University of Groningen Distributed control of power networks Trip, Sebastian

University of Groningen

Distributed control of power networks

Trip, Sebastian

IMPORTANT NOTE: You are advised to consult the publisher's version (publisher's PDF) if you wish to cite from it. Please check the document version below.

Document Version

Publisher's PDF, also known as Version of record

Publication date: 2017

Link to publication in University of Groningen/UMCG research database

Citation for published version (APA):

Trip, S. (2017). Distributed control of power networks: Passivity, optimality and energy functions. Rijksuniversiteit Groningen.

Copyright

Other than for strictly personal use, it is not permitted to download or to forward/distribute the text or part of it without the consent of the author(s) and/or copyright holder(s), unless the work is under an open content license (like Creative Commons).

Take-down policy

If you believe that this document breaches copyright please contact us providing details, and we will remove access to the work immediately and investigate your claim.

Downloaded from the University of Groningen/UMCG research database (Pure): http://www.rug.nl/research/portal. For technical reasons the number of authors shown on this cover page is limited to 10 maximum.

Samenvatting

S

ociale en technologische ontwikkelingen hebben geleid tot een toename van devraag naar elektriciteit, gegenereerd door een steeds grotere hoeveelheid her-nieuwbare energiebronnen. Ondanks de potenti¨ele voordelen hiervan, vormen deze ontwikkelingen belangrijke uitdagingen voor de planning en de werking van de be-staande elektriciteitsnetwerken. Een belangrijk operationeel aspect in elektriciteits-netwerken, waarop dit werk zich focust, is de regulering van de frequentie.

In aanwezigheid van meer en kleinere generatie eenheden is een zorgvuldige co ¨ordinatie tussen de afzonderlijke onderdelen in het elektriciteitsnet nodig om er-voor te zorgen dat het gehele netwerk juist functioneert. Wij ontwerpen en ana-lyseren gedistribueerde regelaars, die ervoor zorgen dat de acties van lokale rege-laars in overeenstemming zijn met de globale optimaliteitsdoelstellingen, zoals de minimalisering van de generatiekosten. De totale energie van het netwerk speelt een belangrijke rol in dit proces, waardoor het mogelijk is om nuttige systeemthe-oretische eigenschappen te formuleren zonder gedetailleerde kennis van alle com-ponenten. In het bijzonder blijkt uit dit werk dat energiefuncties geschikt zijn om passiviteitseigenschappen van verschillende niet-lineaire modellen van het systeem te omschrijven. Deze vormen een uitstekend startpunt voor het ontwerp van de re-gelaar. Verschillende oplossingen worden getoond om de frequentie te regelen en om een economische optimaliteit te verkrijgen.

De gepresenteerde resultaten bevatten expliciet twee aspecten die vaak minder aandacht krijgen, ondanks dat hun praktische relevantie. Ten eerste, aangezien de gegenereerde besturingssignalen de gewenste regelwaarde continu aanpassen aan de generatiezijde, is het belangrijk rekening te houden met het gedrag van de ge-neratiezijde op een bevredigend detailniveau. Daartoe bevat dit werk de dynamiek van de turbine-regulateur op een realistischer manier dan gangbaar is in stabiliteits-studies van optimale frequentieregeling.

212 Samenvatting Ten tweede, een belangrijk aspect van de voorgestelde gedistribueerde oplossin-gen is de uitwisseling van informatie tussen regelaars over een onderligoplossin-gende com-municatienetwerk. De combinatie van het continue fysieke systeem en de digitale communicatie leidt tot een algemeen (hybride) cyber-fysisch systeem. Als gevolg van de stabiliteitsanalyse bepalen we expliciete grenzen op de vereiste communica-tie intervallen.

We tonen aan dat het belangrijk is om de generatiezijde en het communicatienet-werk expliciet in de ontwerpfase van regelaars te integreren en dat het achterwege laten kan leiden tot een ongerechtvaardigd geloof dat de stabiliteit van het netwerk is gewaarborgd.