Využití HVDC technologie v distribuční soustavě pro zvýšení resilience kritické infrastruktury

Abstract

Cieľom tejto práce je overenie prínosu HVDC technológie pre zvýšenie resiliencie distribučnej sústavy. Práca je členená do troch častí. Prvá, rešeršná časť, práce sa zaoberá legislatívnym rámcom a vymedzením pojmov a definícií súvisiacich s resilienciou distribučnej sústavy a prehľadom o histórií a súčasných technológiách HVDC. Druhá, metodická, časť práce sa zaoberá popisom použitej Newton-Raphsonovej iteratívnej metódy pre riešenie ustáleného stavu striedavej elektrickej siete a modifikáciou tejto metódy pre riešenie ustáleného stavu striedavej siete s HVDC systémom. Na úvodné časti nadväzuje praktická časť práce – prípadová štúdia. Cieľom prípadovej štúdie je overenie možnosti ostrovnej prevádzky VVN distribučnej sústavy s a bez HVDC technológie pre zásobovanie kritickej infraštruktúry husto osídlených mestských aglomerácií. Výsledky študovaných variant sú analyzované na základe zaťaženia prvkov sústavy a uhlov uzlových napätí študovanej siete. Výsledky potvrdzujú predpoklad, že HVDC technológia do veľkej miery rozšíri možnosti zásobovania vybraných uzlov Prahy v prípade mimoriadneho stavu v elektrizačnej sústave.

The aim of this work is to verify the contribution of HVDC technology to increase the resilience of the distribution system. The work is divided into three parts. The first, research part of the work is focused on the legislative framework and definitions of terms related to the resilience of the distribution system and critical infrastructure and an overview of the history and current technologies of HVDC. The second, methodical, part of the work is focused on the description of the used Newton-Raphson iterative method for solving the steady state of the AC electrical network (load flow problem) and the modification of this method for solving the steady state of the AC network with HVDC system. The introductory part is followed by a practical part of the work - a case study. The aim of the case study is to verify the possibility of island operation of the HV distribution system with and without HVDC technology for the supply of critical infrastructure to densely populated urban agglomerations. The results of the studied variants are analyzed on the basis of the load of the system elements and the angles of the node voltages of the studied network. The results confirm the assumption that HVDC technology will greatly expand the possibilities of supplying selected nodes of Prague city in the event of an emergency state in the power system system.