Steady-state analysis of a hybrid power supply system using an induction generator with a shunt AC/DC converter

Hybrid power supply systems (HPSSs) are considered as a good option for electric power supply of remotely located from the grid consumers due to significant fuel savings compared to diesel sets. Quick development and improvement of HPSSs may be achieved using specialized methodologies and programs....

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2024
Автори:	Mazurenko, L. I., Dzhura, O. V., Shykhnenko, M. O.
Формат:	Стаття
Мова:	English Ukrainian
Опубліковано:	National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute" and State Institution “Institute of Technical Problems of Magnetism of the National Academy of Sciences of Ukraine” 2024
Теми:	гібридна система електропостачання асинхронний генератор метод накладання схема заміщення hybrid power system induction generator superposition method equivalent circuit
Онлайн доступ:	http://eie.khpi.edu.ua/article/view/286496
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Electrical Engineering & Electromechanics

Репозиторії

Electrical Engineering & Electromechanics

id	eiekhpieduua-article-286496
record_format	ojs
institution	Electrical Engineering & Electromechanics
collection	OJS
language	English Ukrainian
topic	гібридна система електропостачання асинхронний генератор метод накладання схема заміщення hybrid power system induction generator superposition method equivalent circuit
spellingShingle	гібридна система електропостачання асинхронний генератор метод накладання схема заміщення hybrid power system induction generator superposition method equivalent circuit Mazurenko, L. I. Dzhura, O. V. Shykhnenko, M. O. Steady-state analysis of a hybrid power supply system using an induction generator with a shunt AC/DC converter
topic_facet	гібридна система електропостачання асинхронний генератор метод накладання схема заміщення hybrid power system induction generator superposition method equivalent circuit
format	Article
author	Mazurenko, L. I. Dzhura, O. V. Shykhnenko, M. O.
author_facet	Mazurenko, L. I. Dzhura, O. V. Shykhnenko, M. O.
author_sort	Mazurenko, L. I.
title	Steady-state analysis of a hybrid power supply system using an induction generator with a shunt AC/DC converter
title_short	Steady-state analysis of a hybrid power supply system using an induction generator with a shunt AC/DC converter
title_full	Steady-state analysis of a hybrid power supply system using an induction generator with a shunt AC/DC converter
title_fullStr	Steady-state analysis of a hybrid power supply system using an induction generator with a shunt AC/DC converter
title_full_unstemmed	Steady-state analysis of a hybrid power supply system using an induction generator with a shunt AC/DC converter
title_sort	steady-state analysis of a hybrid power supply system using an induction generator with a shunt ac/dc converter
title_alt	Розрахунок характеристик гібридної енергосистеми з паралельно включеними асинхронним генератором і AC/DC перетворювачем
description	Hybrid power supply systems (HPSSs) are considered as a good option for electric power supply of remotely located from the grid consumers due to significant fuel savings compared to diesel sets. Quick development and improvement of HPSSs may be achieved using specialized methodologies and programs. In the paper a schematic diagram is proposed and operation principles of a 400 V / 50 Hz HPSS were developed. The system’s main component is the master generating unit of the hydropower plant using a 250 kW induction generator (IG). The voltage of the system is controlled by the controller of the AC/DC power converter. The electrical frequency of the system is controlled by the speed controller of the hydropower turbine. A wind turbine, an energy storage system and a regulated dump load are connected to the IG through the AC/DC converter. Goal. The paper aims to develop a methodology for steady state performance analysis of the hydraulic turbine driven isolated IG operating in parallel through an AC/DC power converter with additional sources and consumers of active power. Methodology. The methodology for evaluation of performance characteristics of the IG operating in the proposed system has been developed. The methodology is based on the equivalent circuit of the system, equations of active and reactive power balance in the system and the superposition method. Results. The equations of frequency, voltage and power regulators of the system are given. The performance characteristics of the IG operating in the system supplying resistive and RL load in «constant voltage – constant frequency» mode are obtained. Novelty. The developed methodology is innovative in taking into account the control algorithms of the system. The comparative analysis of the IG’s performance operating in the stand-alone generating unit and in the generating unit connected to the proposed system is performed. Practical value. The developed methodology can be used for development and performance improvement of hybrid AC power systems.
publisher	National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute" and State Institution “Institute of Technical Problems of Magnetism of the National Academy of Sciences of Ukraine”
publishDate	2024
url	http://eie.khpi.edu.ua/article/view/286496
work_keys_str_mv	AT mazurenkoli steadystateanalysisofahybridpowersupplysystemusinganinductiongeneratorwithashuntacdcconverter AT dzhuraov steadystateanalysisofahybridpowersupplysystemusinganinductiongeneratorwithashuntacdcconverter AT shykhnenkomo steadystateanalysisofahybridpowersupplysystemusinganinductiongeneratorwithashuntacdcconverter AT mazurenkoli rozrahunokharakteristikgíbridnoíenergosistemizparalelʹnovklûčenimiasinhronnimgeneratoromíacdcperetvorûvačem AT dzhuraov rozrahunokharakteristikgíbridnoíenergosistemizparalelʹnovklûčenimiasinhronnimgeneratoromíacdcperetvorûvačem AT shykhnenkomo rozrahunokharakteristikgíbridnoíenergosistemizparalelʹnovklûčenimiasinhronnimgeneratoromíacdcperetvorûvačem
