniilor de comunicaţii extinse pentru măsurarea parametrilor sarcinilor şi a barei comune de putere extinsă. The disadvantage of this system is the complexity of the construction in case of placing the input blocks at long distances. This is determined by the presence of extended communication lines for measuring the load parameters and the extended common power bus.
Cea mai apropiată soluţie este sistemul distribuit de alimentare cu energie, care conţine surse de tensiune, sarcini îndepărtate, unde fiecare sursă este conectată la toate sarcinile prin fire individuale [2]. The closest solution is the distributed power supply system, which contains voltage sources, remote loads, where each source is connected to all loads by individual wires [2].
Dezavantajul acestui sistem constă în complexitatea construcţiei, cauzată de extinderea liniilor de comunicaţii pentru măsurarea parametrilor sarcinilor. The disadvantage of this system lies in the complexity of the construction, caused by the extension of communication lines for measuring load parameters.
Problema, pe care o rezolvă invenţia, constă în simplificarea construcţiei sistemului. The problem, which the invention solves, consists in simplifying the construction of the system.
Sistemul, conform invenţiei, înlătură dezavantajele menţionate mai sus prin aceea că conţine un bloc de monitorizare, surse de tensiune, fiecare dintre acestea fiind unită cu toate sarcinile prin conductoare cu conductibilităţi corespunzătoare. Blocul de monitorizare este conectat la sarcini, iar valorile tensiunilor surselor menţionate şi conductibilităţilor conductoarelor sunt selectate astfel încât pentru valoarea tensiunii de referinţă care se determină pentru fiecare dintre sarcini tensiunile şi curenţii celorlalte sarcini să fie egale cu zero. The system, according to the invention, eliminates the above-mentioned disadvantages by containing a monitoring block, voltage sources, each of which is connected to all the loads by conductors with appropriate conductivities. The monitoring block is connected to the loads, and the values of the voltages of the said sources and the conductivities of the conductors are selected so that for the value of the reference voltage that is determined for each of the loads, the voltages and currents of the other loads are equal to zero.
Esenţa invenţiei constă în faptul că monitorizarea se efectuează fizic numai conform conductibilităţii sarcinilor, iar curenţii de sarcină şi curenţii surselor de tensiune sunt calculaţi, utilizând relaţii simple. Prin urmare, excluderea liniilor de comunicaţii extinse pentru măsurarea parametrilor surselor de tensiune şi utilizarea blocului de monitorizare cu cerinţele tehnice moderate simplifică şi reduce costul de construcţie. The essence of the invention lies in the fact that monitoring is physically carried out only according to the conductivity of the loads, and the load currents and voltage source currents are calculated using simple relationships. Therefore, the exclusion of extended communication lines for measuring the parameters of voltage sources and the use of the monitoring block with moderate technical requirements simplifies and reduces the cost of construction.
Invenţia se explică prin desenele din fig. 1-4, care reprezintă: The invention is explained by the drawings in Fig. 1-4, which represent:
- fig. 1, schema funcţională a sistemului; - Fig. 1, functional diagram of the system;
- fig. 2, schema echivalentă a sistemului; - Fig. 2, equivalent diagram of the system;
- fig. 3, schema simplificată a sistemului pentru calculul tensiunii de referinţă a primei sarcini; - Fig. 3, simplified diagram of the system for calculating the reference voltage of the first load;
- fig. 4, sistemul de coordonate obişnuit al curenţilor de sarcină şi sistemul de coordonate proiectiv cu un plan îndepărtat la infinit . - Fig. 4, the usual coordinate system of load currents and the projective coordinate system with a plane distant at infinity.
Sistemul distribuit din fig. 1 conţine surse primare de energie 1, un acumulator de energie 2, care prin stabilizatoarele de tensiune 3 corespunzătoare şi reţeaua de distribuţie 4 cu topologia dată sunt conectate la fiecare dintre sarcinile 5. Blocul de monitorizare 6 este conectat la ieşirile informaţionale ale sarcinilor 5. The distributed system in Fig. 1 contains primary energy sources 1, an energy accumulator 2, which through the corresponding voltage stabilizers 3 and the distribution network 4 with the given topology are connected to each of the loads 5. The monitoring block 6 is connected to the information outputs of the loads 5.
