<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">ipolytech</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">iPolytech Journal</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>iPolytech Journal</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">2782-4004</issn><issn pub-type="epub">2782-6341</issn><publisher><publisher-name>Irkutsk National Research Technical University</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.21285/1814-3520-2018-8-83-94</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">ipolytech-152</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ЭНЕРГЕТИКА</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>POWER ENGINEERING</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИНХРОНИЗАЦИЯ «ОСТРОВОВ» ПРИ ВОССТАНОВЛЕНИИ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ С РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ГЕНЕРАЦИЕЙ</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>AUTOMATIC SYNCHRONIZATION OF “ISLANDS” AT RESTORATION OF POWER SUPPLY SYSTEMS WITH DISTRIBUTED GENERATION</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Азорин</surname><given-names>А. Ю.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Azorin</surname><given-names>A. Yu.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">azorin-anton@yandex.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Институт систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Melentiev Energy Systems Institute SB RAS</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2018</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>15</day><month>09</month><year>2020</year></pub-date><volume>22</volume><issue>8</issue><fpage>83</fpage><lpage>94</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Азорин А.Ю., 2020</copyright-statement><copyright-year>2020</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Азорин А.Ю.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Azorin A.Y.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://ipolytech.elpub.ru/jour/article/view/152">https://ipolytech.elpub.ru/jour/article/view/152</self-uri><abstract><p>ЦЕЛЬ. Разработка алгоритма работы системы автоматической синхронизации при восстановлении системы электроснабжения после аварийного отключения от основного пункта питания и разделения системы электроснабжения СЭС на изолированные «острова». МЕТОДЫ. Отдельные этапы работы системы синхронизации используют матрицы достижимости, построение которых выполняется с применением алгоритма Флойда-Уоршелла. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ. Работа системы синхронизации по предложенному алгоритму продемонстрирована на тестовой схеме системы электроснабжения. Исполнение алгоритма запускается по факту аварийного отключения коммутационных аппаратов; алгоритм идентифицирует структуру образовавшихся в результате аварии «островов» и формирует однозначный порядок процесса синхронизации; определенные алгоритмом ошибки регулирования поступают на автоматические регуляторы скорости и возбуждения установок распределенной генерации; при достижении синхронизма алгоритм формирует команды на включение коммутационных аппаратов. ВЫВОДЫ. Предложенный алгоритм работы системы синхронизации позволяет восстановить параллельную работу образовавшихся в результате аварии «островов» между собой и с основным пунктом питания. При отключении системы электроснабжения от основного пункта питания требуется перевод автоматических регуляторов скорости установок распределенной генерации на астатическую характеристику для устранения отклонения частоты от номинальной. Для исключения произвольного распределения нагрузки между установками распределенной генерации при переводе автоматических регуляторов скорости установок распределенной генерации на астатическую характеристику необходимо задействовать групповое регулирование активной и реактивной мощности.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The PURPOSE of the paper is to develop an operation algorithm of the automatic synchronization system under the restoration of the power supply system after emergency cut-off from the main power source (MPS) and breaking of the power supply system into separate “islands”. METHODS. Some operation stages of the synchronization system use reachability matrices, for the construction of which the Floyd-Warshall algorithm is used. RESULTS AND THEIR DISCUSSION. The operation of the synchronization system using the proposed algorithm is demonstrated on the test scheme of the power supply system. The execution of the algorithm is triggered in case of emergency shutdown of current breakers (CB); the algorithm identifies the structure of the “islands” formed as a result of the accident and forms a definite order of the synchronization process; the error signals determined by the algorithm are applied to automatic speed regulators (ASR) and automatic voltage regulators (AVR) of distributed generators (DG); when the synchronism is achieved the algorithm generates the commands to switch on the current breakers. CONCLUSIONS. The proposed algorithm of the synchronization system allows to reconnect the “islands” formed as a result of the accident between each other and with the main power source. When the power supply system is disconnected from the main power source it is necessary to switch the automatic speed regulators of distributed generators to a floating response to eliminate the frequency deviation from the nominal one. In order to exclude an arbitrary load distribution between the distributed generators when the automatic speed regulators are switched to a floating response it is necessary to use a group control of active and reactive power.