267

A  unified  mathematical  model  of  the  power  flow  in  a  system  containing  a  reactive 
component compensator consisting of  capacitor banks connected in series to a thyristor control 
reactor is presented. The application of the FACTS (Flexible Alternative Current Transmission 
System  -  Controlled  flexible  DC  power  transmission)  technology  is  shown  to  reduce  the  gap 
between the controlled and unmanaged modes of operation of the electric power system (EPS), 
presenting  dispatching  personnel  with  additional  degrees  of  freedom  in  the  management  of 
power flows and voltages in excess and deficit areas of the electric network. The main objectives 
of the FACTS technology application are studied: increasing the transmission line capacity to 
the thermal limit; optimizing power flows in a complex heterogeneous network; increasing the 
static  and  dynamic  stability  of  the  electric  power  system.  To  assess  the  action  of  the  new 
generation  of  regulators  of  the  power  system,  two  alternative  models  of  power  flow  in  the 
electric  power  system  are  considered.  In  the  first  model,  the  concept  of  alternating  series 
reactance  is  used  as  a  state  variable.  In  the  second  model,  the  characteristic  of  the  advance 
angle  is  used,  given  in  the  form  of  a  nonlinear  dependence  in  the  problem  of  calculating  the 
power flow using the Newton-Raphson method.  Conclusions are made on the presented models 
of  power  flow  allowing  to  estimate  possibilities  of  the  serial  capacitor  with  thyristor  control 
TCSC (Thyristor Controlled Series Capacitor), as FACTS device, on improvement of modes of 
functioning of electric power system. 

  • Internet ҳавола
  • DOI
  • UzSCI тизимида яратилган сана 28-01-2020
  • Ўқишлар сони 254
  • Нашр санаси 12-12-2019
  • Мақола тилиIngliz
  • Саҳифалар сони169-175
Ўзбек

Ushbu maqolada liniyaga ketma-ket  ulangan tiristorli boshqarish reaktori bilan parallel 
joylashgan  reaktiv  quvvat  oqimining  kompensatorli  kondensator  batareyaga  ega  tizimning 
universal  matematik  modeli  keltirilgan.  Elektroenergetika  tizimidagi  boshqariladigan  va 
boshqarilmaydigan  rejimlarning  o`rtasidagi  farqni  kamaytirish  imkonini  beruvchi  FACTS
(Flexible  Alternative  Current  Transmission  System  –  Boshqariladigan  moslashuvchan 
o`zgarmas  tokli  elektr  uzatishlar)  texnologiyassining  qo`llanilishi  keltirilgan.  Bu  texnologiya 
dispetcherlik  xizmatiga  elektr  tizimining  to`yingan  va  defitsit  qismlarida  kuchlanish  va  quvvat 
oqimlarini  boshqarishda  qo`shimcha  imkoniyatlar  beradi.  FACTS  texnologiyasining 
qo`llanishidagi  asosiy  maqsadlari  o`rganilgan:elektr  uzatish  liniyasining  o`tkazuvchanligini 
issiqlik  chegarasigacham  oshirish;murakkab  ko`p  jinsli  tarmoqlarda  quvvat  oqimini 
optimallash; elektr energetika tizimining statik va dinamik barqarorligini oshirish. Yangi avlod 
regulyatorining ta’sirini baholashda elektr energetika tizimidagi ikta muqobil quvvat oqimining 
modeli ko’rib  chiqilgan. Birinchi modelda o'zgaruvchan holat  sifatida o'zgaruvchan ketma-ket 
reaktiv  qarshilik  tushunchasi  qo'llaniladi.  Ikkinchi  modelda  Nyuton-Rafson  usuli  yordamida 
kuch  oqimini  hisoblash  vazifasida  nochiziqli   bog`liqlik  shaklida  berilgan  ilgarilanma 
burchakning  xarakteristikasi  qo'llaniladi.  Elektr  energetika  tizimining  ishlash  rejimlarini 
yaxshilash  uchun  keltirilgan   FACTS  qurilmalari  sifatida  TCSC  (Thyristor  Controlled  Series 
Capacitor)  tiristorli  nazorati  bilan  ketma-ket  ulangan  kondansator  imkoniyatlarini  baholash 
uchun taqdim etilgan quvvat oqimi modellari bo'yicha xulosalar chiqarildi.