Dacă se ţine cont de conductibilitatea finală a conductoarelor, reţeaua de distribuţie 4 se prezintă ca un multipol în schema echivalentă a sistemului (vezi fig. 2). Ca exemplu, în această schemă echivalentă sunt prezentate trei perechi de surse de tensiune şi sarcini. If the final conductivity of the conductors is taken into account, the distribution network 4 is presented as a multipole in the equivalent system diagram (see Fig. 2). As an example, three pairs of voltage sources and loads are presented in this equivalent diagram.
Sistemul funcţionează după cum urmează. The system works as follows.
Tensiunea surselor de energie primară 1 şi a acumulatorului de energie 2 prin stabilizatoarele de tensiune 3 se aplică la intrările reţelei de distribuţie 4 şi la fiecare dintre sarcinile 5 cu valorile curente ale conductibilităţilor. Blocul de monitorizare 6 calculează valoarea curentului fiecărei sarcini 5 conform unui anumit algoritm, utilizând valorile informaţionale ale conductibilităţii acestor sarcini. The voltage of the primary energy sources 1 and the energy storage 2 through the voltage stabilizers 3 is applied to the inputs of the distribution network 4 and to each of the loads 5 with the current values of the conductivities. The monitoring block 6 calculates the current value of each load 5 according to a certain algorithm, using the information values of the conductivities of these loads.
Pentru a determina acest algoritm, se vor defini mai întâi relaţiile dintre elementele circuitului. Pentru a face acest lucru, se va efectua analiza schemei echivalente a dispozitivului din fig. 2. Se va considera tensiunea primei sarcini egală cu tensiunea de referinţă cu polaritatea dată în fig. 3. To determine this algorithm, we will first define the relationships between the circuit elements. To do this, we will perform the analysis of the equivalent circuit of the device in Fig. 2. We will consider the voltage of the first load equal to the reference voltage with the polarity given in Fig. 3.
Pentru sarcinile rămase se presupune că , ; , . For the remaining tasks it is assumed that , ; , .
Această condiţie conduce la relaţia: This condition leads to the relationship:
. .
Curenţii de scurtcircuit sunt egali cu: , . The short-circuit currents are equal to: , .
Astfel se obţine raportul valorilor elementelor: This gives the ratio of the values of the elements:
. .
Se determină valoarea de referinţă a curentului şi a conductibilităţii primei sarcini: The reference value of the current and conductivity of the first load is determined:
, . , .
Fie că tensiunea sarcinii a doua este egală cu tensiunea de referinţă . Se presupune că pentru sarcinile rămase tensiunile sunt egale cu: , ; , . Această condiţie conduce la relaţiile: Let the voltage of the second load be equal to the reference voltage . It is assumed that for the remaining loads the voltages are equal to: , ; , . This condition leads to the relations:
, , . , , .
Valoarea de referinţă a curentului şi conductibilităţii celei de-a doua sarcini: Reference value of the current and conductivity of the second load:
, . , .
Fie că tensiunea sarcinii a treia este egală cu tensiunea de referinţă . Se presupune că pentru sarcinile rămase tensiunile sunt egale cu: , ; , . Această condiţie conduce la relaţiile: Let the voltage of the third load be equal to the reference voltage . It is assumed that for the remaining loads the voltages are equal to: , ; , . This condition leads to the relations:
, . , .
Valoarea de referinţă a curentului şi conductibilităţii celei de-a treia sarcini: Reference value of current and conductivity of the third load:
, . , .
În practică, valorile tensiunii surselor sunt egale între ele, dar acestea diferă conform capacităţii lor. Fie că sursa cu cea mai mare putere este . Se presupune, de asemenea, că sarcina este cu cea mai mare putere. De aceea, valorile conductibilităţilor sunt alese în mod independent, de exemplu, în baza eficienţei energetice a reţelei de distribuţie (vezi Zhao X., Li K., Zheng M. Analysis of Transmission Loss in Droop Control of a Multi-Terminal HVDC System. Journal of Power and Energy Engeneering, 2014, 2(04), p. 564). Se stabileşte valoarea conductibilităţii următoarei după valoarea puterii surse, fie aceasta . Atunci, se determină valorile celorlalte conductibilităţi în raport cu conductibilităţile menţionate mai sus: In practice, the voltage values of the sources are equal to each other, but they differ according to their capacity. Let the source with the highest power be . It is also assumed that the load is with the highest power. Therefore, the conductivities values are chosen independently, for example, based on the energy efficiency of the distribution network (see Zhao X., Li K., Zheng M. Analysis of Transmission Loss in Droop Control of a Multi-Terminal HVDC System. Journal of Power and Energy Engineering, 2014, 2(04), p. 564). The conductivities value following the source power value is set, let it be . Then, the values of the other conductivities are determined in relation to the above-mentioned conductivities:
, . , .
