توضیحات
ABSTRACT
Increasing shares of fluctuating renewable energy sources induce higher and higher power flow variability at the transmission level. The question arises as to what extent existing networks can absorb additional fluctuating power injection without exceeding thermal limits. At the same time, the resulting power flow characteristics call for revisiting classical approaches to line temperature prediction. This paper presents a probabilistic modeling and simulation methodology for estimating the occurrence of critical line temperatures in the presence of fluctuating power flows. Cumbersome integration of the dynamic thermal equations at each Monte Carlo simulation trial is sped up by a specific algorithm that makes use of a variance reduction technique adapted from the telecommunications field. The substantial reduction in computational time allows estimations closer to real time, relevant to short-term operational assessments. A case study performed on a single line model provides fundamental insights into the probability of hitting critical line temperatures under given power flow fluctuations. A transmission system application shows how the proposed method can be used for a fast, yet accurate operational assessment.
INTRODUCTION
INCREASING volumes of fluctuating renewable energy sources, as exemplified by wind energy conversion, are leading to more variable and less predictable power flows in networks . This also implies a decrease in the average network utilization and, possibly, an increase in the probability of hitting thermal limits due to peak flows. While in the long run, network assets will eventually be upgraded, the expansion of the transmission system is rather slow with time horizons up to several years. The existing assets therefore need to be used as efficiently as possible. As a consequence, the question arises whether present classical concepts for estimating the loading capability of overhead lines are adequate to cope with these rapid developments. In this respect, it has recently been shown that in order to fulfill the sag clearance requirements, the direct use of temperature rather than power limits allows for a significantly more precise and less conservative loadability assessment . New approaches and tools are crucial not only for contingency analysis, but also for releasing available power transfer capability, potentially underestimated by classical line rating methodologies, to increase the amount of fluctuating renewable energy sources that can be securely integrated in the system as well as to increase the volume of energy that can be traded between nodes.
چکیده
افزایش سهام نوسانات انرژی های تجدید پذیر باعث تغییرات جریان بیشتر و بالاتر در سطح انتقال می شود. این سوال مطرح می شود که چه میزان شبکه های موجود میتوانند تزریق قدرت نوسان را بدون هیچگونه محدودیت حرارتی جذب کنند. در عین حال، ویژگی های جریان جریان حاصل از بازنگری رویکردهای کلاسیک به پیش بینی دمای خط نیز می باشد. این مقاله یک مدلسازی احتمالاتی و روش شبیه سازی برای تخمین وقوع دمای بحرانی خطی در حضور جریانهای نوسان جوی ارائه می دهد. یکپارچه سازی شدید از معادلات حرارتی پویا در هر آزمایش شبیه سازی مونت کارلو با الگوریتم خاصی انجام می شود که از تکنیک کاهش واریانس اقتباس شده از زمینه ارتباطات استفاده می کند. کاهش قابل توجه در زمان محاسبات، امکان تخمین ها را به زمان واقعی نزدیک تر می کند که مربوط به ارزیابی های عملیاتی کوتاه مدت است. یک مطالعه موردی که بر روی یک مدل خط تک انجام شده است، بینش های اساسی در مورد احتمال برخورد با دمای بحرانی تحت نوسانات جریان جریان داده شده را ارائه می دهد. یک برنامه کاربردی سیستم انتقال نشان می دهد که چگونه روش پیشنهادی برای ارزیابی سریع و دقیق عملیاتی استفاده می شود.
مقدمه
افزایش حجم نوسانات انرژی های تجدید پذیر، به عنوان مثال تبدیل انرژی باد، منجر به جریان بیشتر متغیر و کمتر قابل پیش بینی در شبکه می شود. این همچنین به کاهش مصرف متوسط شبکه و احتمالا افزایش احتمال حرارتی ناشی از جریانهای پیک نیز اشاره دارد. در حالی که در بلندمدت، دارایی های شبکه در نهایت ارتقا خواهد یافت، گسترش سیستم انتقال تا اندازهای با چندین سال آهسته است. بنابراین دارایی های موجود باید به طور موثر مورد استفاده قرار گیرد. در نتیجه، این سوال مطرح می شود که آیا مفاهیم کلاسیک در حال حاضر برای برآورد توان بارگیری خطوط هوایی مناسب برای مقابله با این تحولات سریع هستند. در این راستا به تازگی نشان داده شده است که استفاده از دما به جای محدودیت های قدرت به منظور دستیابی به نیازهای فرسایش، اجازه می دهد تا ارزیابی باربری قابل توجهی دقیق تر و کمتر محافظه کارانه باشد. رویکردهای جدید و ابزار نه تنها برای تجزیه و تحلیل احتمالی، بلکه برای آزاد کردن قابلیت انتقال قدرت در دسترس است، که به طور بالقوه توسط روش های رتبه بندی خطی کلاسیک پایین آمده است، برای افزایش مقدار نوسانات انرژی های تجدید پذیر که می توانند به طور ایمن در سیستم و همچنین افزایش حجم انرژی که می تواند بین گره ها معامله شود.
Year: 2011
Publisher : IEEE
By : Markus Schläpfer, and Pierluigi Mancarella
File Information: English Language/ 9 Page / size: 446 KB
Only site members can download free of charge after registering and adding to the cart
سال : 1390
ناشر : IEEE
کاری از : مارکوس شلپف، و پنلوژی منکارلا
اطلاعات فایل : زبان انگلیسی / 9 صفحه / حجم : KB 446
نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.