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>распределительная электрическая сеть</kwd><kwd>распределенная генерация</kwd><kwd>автоматическая синхронизация</kwd><kwd>векторные измерения</kwd><kwd>теория графов</kwd><kwd>алгоритм Флойда-Уоршелла</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>power distribution system</kwd><kwd>distributed generation</kwd><kwd>automatic synchronization</kwd><kwd>phasor measurements</kwd><kwd>graph theory</kwd><kwd>Floyd-Warshall algorithm</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Jenkins N., Allan R., Crossley P. Embedded generation. London: IET Press, 2009. 297 p.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Jenkins N., Allan R., Crossley P. Embedded generation. London: IET Press, 2009. 297 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Воропай Н.И. Распределенная генерация в электроэнергетических системах. Международная научно-практическая конференция «Малая энергетика-2005» [Электронный ресурс]. URL: http://www.combienergy.ru/stat/983-Raspredelennaya-generaciya-v-elektroenergeticheskih-sistemah (25.05.2018).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Воропай Н.И. Распределенная генерация в электроэнергетических системах. Международная научно-практическая конференция «Малая энергетика-2005» [Электронный ресурс]. URL: http://www.combienergy.ru/stat/983-Raspredelennaya-generaciya-v-elektroenergeticheskih-sistemah (25.05.2018).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Буй Динь Тхань, Воропай Н.И. Восстановление системы электроснабжения с распределенной генерацией после крупной аварии // Промышленная энергетика. 2011. № 8. С. 6-14.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Буй Динь Тхань, Воропай Н.И. Восстановление системы электроснабжения с распределенной генерацией после крупной аварии // Промышленная энергетика. 2011. № 8. С. 6-14.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Азорин А.Ю., Воропай Н.И. Проблемы синхронизации при восстановлении систем электроснабжения, включающих распределенную генерацию // Электроэнергетика глазами молодежи: труды V Междунар. науч.-техн. конф. (г. Томск, 10-14 ноября 2014 г.). Томск, 2014. C. 382-385.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Азорин А.Ю., Воропай Н.И. Проблемы синхронизации при восстановлении систем электроснабжения, включающих распределенную генерацию // Электроэнергетика глазами молодежи: труды V Междунар. науч.-техн. конф. (г. Томск, 10-14 ноября 2014 г.). Томск, 2014. C. 382-385.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Chowdhury S., Chowdhury S.P., Crossley P. Microgrids and active distribution networks. London: IET Press. 2009. 320 p.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Chowdhury S., Chowdhury S.P., Crossley P. Microgrids and active distribution networks. London: IET Press. 2009. 320 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Хачатуров А.А. Несинхронные включения и синхронизация в энергосистемах. М.: Энергия, 1977. 176 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Хачатуров А.А. Несинхронные включения и синхронизация в энергосистемах. М.: Энергия, 1977. 176 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Нудельман Г.С. Релейная защита и автоматика в условиях развития малой распределенной энергетики // Электроэнергия. Передача и распределение. 2014. № 4. С. 6-10.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Нудельман Г.С. Релейная защита и автоматика в условиях развития малой распределенной энергетики // Электроэнергия. Передача и распределение. 2014. № 4. С. 6-10.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Voropai N.I., Krol A.M., Bui Dinh Thanh. Power system restoration plans for transmission and distribution networks // 8th IFAC Symposium on Power Plant and Power System Control, Toulouse, France, September 2-5, 2012. 5 p.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Voropai N.I., Krol A.M., Bui Dinh Thanh. Power system restoration plans for transmission and distribution networks // 8th IFAC Symposium on Power Plant and Power System Control, Toulouse, France, September 2-5, 2012. 5 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Воропай Н.И., Стычински З.А., Шушпанов И.Н. Модель режимной надежности «активных» распределительных электрических сетей // Известия РАН. Энергетика. 2013. № 6. С. 70-79.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Воропай Н.И., Стычински З.А., Шушпанов И.Н. Модель режимной надежности «активных» распределительных электрических сетей // Известия РАН. Энергетика. 2013. № 6. С. 70-79.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Kleppinger D., Broadwater R., Scirbona C. Generic reconfiguration for restoration // Electric Power Systems Research. 2010. Vol. 80. No. 3. P. 287-295.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kleppinger D., Broadwater R., Scirbona C. Generic reconfiguration for restoration // Electric Power Systems Research. 2010. Vol. 80. No. 3. P. 287-295.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Grega M., Jedinak M., Smidovic R. Synchronization options in the transmission system in case of the reconfiguration // IFAC Workshop on Control of Transmission and Distribution Smart Grids. (Prague, 11-13 October 2016). Prague, 2016. P. 386-389.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Grega M., Jedinak M., Smidovic R. Synchronization options in the transmission system in case of the reconfiguration // IFAC Workshop on Control of Transmission and Distribution Smart Grids. (Prague, 11-13 October 2016). Prague, 2016. P. 386-389.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Sarmadi A.N., Dobakhshari A.S., Azizi S., Ranjbar A.M. A sectionalizing method in power system restoration based on WAMS // IEEE Transactions on Smart Grid. 2011. Vol. 2. No. 1. P. 190-197.