A szintetikus inercia szerepe a jövő villamosenergia-rendszerének stabilitásmegőrzésében

A megújuló energiaforrások térnyerése alapjaiban véve változtatja meg a villamosenergia-rendszerről kialakított képünket. A célok egyértelműek, a folyamatok és hatásaik pedig már ma is észlelhetőek. Az elosztott struktúra megjelenésével a szabályozás kérdésében is számos új műszaki kihívással találkoznak a rendszer üzemeltetői. Az egyik leginkább égető kérdés az inercia változása. A hagyományos, együttműködő villamosenergia-rendszerek esetén a frekvencia névleges (illetve ehhez nagyon közeli) értéken tartása a rendszer üzemeltetésének legfőbb feladata. A villamos hálózat által összekapcsolt szinkrongenerátorok együttműködő, szinkronjáró rendszert alkotnak, amelyben állandósult állapotban csak egyetlen hálózati (szinkron) frekvencia lehetséges. A frekvencia változását a termelt és fogyasztott hatásos teljesítmény közti egyenlőtlenség és a hálózat fizikai jellege határozza meg. Ezen folyamatok során a legfontosabb, hogy nagy tömegű gépek forgásukból kifolyólag hatalmas mennyiségű kinetikus energiát tartalmaznak (inercia), mely a frekvencia megváltozásakor közvetlenül hat a rendszerre, az elektromechanikus tranziens folyamatokban elengedhetetlen szerepet játszik. A termelésben megjelenő új technológiák komoly hányada teljesítményelektronikai átalakítókon keresztül csatlakozik a hálózatra, a közvetlen összeköttetés hiánya pedig a konvencionális rendszereknél komolyan kihasznált hatás csökkenését eredményezi. A mögöttes forgótömeg – mint egy kinetikus energiatartalék a stabilitás megőrzésére - frekvenciaváltozásokkal szemben ellenálló képességgel rendelkezik a hatásos teljesítmények egyensúlyának felbomlásánál. Az új típusú termelők esetében érdemes megfontolni az eszközök vezérlésének megváltoztatását a fizikai folyamat emulálására: ezt szintetikus inercia képzésnek nevezzük.

Dolgozatomban feltérképezem a stabilitás kérdéskörét, értelmezem a frekvenciaszabályozási eljárásokat a növekvő megújuló penetráció fényében. Szakirodalmi kutatások alapján megkeresem a szintetikus inercia képzés potenciális lehetőségeit. Ezen információk alapján szabályozási köröket tervezek a fizikai folyamat emulálására. A felépítés és paraméterbecslés során bemutatom a valós fizikai folyamatok leképezési lehetőségeit, a gyakorlati alkalmazhatóságra és az elérhető szakmai kutatásoknál pontosabb leképezésre való törekvéseim eredményességét. Az elkészített szabályozási köröket valós átviteli- és elosztóhálózatok modelljein tesztelem a DigSilent Power Factory program segítségével. A munka eredménye a szabályozási struktúrák tervezése, paraméterezése, implementálása, valamint a stabilitásmegőrzésre vonatkozó előírások megfogalmazása.

szerző

• 
  Táczi István
  Villamosmérnöki szak, mesterképzés
  mesterképzés (MA/MSc)

konzulens

• 
  Dr. Vokony István
  adjunktus, Villamos Energetika Tanszék

helyezés