Study of Short Circuit Currents in a Distributed Traction Power Supply System with Renewable Electric Power Sources
Loading...
Date
2022
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
IEEE
Abstract
ENG: The problems of changing short-circuit currents in a distributed traction system for using renewable energy sources were analyzed in the article. Literary sources analysis shows a further tendency for increasing the share of renewable energy sources in the total energy balance of the country and a particular increase in electricity consumption by electric traction. Goal. The main goal of the study is a method development with its practical application to impact estimation of power-boost points that connected to the traction network with energy using from renewable sources on short-circuit currents values. Methodology. The method that has developed in this study is based on well-known approaches for equivalent circuits of electrical equipment definition, but elemenst pair like «solar panel - inverter» it reproduces as EMF with equivalent resistance, which significantly simplifies further calculations. Results. The study results show that the application of power-boost points will not lead to a significant increase of short-circuit currents in the traction network even if the power of photovoltaic sources will be comparable with the power of existing converting units on traction substations. This is because of the physical nature of the photovoltaic panel and its power mode which usually closer to the current source with high internal resistance. Practical value. This also allows us to conclude that in most cases from the point of view of changing the short circuit currents the integration of power-boost points that are powered by solar power plants is quite possible with operating sections of the traction power supply system.
UKR: У статті проаналізовано проблеми зміни струмів короткого замикання в розподіленій системі тяги з використанням відновлюваних джерел енергії. Аналіз літературних джерел свідчить про подальшу тенденцію збільшення частки відновлюваних джерел енергії в загальному енергетичному балансі країни та, зокрема, зростання споживання електроенергії електричною тягою. Мета. Основною метою дослідження є розробка методу з практичним застосуванням для оцінки впливу точок підвищення потужності, підключених до тягової мережі з використанням енергії відновлюваних джерел, на значення струмів короткого замикання. Методологія. Розроблений у даному дослідженні метод базується на відомих підходах до визначення еквівалентних схем електрообладнання, але таку елементну пару, як «сонячна панель – інвертор», відтворює як ЕРС з еквівалентним опором, що значно спрощує подальші розрахунки. Результати. Результати дослідження показують, що застосування точок підвищення потужності не призведе до істотного збільшення струмів короткого замикання в тяговій мережі, навіть якщо потужність фотоелектричних джерел буде порівнянна з потужністю існуючих перетворювальних установок на тягових підстанціях. Це пов’язано з фізичною природою фотоелектричної панелі та її режимом живлення, який зазвичай ближче до джерела струму з високим внутрішнім опором. Практична цінність. Це також дозволяє зробити висновок, що в більшості випадків з точки зору зміни струмів короткого замикання цілком можлива інтеграція пунктів підсилення, що живляться від сонячних електростанцій, з робочими ділянками системи тягового електропостачання.
UKR: У статті проаналізовано проблеми зміни струмів короткого замикання в розподіленій системі тяги з використанням відновлюваних джерел енергії. Аналіз літературних джерел свідчить про подальшу тенденцію збільшення частки відновлюваних джерел енергії в загальному енергетичному балансі країни та, зокрема, зростання споживання електроенергії електричною тягою. Мета. Основною метою дослідження є розробка методу з практичним застосуванням для оцінки впливу точок підвищення потужності, підключених до тягової мережі з використанням енергії відновлюваних джерел, на значення струмів короткого замикання. Методологія. Розроблений у даному дослідженні метод базується на відомих підходах до визначення еквівалентних схем електрообладнання, але таку елементну пару, як «сонячна панель – інвертор», відтворює як ЕРС з еквівалентним опором, що значно спрощує подальші розрахунки. Результати. Результати дослідження показують, що застосування точок підвищення потужності не призведе до істотного збільшення струмів короткого замикання в тяговій мережі, навіть якщо потужність фотоелектричних джерел буде порівнянна з потужністю існуючих перетворювальних установок на тягових підстанціях. Це пов’язано з фізичною природою фотоелектричної панелі та її режимом живлення, який зазвичай ближче до джерела струму з високим внутрішнім опором. Практична цінність. Це також дозволяє зробити висновок, що в більшості випадків з точки зору зміни струмів короткого замикання цілком можлива інтеграція пунктів підсилення, що живляться від сонячних електростанцій, з робочими ділянками системи тягового електропостачання.
Description
Vit. Kuznetsov: ORCID 0000-0002-8169-4598; O. Bondar: ORCID 0000-0003-3884-5589
Keywords
DC traction power supply system, emergency mode, photovoltaic panels, short circuit, solar power plant, система тягового електропостачання постійного струму, аварійний режим, фотоелектричні панелі, коротке замикання, сонячна електростанція, КЕЛІ, КЕТЕМ
Citation
Kuznetsov Val., Kuznetsov Vit., Bondar O., Rojek A., Hubskyi P., Stypulkowski P. Study of Short Circuit Currents in a Distributed Traction Power Supply System with Renewable Electric Power Sources. 2022 IEEE 3rd KhPI Week on Advanced Technology (KhPIWeek) : Conference Proceedings, Kharkiv, Ukraine, 03–07 October 2022. IEEE, 2022. DOI: https://doi.org/10.1109/KhPIWeek57572.2022.9916341. Фрагмент тексту.