Specific features of modeling distributed generation within electrical network structures using different software packages

Abstract

EN: Purpose. The purpose of this study is to investigate the specific features of modeling distributed generation in the structure of electrical networks using different software packages. The work aims to identify the software that provides the necessary functionality, accuracy of calculations, ease of use, and license availability, while also considering the specific characteristics of Ukrainian electrical networks. Methodology. Analysis of literary sources — applied to study the current state of the problem of distributed generation integration into electrical networks and to summarize both international and Ukrainian experience. Comparative analysis — carried out to evaluate the functional capabilities of PowerFactory, Dakar Eleks, Matlab/Simulink, and Ansys according to the following criteria: modeling accuracy, computational performance, inter-face usability, availability of model libraries of distributed generation, the ability to model active and reactive power characteristics, voltage control characteristics, synchronization modes, and transient processes. Findings. The key technical aspects of connecting distributed generation were identified, including the modeling of active and reactive power characteristics, voltage control characteristics, synchronization modes, transient processes, and automatic reconnection in accordance with the requirements of the Distribution System Code and the Transmission System Code. A comparative analysis of the functional capabilities of PowerFactory, Dakar Eleks, Matlab/Simulink, and Ansys was performed. International experience with the use of these software tools and the features of their adaptation to Ukrainian regulatory requirements were also analyzed. Originality. A new approach is proposed for evaluating software packages for modeling the connection of distributed generation, which takes into account the specific features of Ukrainian electrical networks and the requirements of the Distribution System Code and the Transmission System Code. Practical value. The results of this study can be applied in the process of selecting software for modeling the integration of distributed generation in Ukrainian electrical networks. The proposed approach makes it possible to reason-ably determine optimal connection points, assess the influence of distributed generation on the operating conditions of the power system, and improve the efficiency of network development planning. UK: Мета роботи. Метою даної роботи є дослідження особливостей моделювання розподіленої генерації в структурі електричних мереж із використанням різних програмних комплексів. Робота спрямована на визначення програмного забезпечення, яке забезпечує необхідний функціонал, точність розрахунків, зручність використання та доступність ліцензії, а також дозволяє врахувати специфіку українських електричних мереж. Методи дослідження. Аналіз літературних джерел — для вивчення сучасного стану проблеми інтеграції розподіленої генерації в електричні мережі, а також для узагальнення міжнародного та українського досвіду. Порівняльний аналіз — виконано оцінку функціональних можливостей PowerFactory, Dakar Eleks, Matlab/Simulink та Ansys за критеріями: точність моделювання, швидкодія, зручність інтерфейсу, наявність бібліотек моделей РГ, можливості моделювання P-Q та U-Q характеристик, режимів синхронізації та перехідних процесів. Отримані результати. Визначено ключові технічні аспекти приєднання розподіленої генерації, включаючи моделювання P-Q та U-Q характеристик, режими синхронізації, перехідні процеси та автоматичне повторне підключення відповідно до вимог Кодексу системи розподілу та Кодексу системи передачі. Проведено порівняння функціональних можливостей програмних комплексів PowerFactory, Dakar Eleks, Matlab/Simulink та Ansys. Проаналізовано міжнародний досвід застосування зазначених програмних засобів та особливості їх адаптації до українських нормативних вимог. Наукова новизна. Запропоновано новий підхід до оцінювання програмних комплексів для моделювання підключення РГ, який враховує специфіку українських електричних мереж та вимоги Кодексу системи розподілу та Кодексу системи передачі. Практична цінність. Результати дослідження можуть бути використані при виборі програмного забезпечення для моделювання інтеграції розподіленої генерації в українських електричних мережах. Запропонований підхід дозволяє обґрунтовано визначати оптимальні точки приєднання, оцінювати вплив розподіленої генерації на режими роботи енергосистеми та підвищувати ефективність планування розвитку мереж.