Skróty 9

1. WIADOMOŚCI OGÓLNE 13

1.1. Regulacja i sterowanie 13

1.2. Struktura systemu elektroenergetycznego 17

1.3. Równania sieci elektroenergetycznej 19

1.4. Klasyfikacja stanów nieustalonych 25

1.5. Regulacja napięcia 27

1.6. Regulacja mocy czynnej i częstotliwości 30

1.7. Pytania kontrolne i zadania 33

2. GENERATORY SYNCHRONICZNE I ICH REGULACJA 35

2.1. Wiadomości ogólne 35

2.1.1. Generator synchroniczny jako obiekt regulacji 35

2.1.2. Zespoły generator–transformator 38

2.2. Charakterystyki generatora synchronicznego w stanie ustalonym 42

2.2.1. Schematy zastępcze i wykresy fazorowe 42

2.2.2. Moc czynna i bierna bloku generator–transformator 54

2.2.3. Dopuszczalny obszar pracy zespołu wytwórczego 56

2.2.4. Wpływ regulacji przekładni transformatora 62

2.2.5. Charakterystyka U(Q) i jej kształtowanie 66

2.3. Źródła wzbudzenia generatorów synchronicznych 74

2.3.1. Rodzaje wzbudnic 74

2.3.2. Odwzbudzanie generatora 84

2.4. Regulatory generatorów synchronicznych 90

2.4.1. Schemat funkcjonalny regulacji 91

2.4.2. Jakość regulacji i aktualne wymagania 94

2.4.3. Cyfrowe regulatory generatorów synchronicznych 98

2.5. Modele dynamiczne 104

2.5.1. Równanie ruchu wirnika 105

2.5.2. Przykłady modeli dynamicznych generatora synchronicznego 107

2.5.3. Modele układu wzbudzenia i regulacji 112

2.6. Pytania kontrolne 119

3. ODNAWIALNE ŹRÓDŁA ENERGII 121

3.1. Wstęp 121

3.2. Magazyny energii elektrycznej 122

3.2.1. Magazyny elektryczne 124

3.2.2. Magazyny cieplne 127

3.2.3. Magazyny mechaniczne 128

3.2.4. Magazyny chemiczne 133

3.2.5. Magazyny elektrochemiczne 137

3.3. Elektrownie wiatrowe 145

3.3.1. Zmienność wiatru a obciążenie systemu 145

3.3.2. Turbiny wiatrowe 146

3.3.3. Moc pozyskiwana z wiatru 150

3.3.4. Przykładowe parametry 153

3.4. Prądnice elektrowni wiatrowych dużych mocy 154

3.4.1. Prądnice asynchroniczne dwustronnie zasilane 155

3.4.2. Prądnice synchroniczne 162

3.4.3. Obszary dopuszczalnych stanów pracy 167

3.5. Farmy wiatrowe 168

3.5.1. Sposoby przyłączania FW do sieci 169

3.5.2. Wymagania operatorów sieci 172

3.5.3. Sterowanie centralne FW i sterowanie nadrzędne 177

3.6. Elektrownie fotowoltaiczne 182

3.6.1. Ogniwa fotowoltaiczne 183

3.6.2. Moduły i panele PV 187

3.6.3. Rozwój technologii wytwarzania modułów i paneli 189

3.6.4. Charakterystyki i dane znamionowe 192

3.6.5. Metody ustalania punktu mocy maksymalnej 194

3.6.6. Falowniki i regulatory fotowoltaiczne 197

3.6.7. Rodzaje instalacji ze względu na współpracę z SEE 202

3.6.8. Fotowoltaika w Polsce 212

3.7. Modele matematyczne 212

3.7.1. Elektrownie wiatrowe 213

3.7.2. Elektrownie solarne 221

3.8. Pytania kontrolne i zadania 221

4. REGULACJA TRANSFORMATORÓW 223

4.1. Transformator jako obiekt regulacji 223

4.2. Uzwojenia regulacyjne 224

4.3. Przełączniki zaczepów 228

4.4. Zadania regulatorów transformatorów 232

4.4.1. Regulacja transformatorów WN/SN 233

4.4.2. Regulacja transformatorów WN/WN 242

4.4.3. Regulacja transformatorów blokowych 244

4.5. Przykład regulatora cyfrowego 246

4.6. Modele matematyczne 254

4.6.1. Transformatory dwuuzwojeniowe 254