Se obţine un algoritm de calcul al curenţilor de sarcină. Pentru claritate, se examinează interpretarea geometrică a valorilor caracteristice ale conductibilităţilor şi curenţilor. An algorithm for calculating load currents is obtained. For clarity, the geometric interpretation of the characteristic values of conductivities and currents is examined.
Fie că axele de coordonate definesc sistemul de coordonate dreptunghiular (cartezian) ( ) în spaţiul tridimensional (vezi fig. 4). Fie că punctul corespunde valorilor curente ale conductibilităţilor şi curenţilor de sarcini , iar punctul corespunde regimului de scurtcircuit după toate sarcinile. Let the coordinate axes define the rectangular (Cartesian) coordinate system ( ) in three-dimensional space (see Fig. 4). Let the point correspond to the current values of the conductivities and load currents , and the point corresponds to the short-circuit regime after all loads.
La rândul său, prin valorile curenţilor de referinţă , , trece planul . Atunci, valoarea curentă corespunde planului care trece prin punctul şi dreapta . Această linie dreaptă corespunde intersecţiei planului cu planul . În mod similar, valoarea corespunde planului, care trece prin punctul şi linia dreaptă . De asemenea, valoarea corespunde planului, care trece prin punctul şi linia dreaptă . In turn, through the values of the reference currents , , passes the plane . Then, the current value corresponds to the plane passing through the point and the straight line . This straight line corresponds to the intersection of the plane with the plane . Similarly, the value corresponds to the plane, passing through the point and the straight line . Also, the value corresponds to the plane, passing through the point and the straight line .
Se examinează modificarea conductibilităţilor sarcinilor. The change in charge conductivities is examined.
Pentru valori diferite ale , linia dreaptă este axa unui fascicul de planuri. Valori caracteristice ale acestei conductibilităţi sunt valori ca: , , . Atunci valoarea curentă a conductibilităţii poate fi reprezentată ca un raport complex a patru valori, sau coordonata neomogenă (vezi Penin A. Recalculation of the loads current of active multiport network on the basis of projective geometry. Journal of Circuits, Systems and Computers, 22(05), 1350031 (13 pages), 2013): For different values of , the straight line is the axis of a plane beam. Characteristic values of this conductivity are values such as: , , . Then the current value of the conductivity can be represented as a complex ratio of four values, or the inhomogeneous coordinate (see Penin A. Recalculation of the loads current of active multiport network on the basis of projective geometry. Journal of Circuits, Systems and Computers, 22(05), 1350031 (13 pages), 2013):
. (1) . (1)
Valorilor extreme sau de bază le corespund . Punctul este unitar. Pentru conductibilităţile , , în mod similar se obţine: The extreme or basic values correspond to . The point is unitary. For the conductivities , , similarly we obtain:
, . (2) , . (2)
În cazul în care valorile curente sunt apropiate de valorile de bază , , , coordonatele neomogene au valori infinite. De aceea, planul se numeşte plan îndepărtat la infinit. Astfel, se obţine un sistem proiectiv de coordonate în forma tetraedrului de coordonate cu punctul unitar . Aceasta permite de a determina coordonatele omogene ale punctului . If the current values are close to the base values , , , the inhomogeneous coordinates have infinite values. Therefore, the plane is called the plane far from infinity. Thus, a projective coordinate system is obtained in the form of the coordinate tetrahedron with the unit point . This allows to determine the homogeneous coordinates of the point .
Coordonatele neomogene şi coordonatele proiective omogene sunt legate între ele în modul următor: Inhomogeneous coordinates and homogeneous projective coordinates are related to each other in the following way:
, , (3) , , (3)
unde - coeficientul de proporţionalitate. where - the proportionality coefficient.
