Optimization of the Flow of Reactive Energy in the Distribution Electrical Networks Using the Principle of Least Action
Keywords:
distribution electric networks, power losses, reactive energy flow, optimization, automatic control, reactive power sourceAbstract
The paper discusses the optimization of the flow of reactive energy in distribution electrical networks (DEN) in accordance with a complex criterion that takes into account the costs of operating reactive power (RPS) sources, losses and quality of electricity. Optimality conditions are proposed for constructing a distributed control system for RPS with local automatic control. They take into account the generation of condenser units (CU) with limited controllability due to constructive execution, or because of the operational peculiarities. It is shown that optimal control of RPS can be carried out using the principle of least action, and for optimal control of RPS in distribution electrical networks it is possible and expedient to use adaptive automated control systems.
References
1. Стогній Б. С. Інтелектуальні електричні мережі електроенергетичних систем та їх технологічне забезпечення / Б. С. Стогній, О. В. Кириленко, С. П. Денисюк // Технічна електродинаміка. — 2015. — № 6. — С. 44—50.
2. Adhikar S. P-Q and P-V control of photovoltaic generators in distribution systems / S. Adhikar, F. Li, H. Li // IEEE Transmission Smart Grid. — 2015. — Vol. 6, No. 6. — Pp. 2929—2941.
3. Assessment of reactive power contribution of photovoltaic energy systems on voltage profile and stability of distribution systems / M. M. Aly, M. Abdel-Akher, Z. Ziadi, T. Senjyu // International Journal of Electrical Power & Energy Systems. — 2014. — Vol. 61. — Pp. 665—672,
4. Eid Ahmad. Voltage/Var Control of Unbalanced Distribution Systems Equipped with Distributed Single-Phase PV Generators / Ahmad Eid, Mamdouh Abdel-Akher // Electric Power Systems Research — 2016. — Vol. 135. — Pp. 105—113.
5. Islam M. Efficient Single Phase Transformerless Inverter for Grid-Tied PVG System With Reactive Power Control / M. Islam, N. Afrin and S. Mekhilef // IEEE Transactions on Sustainable Energy. — 2016. — No. 99. — pp. 1—11.
6. Hui Li. Reactive Power Compensation and DC link Voltage Control using Fuzzy-PIon Grid-connected PV System with d-STATCOM / Hui Li, lunwei Lu // 2016 IEEE PES Asia-Pacific Power and Energy Conference. — 2016.—Pp. 1240—1244,
7. High Order Voltage and Current Harmonic Mitigation Using the Modular Multilevel Converter STATCOM / Epameinondas Kontos, Georgios Tsolaridis, Remus Teodorescu, Pavol Bauer // Special Section on Power Quality and Harmonics Issues of Future and Smart Grids. — 2017. — Vol. 5. — Pp. 16684—16692.
9. Економічні еквіваленти реактивної потужності. Математичний та чисельний аналіз [Текст] / Д. Б. Банін, О. С. Яндульський, М. Д. Банін, А. М. Боднар, А. В. Гнатовський // Промелектро. — 2004. — № 1. — С. 22—33.
10. Праховник А. В. Керування режимами електроспоживання в умовах запровадження в Україні ринку двосторонніх договорів та балансуючого ринку [Текст] / А. В. Праховник, О. В. Коцар // Енергетика та електрифікація. — 2010. — № 2. — С. 42—52. — ISSN 0424—9879.
11. Кулик В.В. Оптимальне керування потоками реактивної потужності в розподільних електромережах з розосередженим генеруванням / В. В. Кулик, І. В. Грицюк, Ю. В. Грицюк // Праці Інституту електродинаміки НАНУ. Збірник наукових праць. Спеціальний випуск. — 2013. — С. 151—158.
12. Демов О. Д. Поетапний розрахунок компенсації реактивної потужності в розподільних електричних мережах із використанням відносних спадів напруги / П. Д. Лежнюк, О. Д. Демов, Ю. Ю. Півнюк // Вісник Приазовського державного технічного університету. — 2015. — Вип. 30. — Т. 2. — C.108—115. — (Технічні науки).
13. Керування установками динамічної компенсації реактивної потужності за несиметричних навантажень [Електронний ресурс] / М. Й. Бурбело, О. М. Кравець, Ю. П. Войтюк, Ю. В. Лобода // Наукові праці Вінницького національного технічного університету. — 2016. — № 4. — Режим доступу: https://praci.vntu.edu.ua/index.php/praci/ view/486/485.
14. Принцип найменшої дії в електротехніці та електроенергетиці : монографія / П. Д. Лежнюк, В. В. Кулик, В. В. Нетребський, В. В. Тептя. — Вінниця : УНІВЕРСУМ-Вінниця, 2014. — 212 с. — ISBN 978-966-641-576-2.
15. Понтрягин Л. С. Принцип максимума / Лев Семенович Понтрягин. — М. : Оригинал, 1998. — 70 с.
16. Справочник по теории автоматического управления / Под ред. А. А. Красовского. — М. : Наука. — 1987. — 712 с.