Калит сўзлар
English

A  unified  mathematical  model  of  the  power  flow  in  a  system  containing  a  reactive 
component compensator consisting of  capacitor banks connected in series to a thyristor control 
reactor is presented. The application of the FACTS (Flexible Alternative Current Transmission 
System  -  Controlled  flexible  DC  power  transmission)  technology  is  shown  to  reduce  the  gap 
between the controlled and unmanaged modes of operation of the electric power system (EPS), 
presenting  dispatching  personnel  with  additional  degrees  of  freedom  in  the  management  of 
power flows and voltages in excess and deficit areas of the electric network. The main objectives 
of the FACTS technology application are studied: increasing the transmission line capacity to 
the thermal limit; optimizing power flows in a complex heterogeneous network; increasing the 
static  and  dynamic  stability  of  the  electric  power  system.  To  assess  the  action  of  the  new 
generation  of  regulators  of  the  power  system,  two  alternative  models  of  power  flow  in  the 
electric  power  system  are  considered.  In  the  first  model,  the  concept  of  alternating  series 
reactance  is  used  as  a  state  variable.  In  the  second  model,  the  characteristic  of  the  advance 
angle  is  used,  given  in  the  form  of  a  nonlinear  dependence  in  the  problem  of  calculating  the 
power flow using the Newton-Raphson method.  Conclusions are made on the presented models 
of  power  flow  allowing  to  estimate  possibilities  of  the  serial  capacitor  with  thyristor  control 
TCSC (Thyristor Controlled Series Capacitor), as FACTS device, on improvement of modes of 
functioning of electric power system. 

Русский

В статье приведена унифицированная математическая модель потока мощности 
в  системе,  содержащей  компенсатор  реактивной  составляющей  из  последовательно 
включенных  в  линию  батареи  конденсаторов,  соединенных  параллельно  с  реактором 
тиристорного  управления.  Показано  применение  технологии  FACTS  (Flexible  Alternative
Current  Transmission  System  -  Управляемые  гибкие  электропередачи  постоянного  тока), 
позволяющей  уменьшить  разрыв  между  управляемым  и  неуправляемым  режимами
функционирования электроэнергетической системы (ЭЭС), представляя диспетчерскому 
персоналу  дополнительные  степени  свободы  при  управлении  потоками  мощности  и 
напряжениями  в  избыточных  и  дефицитных  областях  электрической  сети.  Изучены 
основные цели применения технологии  FACTS: повышение пропускной способности линии 
электропередачи  до  теплового  предела;  оптимизация  потоков  мощности  в  сложной 
неоднородной  сети;  повышение  статической  и  динамической  устойчивости 
электроэнергетической  системы.  Для  оценки  действия  нового  поколения  регуляторов 
энергосистемы  рассмотрены  две  альтернативные  модели  потока  мощности  в 
электроэнергетической  системе.  В  первой  модели  в  качестве  переменной  состояния 
использовано  понятие  переменного  последовательного  реактивного  сопротивления.  Во 
второй  модели  использована  характеристика  угла  опережения,  задаваемая  в  форме 
нелинейной  зависимости  в  задаче  расчета  потока  мощности  с  помощью  метода 
Ньютона-Рафсона.  Сделаны  выводы  по  представленным  моделям  потока  мощности,
позволяющие  оценить  возможности  последовательного  конденсатора  с  тиристорным 
управлением  TCSC  (Thyristor  Controlled  Series  Capacitor)  как  устройства  FACTS,  по 
улучшению режимов функционирования электроэнергетической системы.