Coordonatele omogene sunt definite ca raportul dintre distanţele punctului şi distanţele punctului până la planurile corespunzătoare ale tetraedrului de coordonate . În acest caz, distanţele , corespund planului , de aceea , . Homogeneous coordinates are defined as the ratio of the distances of the point to the distances of the point to the corresponding planes of the coordinate tetrahedron . In this case, the distances , correspond to the plane , therefore , .
În mod similar, , corespund planului , , . Similarly, , correspond to the plane , , .
De asemenea, urmează că , corespund planului , , . It also follows that , correspond to the plane , , .
Se obţine: It is obtained:
, , . (4) , , . (4)
La rândul său, , iar distanţele , corespund planului . In turn, , and the distances , correspond to the plane .
Ecuaţia acestui plan are forma: The equation of this plane has the form:
. .
Atunci, pentru distanţele , se vor obţine ecuaţiile: Then, for the distances , the equations will be obtained:
, . , .
Coeficientul de normalizare Normalization coefficient
. .
De aceea: That's why:
. (5) . (5)
În acest caz, se pot exprima coordonatele proiective omogene prin curenţii în forma unei matrice: In this case, the homogeneous projective coordinates can be expressed through the currents in the form of a matrix:
(6) (6)
Transformarea inversă a matricei (6): Inverse transformation of matrix (6):
. .
Această expresie poate fi reprezentată în felul următor: This expression can be represented as follows:
. (7) . (7)
De unde se exprimă curenţii de sarcină: Where are the load currents expressed from:
(8) (8)
În aşa mod, parametrii selectaţi ai circuitului de distribuţie permit de a utiliza expresii (1), (2), (7), (8) simple şi convenabile în procesul de programare pentru calculul curenţilor de sarcină conform valorilor curente (reale) ale conductibilităţilor sarcinilor şi valorilor caracteristice ale acestor curenţi, calculate în prealabil. Aceste formule, în mod formal, se generalizează la creşterea numărului de sarcini. Cunoscând parametrii circuitului de distribuţie, uşor pot fi găsiţi curenţii surselor de tensiune. Toate acestea determină cerinţe tehnice moderate (la fel şi costuri) pentru hardware şi software ale blocului de monitorizare. Thus, the selected parameters of the distribution circuit allow using simple and convenient expressions (1), (2), (7), (8) in the programming process for calculating load currents according to the current (real) values of the conductivities of the loads and the characteristic values of these currents, calculated in advance. These formulas, formally, are generalized to an increase in the number of loads. Knowing the parameters of the distribution circuit, the currents of the voltage sources can be easily found. All this determines moderate technical requirements (as well as costs) for the hardware and software of the monitoring block.
Datele obţinute sunt sursa generală de informare pentru monitorizarea şi controlul sistemului de alimentare cu energie. The data obtained are the general source of information for monitoring and controlling the power supply system.
În cazul în care componenţa sistemului de alimentare cu energie include un număr diferit de surse de tensiune şi de sarcini, se obţine o formă specială a reţelei de distribuţie şi a expresiilor de calcul pentru selectarea conductibilităţilor acestei reţele. If the composition of the power supply system includes a different number of voltage sources and loads, a special form of the distribution network and calculation expressions for selecting the conductivities of this network are obtained.