4.6.2. Eliminowanie idealnej przekładni – schematy rezonansowe 265

4.6.3. Transformatory i autotransformatory trójuzwojeniowe 270

4.6.4. Schemat blokowy modelu regulacji przekładni 292

4.7. Pytania i zadania 293

5. KOMPENSACJA MOCY BIERNEJ I REGULACJA NAPIĘCIA 295

5.1. Kondensatory i baterie kondensatorów 296

5.2. Kompensacja mocy biernej a regulacja napięcia 304

5.3. Regulatory baterii kondensatorów 305

5.4. Bocznikowe urządzenia FACTS 308

5.4.1. Kompensatory SVC 310

5.4.2. Kompensator STATCOM 313

5.5. Kompensacja bocznikowa w sieciach WN 315

5.5.1. Linie przesyłowe jako źródła i odbiory mocy biernej 315

5.5.2. Urządzenia do kompensacji w sieciach WN 321

5.5.3. Algorytmy regulacji 324

5.6. Regulacja grupowa 324

5.6.1. Automatyczna regulacja stacji transformatorowych 326

5.6.2. Automatyczna regulacja stacji elektrownianych 328

5.7. Modele matematyczne 333

5.8. Pytania kontrolne i zadania 334

6. REGULACJA PRZEPŁYWÓW W SIECIACH PRZESYŁOWYCH 336

6.1. Ogólnie o regulacji przepływów 336

6.2. Regulacja za pomocą przesuwników fazowych 337

6.2.1. Napięcia dodawcze 337

6.2.2. Przesuwniki fazowe asymetryczne i symetryczne 339

6.2.3. Ilustracja wpływu regulacji kąta przesunięcia fazowego 347

6.3. Zmiana reaktancji linii przesyłowych 348

6.3.1. Kompensacja reaktancji baterią kondensatorów szeregowych 349

6.3.2. Zwiększenie reaktancji dławikami szeregowymi 350

6.3.3. Kompensacja reaktancji linii źródłem napięcia 352

6.4. Szeregowe urządzenie FACTS 353

6.4.1. Urządzenie TCPAR 354

6.4.2. Regulowany kompensator szeregowy SSC 355

6.4.3. Regulowany kompensator szeregowy CSC 356

6.4.4. Regulowany kompensator szeregowy SSSC 356

6.4.5. Uniwersalne urządzenie UPFC 357

6.5. Urządzenia PLG 359

6.6. Modele matematyczne 361

6.7. Pytania kontrolne i zadania 363

7. REGULACJA CZĘSTOTLIWOŚCI I MOCY WYMIANY 365

7.1. Regulacja pierwotna 365

7.1.1. Charakterystyki odbiorów 365

7.1.2. Charakterystyki zespołu wytwórczego 367

7.1.3. Charakterystyka systemu elektroenergetycznego 375

7.1.4. Punkt pracy systemu elektroenergetycznego 378

7.1.5. Zmiana punktu pracy w wyniku zmiany obciążenia 380

7.2. Regulacja wtórna 383

7.2.1. Regulacja częstotliwości 383

7.2.2. Regulacja mocy wymiany i zasada nieinterwencji 386

7.3. Regulacja trójna 391

7.4. Organizacja regulacji i stawiane jej wymagania 392

7.5. Zmiany częstotliwości po zaburzeniu bilansu mocy 400

7.5.1. Opis stanów nieustalonych 400

7.5.2. Wpływ energii kinetycznej 404

7.5.3. Wpływ OZE i wirtualna inercja 406

7.5.4. Rola magazynów energii w poprawie elastyczności SEE 408

7.6. Działania obronne 414

7.7. Modele matematyczne 416

7.7.1. Turbina parowa z przegrzewem międzystopniowym 416

7.7.2. Turbina wodna 420

7.7.3. Turbiny gazowe 424

7.7.4. Uproszczony model regulacji częstotliwości i mocy wymiany 426

7.8. Pytania kontrolne i zadania 431

Literatura 432

• Title: Regulacja systemu elektroenergetycznego
• Author: Jan Machowski
• ISBN: 978-83-8156-551-6, 9788381565516
• Date of issue: 2023-09-19
• Format: Ebook
• Item ID: e_3nlc
• Publisher: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej