NSC C4: Power System performance Jeroen van Waes(Movares)

Transcriptie

1 Voorbereidingsdagen 15 en 16 augustus 2012 NSC C4: Power System performance Jeroen van Waes(Movares)

2 Study Committee C4 is responsible for methods and tools for analysis related to power systems, with particular reference to dynamic and transient conditions and to the interaction between the power system and its apparatus/sub-systems; external causes of stress; and other installations.

3 Onderwerpen Power Quality; Electromagnetic Compatibility/Electromagnetic Interference (EMC/EMI); Insulation Co-ordination; Lightning; Advanced Tools for the analysis of power system performance; Power systems dynamic performance models and analysis.

4 Leden NSC C4 Pierre Beeckman(Philips) Maarten Berende(Enexis) Sjef Cobben(Alliander, TU/e) Chris Engelbrecht(Engelbrecht Consulting) Frans van Erp(TenneT) Paul Hesen(KEMA) Jos Kanters(TenneT) Peter van Oirsouw(PhasetoPhase) Imre Tannemaat(KEMA) Jeroen van Waes(Movares)

5 Beoordeling papers

6 Beoordeling papers Wat viel op: Special report: Per paper aparte samenvatting Minder nadruk op samenhang diverse bijdrages, dat komt wel terug in de vragen Diverse andere aspecten mbt inpassing grootschalige decentrale opwek in alle PS zoals: Regel en reservevermogen (Modellering) bijdrage DG primaire regeling

7 PS 1: Modelling and practical experience of the interaction of new generation/transmission technologies and related power electronics with the transmission and distribution system 15 papers

8 C4-108(DK) Studie naar harmonische en resonantie-effecten bij de toepassing van HS-kabels (150kV) Risico: spanningsopslingeringen bij bepaalde frequenties Beschrijft welke aspecten en mate van detail nodig is voor een betrouwbare harmonische studie: Modeldiepte(omvang en detaillering aangrenzende netten); Opbouw; Crossbonding; aarding van de kabel.

9 C4-108 Ook invloed van fabriekstoleranties beschouwd op resonantiefrequentie en amplitude Promovendus resonantie verschijnselen TU/e 380kV-kabel (inzicht over beinvloedingsgebied, onder welke condities en welke beperkingen er zijn).

10 Question 1.3: Is there any experience associated with installation of substantial number of cables, thus moving the resonance points further down in the frequency spectrum, and exacerbating harmonic voltage distortion on the system? Has there been any other experience related to system technical performance issues other than harmonics associated with the installation of long cables?...

11 C4-109(FI) & C4-113 (US) Dynamische studie C4-109 adresseert: Effect van wind op elektromechanische oscillaties; Interactie windmolens en transmissienetwerk. Uitkomsten (mede-)bepalend voor de hoeveelheid wind en eventueel aanvullende(aansluit-) voorwaarden zoals: voltage control requirements modelling requirements testing requirements requirements related to recording equipment requirement regarding the documentation of the plant level control and the dynamic models.

12 C4-109 Voor dynamische studies zijn gedetailleerde en gevalideerde modellen van windmolens noodzakelijk; In praktijk moeilijk verkrijgbaar bij leveranciers i.v.m. vertrouwelijkheid; Fins paper C4-109 illustreert en bevestigt dit met voorbeeld.

13 C4-113 Windenergie vertoont ander gedrag dan conventionele centrale bij uitval grote generator elders (geen inertial response); Beschrijft diverse mogelijkheden waarmee wind toch frequentie kan ondersteunen.

14 C4-113 Inertial control (kortdurend kin. Energie gebruikt voor extra P) Frequency droop control (Reserve P om tbv ondersteuning)

15 Question 1.6: What is the general view on an active power reserve from wind generation for frequency response considering the possible sudden loss or drop off in wind at a crucial time? What wind turbine model was used for the synthetic inertia studies in paper C4-113 to investigate its effectiveness?

16 NL: Huidige NL situatie: Verhoudingsgewijs weinig wind; Koppeling andere landen -> nog weinig impact op balanshandhaving Heeft m.n. in regionale en MS-netten aandacht ivm spanningshuishouding Spelregels per TSO anders: Invloed markt Criteria voorgeschreven reservevermogen; Belastingaanpassing soms mogelijk(zie ook C4-202); Spelregels hoe om te gaan met duurzaam NL participeert in diverse projecten zoals Regelduurzaam(EOS-LT) en E-price;

17 C4-110(IE) PQ (harmonische & flicker) performance getijdecentrale vergeleken met windturbines conform IEC voor windturbines De IEC-norm voor windturbines blijkt goede basis voor ontwikkeling van norm voor getijdecentrales Slimme positionerering van turbines gunstig voor flicker(cancellation factor)

18 PS 2: Advanced tools and techniques for power system performance analysis with particular reference to stochastic methods.

19 C4-203 (D) De betrouwbaarheid van een MS-net is onderzocht voor 6 mogelijke automatiseringsconcepten met behulp van probabilistische betrouwbaarheidsberekeningen.

20 C4-203 Concept 0 Reference Concept 1 Remote-controlled open point Concept 2 concept 1+Remote-monitored short circuit indicators Concept 3 concept 2+Remote-controlled disconnectors Concept 4 concept 3+Autonomous disconnectors Concept 5 concept 2+Remote-controlled circuit breakers Concept 6 concept 5+Autonomous circuit breakers

21 C4-203 SAIFI (System Average Interruption Frequency Index) SAIDI (System Average Interruption Duration Index)

22 C4-203

23 C4-203 Conclusie is dat enige vorm van automatisering via het herstelproces een positieve invloed heeft op de betrouwbaarheid. Als voorbeeld neemt de betrouwbaarheid 40% toe bij automatisering van 16% van de netstations. Nieuw:Vergelijkende analyse van diverse uitvoeringsvormen van automatisering in een MS-net NL: Is wel een onderwerp waar veel netbeheerders mee bezig zijn, maar de meesten zijn al in de praktische fase van pilots of uitrol van distributie automatisering en (al lang) niet meer in de fase van theoretische berekeningen. Interessant detail: in het paper worden onderbrekingen korter dan 5 minuten niet als werkelijke onderbreking gezien. Dit is wellicht toegestaan binnen de Duitse regulering, in Nederland is dit niet het geval. Door deze 5 minuten grens heeft distributie automatisering niet alleen een positief effect op SAIDI, maar ook een zeer positief effect op SAIFI. Merk op: eigenlijk MS paper, had ook bij CIRED gekund

24 Question 2.4: Probabilistic reliability assessment programs need statistics to supply the probability of failure or variations in system conditions.. Most of the data is proprietary and sharing may be difficult. How do we ensure that sufficient independent data is available for risk analysis without reducing the reliability of the system?

25 C4-204(F) Obv statistische methodes het risico op resonanties inschatten bij inschakeling transformator Risico=Spanningsproblemen; Invloed en onzekerheden div parameters beschouwd: Impedantie van het net; Karakteristiek vermogensschakelaarchakelaar Transformer residual flux; Verzadigingscurve transformator Karakteristieken overspanningsafleiders

26 C4-208(Jap) Fluctuaties in weersomstandigheden PV zorgen voor grillig patroon in opwek Doel: inzicht te krijgen in gevolgen foutmarges voorspellingen Aanpak hoe met deze onzekerheid om te gaan: korte en lange termijn Uitmiddelen over groot gebied(10x10km)

27 C4-208

28 C4-208

29 Question 2.5:.. Paper C4-208 looks at the stochastic nature of demand fluctuation and sets up a model in agreement with the simulation method used. What could be the impact of the stochastic simulation method and how can we establish the domain of validity of the risk assessments as we rely more and more on these types of simulations to operate the power systems?

30 PS 3: Lightning protection and insulation coordination as it relates to new generation and transmission technology 6 papers (Large disturbances -> veel storingen tgv ongunstige weersomstandigheden)

31 C4-302 ATP-model voor geïnduceerde spanning op kabels in een windturbine voor 2 situaties: blikseminslag in het turbineblad (alle stroom door ground wire) en blikseminslag in de turbine. Op basis van de theorie zijn hierbij de mutuele koppelingen bepaald en ingevoerd in het rekenmodel

32 C4-302

33 C4-302 Concluderende aanbeveling: voldoende isolatie toepassen tussen ground wire en bekabeling Er zijn wellicht betere alternatieven.

34 Question 3.7: Lightning overvoltage analysis of wind turbine electrical systems are referred to in papers C4_302 and C4_306. It was proposed to conduct these studies with an EMTP-type software program or by using a FDTD method. What could be the respective most appropriate usages of these both approaches in practical studies? What is the experience?

35 C4-304(F, CHN) Simulering transiënten in (UHV) onderstations Systeemspanning in ordegrootte bliksem; Vergelijking uitkomsten gedetailleerde en gesimplificeerde modellen voor 400kV en 1000kV installatie; Speciale aandacht voor de modellering van netwerkcomponenten (masten, aarding overspanningsafleiders, GIS).

36 C4-304

37 C4-304 Conclusie: Alhoewel gedetailleerde modellen erg verschillen kan met relatief eenvoudige modellen toch een goede eerste indruk verkregen worden.

38 C4-305(BRA) Partijen mogen sinds 2000 hun eigen ontwerp maken mits voldaan aan vooraf voorgeschreven minimale requirements: #aantal fouten/100km 2 aardraden; =>verschillende ontwerpmethodes mbt bliksembeveiliging

39 C4-305 Gevoeligheidsanalys e voor de meest bepalende parameters Paper geeft evaluatie vergelijking van de resultaten en div. methoden.

40 C

41 C4-305 NL bijdrage in onlangs gestarte update van brochure 63: Guide to procedures for estimating the lightning performance of.. transmission lines.

42 Question 3.3: The CIGRE 63 guide is referred to in paper C4_305 as an important reference for lightning performance analysis, but it is indicated that it would be advisable to revise the guide in order to take into account recent advances in the subject and new recommendations for the assessment of transmission line lightning performance. What could be the recent advances and the recommendation which should be taken into account in that guide?

43 Parijs C4 sessie: woensdag 29-8 in Havane Postersessie vrijdag 31-8 Bordeaux

44