MODELING AND ANALYZING THE EFFECT OF CONNECTION TO THE NETWORK OF A HARMONIC SOURCE HAVING VARIOUS TOTAL HARMONIC DISTORTION FACTORS ON LOAD SIGNAL WAVEFORMS
DOI:
https://doi.org/10.20535/1813-5420.3.2022.271523Abstract
This article examines the effect of a network connected source of harmonics having a total harmonic distortion factor varying from 5% to 15% on load voltage and current waveforms. When a source of higher harmonics is connected to the network, both in the network and in the load, the effective values of voltage and current increase, that can negatively affect the cable line insulation, accelerating its destruction and aging.
To analyze the consequences of a power quality deterioration, a 20 kV network was simulated, consisting of a 20 kV symmetrical generator, an XRUHAKXS-20(1x120/50) power cable line 20 km long, a step-down transformer 20/0.4 kV with a power of 2 MVA, with windings connected in delta-star, and a three-phase symmetrical load.
The values of the currents flowing through the cable conductor, obtained as the result of simulation were used to calculate the voltage drop between the cable conductor and its shield. Results obtained show that the connection of a harmonic distortion source to a network leads to a magnification of a current flowing through the cable conductor by more than 2%. The model proposed in the article can be used further for a more detailed study of solar photovoltaic plants connection to the grid.
One of the biggest problems regarding solar power plants is that its electricity generation is intermittent. Thus, future efforts should be focused on modeling and studying the higher harmonics generation during switching on and off of the solar photovoltaic plants.
References
Denisuk, S. P., Bazuk, T. M. (2012), “Analysis of Influence of Sources of Distributed Generation of Electrical Construction and Features Virtual Power”, Electrification of Transport, No. 4, pp. 23-29.
Iweh, C. D., Gyamfi, S., Tanyi, E., Effah-Donyina, E. (2021), “Distributed Generation and Renewable Energy Integration into the Grid: Prerequisites, Push Factors, Practical Options, Issues and Merits”, Energies, Vol. 14(17): 5375, pp. 1-34. doi: 10.3390/en14175375.
Yandulskyy, O., Trunina, G., Nesterko, A. (2015), “The Optimal Voltage Regulation of Distribution Power Network With Source of Distributed Generation in View of Their Affiliation to One Owner With Using of Active Power Reserve”, Transactions оf Kremenchuk Mykhailo Ostrohradskyi National University, Vol. 2 (91), pp. 50-54.
Denysiuk, S., Baziuk, T., Derevianko, D. (2013), “Performance Evaluation of Distributed Sources of Electricity Generation, Including Renewables, in Electric Power Systems”, Transactions оf Kremenchuk Mykhailo Ostrohradskyi National University, Vol. 3 (80), pp. 54-59.
Sahara, A., Budko, V., Budko, M., Kozachuk, O. (2022), “Features of Photovoltaic Station Operation on AC Voltage That Exceeds Acceptable Limits”, Vidnovliuvana Energetyka, Vol. 1(68), pp. 53-59, doi: 10.36296/1819-8058.2022.1(68)836.
Liang, X., Andalib-Bin-Karim, C. (2018), “Harmonics and Mitigation Techniques Through Advanced Control in Grid-Connected Renewable Energy Sources: A Review”, IEEE Transactions on Industry Applications, Vol. 54, No. 4, pp. 3100-3111, doi: 10.1109/TIA.2018.2823680.
Dartawan, K., Hui, L., Austria, R., Suehiro, M. (2012), “Harmonics Issues That Limit Solar Photovoltaic Generation on Distribution Circuits”, Proceedings of the World Renewable Energy Forum, Denver, CO, USA, pp. 13-17.
Trotsenko, Y., Brzhezitsky, V., Protsenko, O., Chumack, V., Haran, Y. (2018). “Effect of Voltage Harmonics on Pulse Repetition Rate of Partial Discharges”, Technology Audit and Production Reserves, Vol. 2, No. 1(40), pp. 37-44, doi:10.15587/2312-8372.2018.126626.
DSTU EN 50160:2014 (2014), “Voltage characteristics of electricity supplied by public electricity networks”, Kyiv: Ministry of Economic Development and Trade of Ukraine, pp. 1-27.
Klee, H., Allen, R. (2011). Simulation of dynamic systems with MATLAB® and Simulink®. Second Edition. CRC Press. ISBN-13: 978-1-4398-3674-3.
Priemer, R. (2013). MATLAB® for Electrical and Computer Engineering Students and Professionals: With Simulink®. IET. ISBN 978-1-61353-188-4.
Torquato, R., Freitas, W., Hax, G. R. T., Donadon, A. R., Moya, R. (2016), “High frequency harmonic distortions measured in a Brazilian solar farm”, 2016 17th International Conference on Harmonics and Quality of Power (ICHQP), pp. 623-627, doi: 10.1109/ICHQP.2016.7783482.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
