Fast frequency control in low-inertia power systems

disertacija

• Naslov (hrvatski): Brza regulacija frekvencije u elektroenergetskim sustavima sa smanjenom konstantom tromost
• Autor: Matej Krpan
• Mentor: Igor Kuzle (mentor)
• Član povjerenstva: Ninoslav Holjevac (predsjednik povjerenstva)
• Član povjerenstva: Jovica Milanović https://orcid.org/0000-0002-0931-137X (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Dirk Van Hertem https://orcid.org/0000-0001-5461-8891 (član povjerenstva)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Fakultet elektrotehnike i računarstva; Zagreb
• Datum i država obrane: 2023-12-22, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: TEHNIČKE ZNANOSTI; Elektrotehnika; Elektroenergetika
• Univerzalna decimalna klasifikacija (UDC): 620 - Ispitivanje materijala. Elektrane. Ekonomika energije

Sažetak

The thesis evaluates the impact of increased penetration of power converters on the dynamic behaviour of power system frequency through the development of reduced-order dynamic models of converter-interfaced resources. The focus is on modelling wind turbine generators and supercapacitor energy storage for dynamic simulations of a power system with a high share of power electronic devices. The final goal of the research is to develop a low-order system frequency response model of a low-inertia power system which encapsulates the relevant dynamics of converter-interfaced resources participating in grid frequency control. Additionally, a coordinated control method for provision of fast frequency control by a hybrid system of a wind turbine and a supercapacitor energy storage was developed. Finally, some remarks on the feasibility of distributed control of energy storage assets for frequency regulation are provided based on experimental verification and testing in the University of Zagreb's Smart Grid Laboratory.

Sažetak (hrvatski)

Disertacija procjenjuje utjecaj povećanog prodora elektroničkih energetskih pretvarača na dinamičko ponašanje frekvencije elektroenergetskog sustava kroz razvoj dinamičkih modela smanjenog reda tehnologija temeljenih na pretvaračima. Fokus je na modeliranju vjetroagregata i superkondenzatorskog spremnika energije za dinamičke simulacije elektroenergetskog sustava s visokim udjelom pretvarača. Konačni cilj istraživanja je razvoj modela niskog reda frekvencijskog odziva elektroenergetskog sustava koji uzima u obzir relevantnu dinamiku resursa priključenih preko pretvarača koji sudjeluju u regulaciji frekvencije. Dodatno, razvijena je metoda za koordinirano upravljanje vjetroagregatom i superkondenzatorskim spremnikom energije za brzu regulaciju frekvencije. Na kraju, dane su neke napomene o izvedivosti distribuiranog upravljanja spremnicima energije za regulaciju frekvencije na temelju eksperimentalne provjere i ispitivanja u Laboratoriju za napredne elektroenergetske mreže Sveučilišta u Zagrebu.

• Ključne riječi: grid frequency control; power system inertia; power system dynamics; power system stability; supercapacitor; low-order models; system frequency response modelling; wind turbine generators; power electronics; distributed control; energy storage
• Ključne riječi (hrvatski): regulacija frekvencije EES-a; tromost EES-a; dinamika EES-a; stabilnost EES-a; superkondenzator; modeli smanjenog reda; modeliranje odziva frekvencije EES-a; vjetroagregati; energetska elektronika; distribuirano upravljanje; spremnici energije
• Jezik: engleski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:168:493685
• Datum promocije: 2024
• Studijski program: Naziv: Elektrotehnika; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: poslijediplomski znanstveni (doktorski); Akademski / stručni naziv: doktor/doktorica znanosti, po-dručje tehničkih znanosti (dr. sc.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Opseg: xvii, 352 str. : graf.prikazi
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Otvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2024-02-27 13:49:14