first_indexed	2024-06-01T14:40:39Z
last_indexed	2024-06-01T14:40:39Z
_version_	1800670114057551872
spelling	eiekhpieduua-article-2864962024-02-24T09:42:18Z Steady-state analysis of a hybrid power supply system using an induction generator with a shunt AC/DC converter Розрахунок характеристик гібридної енергосистеми з паралельно включеними асинхронним генератором і AC/DC перетворювачем Mazurenko, L. I. Dzhura, O. V. Shykhnenko, M. O. гібридна система електропостачання асинхронний генератор метод накладання схема заміщення hybrid power system induction generator superposition method equivalent circuit Hybrid power supply systems (HPSSs) are considered as a good option for electric power supply of remotely located from the grid consumers due to significant fuel savings compared to diesel sets. Quick development and improvement of HPSSs may be achieved using specialized methodologies and programs. In the paper a schematic diagram is proposed and operation principles of a 400 V / 50 Hz HPSS were developed. The system’s main component is the master generating unit of the hydropower plant using a 250 kW induction generator (IG). The voltage of the system is controlled by the controller of the AC/DC power converter. The electrical frequency of the system is controlled by the speed controller of the hydropower turbine. A wind turbine, an energy storage system and a regulated dump load are connected to the IG through the AC/DC converter. Goal. The paper aims to develop a methodology for steady state performance analysis of the hydraulic turbine driven isolated IG operating in parallel through an AC/DC power converter with additional sources and consumers of active power. Methodology. The methodology for evaluation of performance characteristics of the IG operating in the proposed system has been developed. The methodology is based on the equivalent circuit of the system, equations of active and reactive power balance in the system and the superposition method. Results. The equations of frequency, voltage and power regulators of the system are given. The performance characteristics of the IG operating in the system supplying resistive and RL load in «constant voltage – constant frequency» mode are obtained. Novelty. The developed methodology is innovative in taking into account the control algorithms of the system. The comparative analysis of the IG’s performance operating in the stand-alone generating unit and in the generating unit connected to the proposed system is performed. Practical value. The developed methodology can be used for development and performance improvement of hybrid AC power systems. Гібридні системи електропостачання (ГСЕ) розглядаються як хороший варіант для електропостачання віддалених від мережі споживачів завдяки значній економії палива порівняно з дизель-агрегатами. Швидка розробка і вдосконалення ГСЕ можуть бути досягнуті за допомогою спеціалізованих методик і програм. В статті запропоновано схемне рішення та розроблено принципи роботи ГСЕ промислової напруги і частоти 400 В / 50 Гц. Система побудована на основі ведучого гідроелектроагрегата з асинхронним генератором (АГ) потужністю 250 кВт. Стабілізація напруги системи забезпечується силовим AC/DC перетворювачем, а стабілізація електричної частоти системи – регулятором частоти обертання гідротурбіни. Вітроустановка, накопичувач енергії і регульоване баластне навантаження підключаються до АГ через AC/DC перетворювач. Метою роботи є розробка методики розрахунку характеристик автономного АГ з гідротурбінним приводом, що працює паралельно через AC/DC перетворювач з додатковими джерелами та споживачами активної потужності. Розроблено методику розрахунку характеристик АГ запропонованої системи. Розроблена методика базується на основі еквівалентної схеми заміщення системи, рівнянь балансу активної і реактивної потужності та методу накладання. Наведено рівняння регуляторів частоти, напруги і потужності системи. З допомогою розробленої методики виконано розрахунки характеристик АГ за активного і активно-індуктивного навантаження споживачів при умові підтримання постійного значення напруги АГ і електричної частоти в системі. Створена методика має новизну в частині врахування алгоритмів керування системою. Проведено аналіз і співставлення характеристик АГ отриманих за його роботи в складі гідроелектроагрегата працюючого автономно і в складі запропонованої системи. Отримані результати можуть бути використані при розробці та для покращення технічних характеристик гібридних систем електропостачання змінного струму. National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute" and State Institution “Institute of Technical Problems of Magnetism of the National Academy of Sciences of Ukraine” 2024-02-24 Article Article application/pdf application/pdf http://eie.khpi.edu.ua/article/view/286496 10.20998/2074-272X.2024.2.10 Electrical Engineering & Electromechanics; No. 2 (2024); 67-74 Электротехника и Электромеханика; № 2 (2024); 67-74 Електротехніка і Електромеханіка; № 2 (2024); 67-74 2309-3404 2074-272X en uk http://eie.khpi.edu.ua/article/view/286496/291326 http://eie.khpi.edu.ua/article/view/286496/291327 Copyright (c) 2024 L. I. Mazurenko, O. V. Dzhura, M. O. Shykhnenko http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0

Steady-state analysis of a hybrid power supply system using an induction generator with a shunt AC/DC converter

Репозиторії

Схожі ресурси