load flow lab 5 54

Electrical Power Engineering Department

Mahanakorn University of Technology 1

1:54 PMElectrical Power Engineering Department

MUT. 1

การทดลองท่ี 5

การคํานวณการถายเทกําลังไฟฟาPower Flow Calculations

อ.สุรัช ณ สงขลาP 304 , HVL

[email protected]


MUT. 2

วัตถุประสงคของการทดลอง

เพ่ือศึกษาการวิเคราะหการถายเทกําลังไฟฟาในระบบไฟฟากําลัง

เพ่ือศึกษาการคํานวณการถายเทกําลังไฟฟาโดยใชโปรแกรม ETAP Power Station




MUT. 3

จะทําการศึกษาในสภาวะ steady-state operating conditions ของระบบไฟฟากําลังเพ่ือหาปริมาณตางๆ อาทิ เชน

Voltage Profile Power Flows Current Flows Power Factors Transformer LTC Setting Voltage Drops Generator’s Mvar Damand (Qmax & Qmin) Total Generation & Power Demand MW & Mvar losses

Power flow หรือ Load flow


MUT. 4

ประโยชนของการวิเคราะหการถายเทกําลังไฟฟา

ศึกษาผลที่เกิดเนื่องจาก การทํางานของเคร่ืองกําเนิดไฟฟา

ศึกษาการกระจายของโหลด ศึกษาผลการเช่ือมโยงระบบเขาดวยกันเมื่อมีการติดตั้ง

เคร่ืองกําเนิดไฟฟาใหม หรือ เช่ือมตอโหลดใหม ศึกษาการสูญเสียที่เกิดข้ึนในระบบ เพ่ือที่จะพยายาม

ลดการสูญเสียใหนอยลง

ปรับปรุงและเปลี่ยนแปลงระดับแรงดันไฟฟาของระบบ




MUT. 5

Size & Determine System Equipment & Parameter

Cable / Feeder Capacity Capacitor Size Transformer MVA & kV Rating (Turn Ratios) Transformer Impedance & Tap Setting Current Limiting Reactor Rating & Imp. MCC & SW.Gear Current Ratings Generator Operating Mode (Isochronous /

Droop) Generator’s Mvar Demand Transmission, Distribution & Utilization kV


MUT. 6

Optimize Operating Condition

Bus Voltage are Within Acceptable Limits Voltage are Within Rated Insulation Limits of

Equipment Power & Current Flows Do Not Exceed the

Maximum Rating System MW & Mvar Losses are Determined Circulating Mvar Flows are Eliminated




MUT. 7

ประเภทของบัส

1. Slack bus หรือ Reference bus หรือ Floating bus หรือ Swing bus

2. Voltage Control bus หรือ Generator bus หรือ P-V bus

3. Load bus หรือ P-Q bus


MUT. 8

Generator operation




MUT. 9

Generator Operation Modes

m e

Turbine Generator Exciter System


MUT. 10

Governor Operating Modes• Isochronous: governor จะปรับตาม generator’s power output ท่ีเปลี่ยนแปลงไปตาม demand.

• Droop: governor จะปรับให generator ทํางานเปน Base Loaded, หรือหมายความวา MW output จะคงท่ี




MUT. 11

In PowerStation Generators and Power Grids have three operating modes that are used in Load Flow calculation.

Swing Mode

• Governor is operating in Isochronous mode

• AVR Action

Voltage Control Mode

• Governor is operating in Droop Mode

• AVR Action

MVar Control mode

• Governor is operating in Droop Mode

• Fixed Field excitation


MUT. 12

• Swing Mode, voltage จะคงที ่P&Q จะเปล่ียนแปลงตาม Power Demand.

• Voltage Control Mode, P&V จะคงที ่แต Q & จะเปล่ียนแปลงได

• Mvar Control Mode, P&Q จะคงที ่แต Q & จะเปล่ียนแปลงได

Const. P&Q??

√√Load

Voltage Ctrl.?√

?√

AVR / Droop

Swing√

√??AVR / Isoch.