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sarmadi A.N., Dobakhshari A.S., Azizi S., Ranjbar A.M. A sectionalizing method in power system restoration based on WAMS // IEEE Transactions on Smart Grid. 2011. Vol. 2. No. 1. P. 190-197.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Xin Wang, Edwin E.Y. Smart power grid synchronization with fault tolerant nonlinear estimation // IEEE Transactions on Power Systems. 2016. Vol. 31. No. 6. P. 4806-4816.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Xin Wang, Edwin E.Y. Smart power grid synchronization with fault tolerant nonlinear estimation // IEEE Transactions on Power Systems. 2016. Vol. 31. No. 6. P. 4806-4816.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Беляев Н.А., Прохоров А.В., Свечкарев С.В., Хрущев Ю.В. Анализ эффективности алгоритмов работы устройства адаптивной синхронизации генератора с сетью и частей энергосистем // Современные направления развития систем релейной защиты и автоматики энергосистем: сб. докл. V Междунар. конф. Сочи, 2015.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Беляев Н.А., Прохоров А.В., Свечкарев С.В., Хрущев Ю.В. Анализ эффективности алгоритмов работы устройства адаптивной синхронизации генератора с сетью и частей энергосистем // Современные направления развития систем релейной защиты и автоматики энергосистем: сб. докл. V Междунар. конф. Сочи, 2015.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Shi Di, Luo Yusheng, Sharma R.K. Active synchronization control for microgrid reconnection after islanding // IEEE PES Innovative Smart Grid Technologies Europe Conf. (Istanbul, 12-15 October 2014). Istanbul, 2014. P. 402-407.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Shi Di, Luo Yusheng, Sharma R.K. Active synchronization control for microgrid reconnection after islanding // IEEE PES Innovative Smart Grid Technologies Europe Conf. (Istanbul, 12-15 October 2014). Istanbul, 2014. P. 402-407.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Taher S.A., Zolfaghari M., Cho Ch. A new approach for soft synchronization of microgrid using robust control theory // IEEE Transactions on Power Delivery. 2017. Vol. 32. No. 3. P. 1370-1381.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Taher S.A., Zolfaghari M., Cho Ch. A new approach for soft synchronization of microgrid using robust control theory // IEEE Transactions on Power Delivery. 2017. Vol. 32. No. 3. P. 1370-1381.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit17"><label>17</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Нудельман Г.С., Оганесян А.А., Харисов В.Н. Уязвимость систем синхронизации, основанных на использовании глобальных навигационных спутниковых систем // Электроэнергия. Передача и распределение. 2013. № 3. С. 60-65.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Нудельман Г.С., Оганесян А.А., Харисов В.Н. Уязвимость систем синхронизации, основанных на использовании глобальных навигационных спутниковых систем // Электроэнергия. Передача и распределение. 2013. № 3. С. 60-65.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit18"><label>18</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Hofner P., Moller B. Dijkstra, Floyd and Warshall meet // Formal Aspect of Computing. 2012. Vol. 24. No. 4. P. 459-476.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Hofner P., Moller B. Dijkstra, Floyd and Warshall meet // Formal Aspect of Computing. 2012. Vol. 24. No. 4. P. 459-476.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit19"><label>19</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Павлов Г.М., Меркурьев Г.В. Автоматика энергосистем. СПб.: Центр подготовки кадров энергетики. 2001. 388 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Павлов Г.М., Меркурьев Г.В. Автоматика энергосистем. СПб.: Центр подготовки кадров энергетики. 2001. 388 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit20"><label>20</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Андреев А.Н., Булатов Б.Г., Марков М.И., Тарасенко В.В. Концепция системы интеллектуального управления распределительными электрическими сетями // Электроэнергетика глазами молодежи: труды VI международной научно-технической конференции (г. Иваново, 9-13 ноября 2015 г.). Иваново, 2015. С. 342-345.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Андреев А.Н., Булатов Б.Г., Марков М.И., Тарасенко В.В. Концепция системы интеллектуального управления распределительными электрическими сетями // Электроэнергетика глазами молодежи: труды VI международной научно-технической конференции (г. Иваново, 9-13 ноября 2015 г.). Иваново, 2015. С. 342-345.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit21"><label>21</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Yuan-Kang Wu, Ching-Yin Lee, Le-Chang Liu, Shao-Hong Tsai. Study of Reconfiguration for the Distribution System with Distributed Generators // IEEE Transactions on Power Delivery. 2010. Vol. 25. Issue 3. P. 1678-1685.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Yuan-Kang Wu, Ching-Yin Lee, Le-Chang Liu, Shao-Hong Tsai. Study of Reconfiguration for the Distribution System with Distributed Generators // IEEE Transactions on Power Delivery. 2010. Vol. 25. Issue 3. P. 1678-1685.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit22"><label>22</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Фишов А.Г., Мукатов Б.Б. Реконфигурация электрических сетей с распределенной генерацией и мультиагентным управлением // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2015. Т. 326. № 9. С. 143-152.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Фишов А.Г., Мукатов Б.Б. Реконфигурация электрических сетей с распределенной генерацией и мультиагентным управлением // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2015. Т. 326. № 9. С. 143-152.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
