Novel technologies for optimization of hydroelectric power plants with hydrogen energy storage system

• Main Authors: Yu. V. Kazantsev, D. V. Kornilovich, A. I. Khalyasmaa, A. A. Arkhipov, A. V. Miklukhin, L. Yu. Sergievichev, M. V. Tsuran, Ю. В. Казанцев, Д. В. Корнилович, А. И. Хальясмаа, А. А. Архипов, А. В. Миклухин, Л. Ю. Сергиевичев, М. В. Цуран
• Other Authors: Выражаем особую благодарность ПАО «Русгидро» за содействие в сборе исходной информации и помощь в интеграции разработанного алгоритма в действующую на станции систему ГРАРМ для проведения натурных испытаний. Данная работа была профинансирована Новосибирским государственным техническим университетом путем предоставления гранта на проведение исследовательских работ.
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: Russian
• Published: Международный издательский дом научной периодики "Спейс 2024
• Subjects: стационарная устойчивость гидрогенератора; hydroelectric power plants; automatic generation control; water flow optimization; active and reactive power control; steady-state stability of hydroelectric generator; гидроэлектростанции; автоматический контроль генерации; оптимизация потока воды; регулирование активной и реактивной мощности; Lagrange; Arctic
• Online Access: https://www.isjaee.com/jour/article/view/2389; https://doi.org/10.15518/isjaee.2024.03.012-027

The problem of load distribution between hydraulic units of hydroelectric power plants (HPPs) is an urgent task due to the nonlinearity of the characteristics of the hydraulic turbine and the individual characteristics of power units, the operating conditions of which are often different. It is necessary to take into account the most advanced optimization methods that take into account the nonlinearity of the turbine characteristics. Methods must also take into account strict restrictions on the operating conditions of power equipment when searching for the extremum of the objective function, specified in the form of equalities and inequalities. When solving the above optimization problem, restrictions are imposed on the computing power of automated process control systems (APCS), which must operate in real time. To solve the optimization problem, the interior point method was analyzed and the Lagrange multiplier method was modified so that it could minimize the turbine flow rate and active energy losses in the windings of electric generators and transformers. The article presents the results of modeling the developed optimization algorithms and the results of full-scale testing of an automatic production control system using the described algorithms. All tests performed showed a fairly high efficiency of the proposed optimization methods under real operating conditions. Проблема распределения нагрузки между гидроагрегатами гидроэлектростанций (ГЭС) является актуальной задачей из-за нелинейности характеристик гидротурбины и индивидуальных особенностей энергоблоков, условия эксплуатации которых зачастую различны. Необходимо брать во внимание самые передовые методы оптимизации, учитывающие нелинейность характеристики турбины. Методы также должны учитывать строгие ограничения на условия эксплуатации энергетического оборудования при поиске экстремума целевой функции, указанной в форме равенств и неравенств. При решении вышеупомянутой задачи оптимизации накладываются ограничения на вычислительные мощности ...