VQP

• หากอยูใน Voltage Control Mode, P&Q มีคาสูงเกิน limit , โมเดลจะเปลี่ยนพฤติกรรมเปน Load (P&Q are kept fixed)




MUT. 13

Load CHaraCteriStiC


MUT. 14

Constant Power Loads

• ในการคํานวณ Power Flow induction, synchronous and lump loads จะมีพฤติกรรมเปน constant power load

• power output จะมีคาคงท่ีถึงแมวา input voltage จะเปลี่ยนไป (constant kVA)

• power output ของ lump load จะพฤติกรรมเปน constant power load ตามท่ีปรับตั้ง คา % motor load ไว

P

VmaxVmin

Running MotorPower Output

V




MUT. 15

Constant Impedance Loads• ในการคํานวณ Power Flow Static Loads, lump Loads (% static), Capacitors and Harmonic Filters และ Motor Operated Valves จะมีพฤติกรรมเปน constant Impedance load• Input Power จะเพิ่มข้ึนเปนสัดสวนตาม Input Voltage.

• Load Flow ท่ีเปนผลมาจาก Harmonic Filters อาจพิจารณาเชนเดียวกับ capacitive loads เพื่อปรับปรุง Power Factor ได

• MOVs ถูกจําลองใหเปน constant impedance loads เพราะเปนลักษณะการทํางานเฉพาะของมอเตอรชนิดน้ี


MUT. 16

Constant Current Loads

V

I

• กระแสจะมีคาคงท่ีตลอดถึงแมวาแรงดันจะเปลี่ยนแปลงไป

• DC AC Constant current loads จะใชสําหรับทดสอบ Battery discharge capacity

• AC Constant current loads จะใชสําหรับทดสอบ UPS systems performance.




MUT. 17

Load Flow Calculation Methods

** VYVjQP BUST

VJJJJ

QP

43

21

2. Newton-Raphson Method

• Fast in speed, but high requirement on initial values.

• First order derivative is used to speed up calculation.

1. Accelerated Gauss-Seidel Method

• Low Requirements on initial values, but slow in speed.

3. Fast-Decoupled Method

• Two sets of iteration equations: real power-voltage angle

• Fast in speed, but low in solution precision.

• Better for radial system and system with long lines.

VJQ

JP

4

1


MUT. 18

INPUTS Of Power FlowCalculation




MUT. 19

Single line diagram


MUT. 20

Line data




MUT. 21

Bus data


MUT. 22

OUTPUTS of Power FlowCalculation




MUT. 23

Output Table


MUT. 24

การทดลอง

1 1 1 1 2 22Data

1. Power Grid : Sym MVAsc = 297.24 MVAsc, X/R = 13.4

SLG MVAsc = 109 MVAsc, X/R = 13.4

2. OH-Incoming Feeder : 25kV-SAC 1(1x3c 185 sq.mm.) length = 250m.

3. UGC Feeder : 25kV-XLPE 1(3x1c 185 sq.mm.) length = 300m.

4. OH Tap to Riser Pole length = 7m.

5. Tr On-Ground

6. LV Feeder to MDB length = 25m.




MUT. 25

Transformer Installation


MUT. 26

การทดลองการวิเคราะห Case 1

1. Choose Lump Load Type and Set Dynamic load 80%, only for Office set 60%.

2. Set Loading 2 Category ท่ี 100% และท่ี 70%3. Set Loading Alert at 95% Marginal, 100%

Critical.4. Set Bus Voltage Alert at 98-102% Marginal, 95-

105% Critical.5. Run Load Flow ท่ี 100% และ 70 % บันทึกผลฯ6. วิเคราะหผลการไหลของกําลังไฟฟา




MUT. 27

Home Work / Reportการวิเคราะห Case 2

1. เพิ่มเติม Load 3 Branch และ Set การวิเคราะหตาม Case 1

2. Run Load Flow ท่ี 100% และ 70 % บันทึกผลฯ3. วิเคราะหผลการไหลของกําลังไฟฟา


MUT. 28

Load Flow Report

สงที่สงที่ ตูสงงานตูสงงาน ออ..สุรัชสุรัช ณณ สงขลาสงขลา

คัดลายมือภาษาไทยคัดลายมือภาษาไทย สงภายในสงภายใน 1 1 สัปดาหสัปดาห

load flow lab 5 54

Documents

voltage control mode

initial values

operating

25kv

speed