Калит сўзлар
Ҳавола номи
1 Misrikhanov M. Sh., Ryabchenko V. N., Khamidov Sh.V. Raschyot potokov mosh`nosti v elektricheskix setyax s ustroyistvami FACTS: Ucheb. Posobie / FGBOBO ― Ivanovskiy gosudarstvenniy energeticheskiy universitet imeni V.I. Lenina‖. – Ivanovo, 2018. 208 s. 2. Acha, E.A. FACTS: Modeling and Simulation in Power Networks/ E. Acha и др. – John Wiley & Sons, 2004. P. 53-67. 3. Fuerte-Esquivel, C.R. Integrated SVC and Step-down Transformer Model for NewtonRaphson Load Flow Studies / C.R. Fuerte Esquivel, E. Acha, H. Ambriz-Pe’rez // IEEE Trans. Power Engineering Review 2000. № 20(2). P. 45-46. 4. Andersen P. Upravlenie energosistemami i ustoychivost` / -M.: Energiya, 1980. 15-30 s. 5. Hingorani N.G. Understanding FACTS: Concepts and Technology of Flexible AC Transmission Systems / IEEE Press, 2000. P. 10-22. 6. Texnologiya i ustroyistva FACTS: Ucheb. Posobie / M.Sh. Misrikhanov, V.N. Ryabchenko / FGBOBO «Ivanovskiy gosudarstvenniy energeticheskiy universitet imeni V.I. Lenina». – Ivanovo, 2017. –112 s. 7. Teoriya matrits / F.R. Gantmakher. – М.:Nauka, 1987. 22-54 s. 8. Minimalnaya parametrizaciya resheniy lineynix matrichnix uravneniy / E.Yu. Zibyn, M.Sh. Misrikhanov, V.N. Ryabchenko // Sovremennie metodi upravleniya mnogosvyazannimi sistemami /pod red. А.А.Krassovskogo. – Vip. 2. – М.:Energoatomizdat, 2003. 59-73 s. 9. Primenenie ststicheskix istochnikov reaktivnoy moshnosti dlya povisheniya ustoychivosti I nadejnosti elektroperedach. Obzornaya informaciya / А.А. Kalyujniy [I dr.].Informenergo, 1989. 3-25 s. 10. A Quasi-Newton Algorithm for the Load Flow Solution of Large Networks with FACTS Controlled Branches / E.Acha // Proc. Of the 28th Universities Power Engineering Conference 1993, Staffordshire University. – Vol. 1. – Stafford, UK. - P.153-156. 11. Integrated SVC and Step-Down Transformer Model for Newton-Raphson Load Flow Studies / C.R. Fuerte-Esquivel, E. Acha, H. Ambriz- Pe’rez // IEEE Trans. Power Engineering Review. – 2000. - № 20(2). – p. 45-46. 12. Thyristor-based facts controllers for electrical transmission systems / R.M. Mathur, R.K. Varma. – Piscataway: IEEE Press, 2002. P. 17-19. 13. Ustanovivshiesya rejimi elektroenergeticheskix system I ix optimizaciya / X.F. Fazilov, T.X. Nasirov. - Т.: «Moliya». 1999. – 370 s. 14. Staticheskie ustroistva upravleniya rejimami energosistem / D.B. Gvozdev, A.V. Drozdov, V.I. Kochkin, S.V. Krainov //Elektricheskie stancii. 2011. № 8. 15. Elektroenergetika Rossii: Sovremennoe sostoyanie, Problemi I perspektivi. Sb. nauch. trudov / pod red. D.R. Lyubarskogo,V.А. Shuina. — М.: Izd. ОАО «Energosetproekt», 2012. Electrical and Computer Engineering 175 16. Allaev К.R. Energetika mira I Uzbekistana. Т. «Moliya», 388 s. 17. Аllaev К.R., Teshabaev B.М.. Prognozirovanie energeticheskix pokazateley elektroenergeticheskix sistem. Т. Problemi energo- I resursosberejeniya, 2007, №3-4, 25-36 s. 18. www.ewh.ieee.org/r6/san_francisco/pes/pes_pdf/AplicationofNew-Technologies.pdf. 19. Asingnacion de cargos por el porteodeflujos de potentcia active y reactivaenlossistemas de transmissi ́ n basada en el m ́ todo de rastreo de la electricidad / R. Laguna-Velasco // MSc thesis (in Spanish), Centro de Investigaci ́ n Avarzada del Instituto Polit ́ cnico Ncional, Unidad Guadalajara. – Mexico, 2002. 20. Thyristor-based facts controllers for electrical transmission systems / R.M. Mathur, R.K. Varma. – Piscataway: IEEE Press, 2002.
Кутилмоқда