1. Liu C., Chau K., Diao C., Zhong J., Zhang X., Gao S., Wu D. A new DC micro-grid system using renewable energy and electric vehicles for smart energy delivery. Vehicle Power and Propulsion Conference (VPPC), September, 2010, IEEE (pp. 1-6) 1. Liu C., Chau K., Diao C., Zhong J., Zhang X., Gao S., Wu D. A new DC micro-grid system using renewable energy and electric vehicles for smart energy delivery. Vehicle Power and Propulsion Conference (VPPC), September, 2010, IEEE (pp. 1-6)
2. US 20110205771 A1 2011.08.25 2. US 20110205771 A1 2011.08.25
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| MDS20150047A MD987Z (en) | 2015-04-02 | 2015-04-02 | Distributed electric power supply system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| MDS20150047A MD987Z (en) | 2015-04-02 | 2015-04-02 | Distributed electric power supply system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| MD987Y MD987Y (en) | 2015-12-31 |
| MD987Z true MD987Z (en) | 2016-07-31 |
Family
ID=55068725
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| MDS20150047A MD987Z (en) | 2015-04-02 | 2015-04-02 | Distributed electric power supply system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| MD (1) | MD987Z (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110205771A1 (en) * | 2008-06-17 | 2011-08-25 | Siemens Aktiengesellschaft | Closed-loop control method for an hvdc transfer installation having a dc voltage intermediate circuit and self-commutated converters |
| MD534Y (en) * | 2011-12-12 | 2012-07-31 | Inst De Ing Electronica Si Nanotehnologii D Ghitu Al Asm | Method for remote measurement of resistor active conductance |
-
2015
- 2015-04-02 MD MDS20150047A patent/MD987Z/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110205771A1 (en) * | 2008-06-17 | 2011-08-25 | Siemens Aktiengesellschaft | Closed-loop control method for an hvdc transfer installation having a dc voltage intermediate circuit and self-commutated converters |
| MD534Y (en) * | 2011-12-12 | 2012-07-31 | Inst De Ing Electronica Si Nanotehnologii D Ghitu Al Asm | Method for remote measurement of resistor active conductance |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| Liu C., Chau K., Diao C., Zhong J., Zhang X., Gao S., Wu D. A new DC micro-grid system using renewable energy and electric vehicles for smart energy delivery. Vehicle Power and Propulsion Conference (VPPC), September, 2010, IEEE (pp. 1-6) * |
| Penin A. Recalculation of the loads current of active multiport networks on the basis of projective geometry. Journal of Circuits, Systems and Computers. 22(05), 1350031 (13 pages), 2013 * |
| Zhao X., Li K., Zheng M. Analysis of Transmission of Loss in Droop Control of a Multi-Terminal HVDC System. Journal of Power and Energy Engeneering, 2(04), 564 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| MD987Y (en) | 2015-12-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Prakash et al. | Review of power system distribution network architecture | |
| Reindl et al. | Scalable, decentralized battery management system based on self-organizing nodes | |
| US10198018B2 (en) | Systems and methods for convex relaxations and linear approximations for optimal power flow in multiphase radial networks | |
| Li et al. | Power flow analysis for DC voltage droop controlled DC microgrids | |
| Yehia et al. | Novel IoT-based droop control for battery SoC balancing among multiple microgrids | |
| US20190079571A1 (en) | Power control systems and methods for integrating auxiliary power systems | |
| Mackay et al. | Optimal power flow in bipolar DC distribution grids with asymmetric loading | |
| Leng et al. | Small-signal stability assessment and interaction analysis for bipolar DC microgrids | |
| KR102223625B1 (en) | System and Method for Controlling Virtual Multi Slack Droop Based on Power Sensitivity Analysis | |
| US20190267838A1 (en) | Distributed Network Control Of A Microgrid | |
| Ma et al. | Parallel operation of distributed voltage balancers for bipolar DC system with improved reliability and efficiency | |
| Kocar et al. | General and simplified computation of fault flow and contribution of distributed sources in unbalanced distribution networks | |
| Tong et al. | A distributed slack bus model and its impact on distribution system application techniques | |
| MD987Z (en) | Distributed electric power supply system | |
| Männel et al. | State of charge based characteristic diagram control for energy storage systems within industrial DC microgrids | |
| CN104393594B (en) | Analytical calculation method for medium voltage network flow of urban rail transit | |
| Trinh et al. | Coordinated voltage control scheme for multi-terminal low-voltage DC distribution system | |
| JP2017188969A (en) | System model creation system | |
| Hema et al. | Operation of hybrid AC-DC microgrid with an interlinking converter | |
| KR101413553B1 (en) | Simulation method for selecting location of series flexible ac transmisson system | |
| Bolognani et al. | A linear dynamic model for microgrid voltages in presence of distributed generation | |
| Kumar et al. | A load flow algorithm for radial systems having renewable energy generation sources | |
| CN108199372A (en) | Method and device for establishing homopolar cross-over fault model between direct current systems | |
| Hai et al. | Development of voltage control system for multi-terminal low-voltage DC distribution system | |
| Mahmud et al. | Cooperative load sharing in V2G application |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG9Y | Short term patent issued | ||
| KA4Y | Short-term patent lapsed due to non-payment of fees (with right of restoration) |