17. Andreas T. Voltage Control In PV-Rich LV Networks Without Remote Monitoring / Andreas T. Procopiou, And Luis F. Ochoa // IEEE Transactions On Power Systems. 2017. — Vol. 32, No. 2. — Pp. 1224—1236.
2. Adhikar S. P-Q and P-V control of photovoltaic generators in distribution systems / S. Adhikar, F. Li, H. Li // IEEE Transmission Smart Grid. — 2015. — Vol. 6, No. 6. — Pp. 2929—2941.
3. Assessment of reactive power contribution of photovoltaic energy systems on voltage profile and stability of distribution systems / M. M. Aly, M. Abdel-Akher, Z. Ziadi, T. Senjyu // International Journal of Electrical Power & Energy Systems. — 2014. — Vol. 61. — Pp. 665—672,
4. Eid Ahmad. Voltage/Var Control of Unbalanced Distribution Systems Equipped with Distributed Single-Phase PV Generators / Ahmad Eid, Mamdouh Abdel-Akher // Electric Power Systems Research — 2016. — Vol. 135. — Pp. 105—113.
5. Islam M. Efficient Single Phase Transformerless Inverter for Grid-Tied PVG System With Reactive Power Control / M. Islam, N. Afrin and S. Mekhilef // IEEE Transactions on Sustainable Energy. — 2016. — No. 99. — pp. 1—11.
6. Hui Li. Reactive Power Compensation and DC link Voltage Control using Fuzzy-PIon Grid-connected PV System with d-STATCOM / Hui Li, lunwei Lu // 2016 IEEE PES Asia-Pacific Power and Energy Conference. — 2016.—Pp. 1240—1244,
7. High Order Voltage and Current Harmonic Mitigation Using the Modular Multilevel Converter STATCOM / Epameinondas Kontos, Georgios Tsolaridis, Remus Teodorescu, Pavol Bauer // Special Section on Power Quality and Harmonics Issues of Future and Smart Grids. — 2017. — Vol. 5. — Pp. 16684—16692.
9. Економічні еквіваленти реактивної потужності. Математичний та чисельний аналіз [Текст] / Д. Б. Банін, О. С. Яндульський, М. Д. Банін, А. М. Боднар, А. В. Гнатовський // Промелектро. — 2004. — № 1. — С. 22—33.
10. Праховник А. В. Керування режимами електроспоживання в умовах запровадження в Україні ринку двосторонніх договорів та балансуючого ринку [Текст] / А. В. Праховник, О. В. Коцар // Енергетика та електрифікація. — 2010. — № 2. — С. 42—52. — ISSN 0424—9879.
11. Кулик В.В. Оптимальне керування потоками реактивної потужності в розподільних електромережах з розосередженим генеруванням / В. В. Кулик, І. В. Грицюк, Ю. В. Грицюк // Праці Інституту електродинаміки НАНУ. Збірник наукових праць. Спеціальний випуск. — 2013. — С. 151—158.
12. Демов О. Д. Поетапний розрахунок компенсації реактивної потужності в розподільних електричних мережах із використанням відносних спадів напруги / П. Д. Лежнюк, О. Д. Демов, Ю. Ю. Півнюк // Вісник Приазовського державного технічного університету. — 2015. — Вип. 30. — Т. 2. — C.108—115. — (Технічні науки).
13. Керування установками динамічної компенсації реактивної потужності за несиметричних навантажень [Електронний ресурс] / М. Й. Бурбело, О. М. Кравець, Ю. П. Войтюк, Ю. В. Лобода // Наукові праці Вінницького національного технічного університету. — 2016. — № 4. — Режим доступу: https://praci.vntu.edu.ua/index.php/praci/ view/486/485.
14. Принцип найменшої дії в електротехніці та електроенергетиці : монографія / П. Д. Лежнюк, В. В. Кулик, В. В. Нетребський, В. В. Тептя. — Вінниця : УНІВЕРСУМ-Вінниця, 2014. — 212 с. — ISBN 978-966-641-576-2.
15. Понтрягин Л. С. Принцип максимума / Лев Семенович Понтрягин. — М. : Оригинал, 1998. — 70 с.
16. Справочник по теории автоматического управления / Под ред. А. А. Красовского. — М. : Наука. — 1987. — 712 с.
17. Andreas T. Voltage Control In PV-Rich LV Networks Without Remote Monitoring / Andreas T. Procopiou, And Luis F. Ochoa // IEEE Transactions On Power Systems. 2017. — Vol. 32, No. 2. — Pp. 1224—1236.
Downloads
-
PDF (Українська)
Downloads: 247
Abstract views: 216
Published
2017-12-26
How to Cite
[1]
V. V. Kulyk and V. M. Pirniak, “Optimization of the Flow of Reactive Energy in the Distribution Electrical Networks Using the Principle of Least Action”, Вісник ВПІ, no. 6, pp. 71–79, Dec. 2017.
Issue
Section
Energy generation and electrical engineering
License
Authors who publish with this journal agree to the following terms:
- Authors retain copyright and grant the journal right of first publication.
- Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgment of its initial publication in this journal.
- Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
