Complex Short-Circuit Calculation in Unbalanced Distribution Networks with Distributed Energy Resources

U disertaciji je predložen metod za proračun kompleksnih kratkih spojeva u aktivnim, neuravnoteženim distributivnim mrežama velikih dimenzija. Predloženim metodom je moguće proračunavati kompleksne kratke spojeve sa proizvoljno izabranim brojem čvorova i brojem faza zahvaćenih kratkim spojem, bez prethodnog komplikovanog izvođenja uslova kratkog spoja. Različiti kratki spojevi se definišu jednostavnom inspekcijom. Pored toga, svi elementi distributivne mreže su modelovani dovoljno preciznim modelima, uključujući i savremene distribuirane energetske izvore. Posebna pažnja je posvećena ovim elementima i izvođenju njihovoh modela pogodnim za proračune kratkih spojeva mreža velikih dimenzija, s obzirom da ti modeli do sada nisu bili razvijeni, a broj ovih uređaja u distributivnim mrežama je sve veći. Predloženim metodom je moguće proračunavati neuravnotežene sisteme u nesimetričnim režimima pre kratkog spoja, a proračun se vrši u domenu simetričnih komponenti. Ova činjenica čini predloženi metod izuzetno brzim i pogodnim za “on-line mode” distributivnog menadžment sistema. Numerički rezultati na nekoliko reprezentativnih mreža jasno prikazuju prednost predloženog metoda u odnosu na postojeće metode za proračune kratkih spojeva distributtivnih mreža.In this dissertation a calculation method for quantifying the impact of complex short-circuits on active unbalanced distribution systems is proposed. Unlike previous distribution system short-circuit calculations, the proposed method is capable of solving complex short-circuits with an arbitrary number of faulted busses and phases, without predefining the boundary (fault) conditions. Different short-circuits are defined by simple inspection of these faults. Moreover, all distribution system elements are appropriately modeled and integrated in the proposed method, including electronically coupled distributed energy resources (DERs). The development of new models for these DERs, suitable for on-line calculations of large-scale systems, is specially stressed as these models have not been developed yet. Finally, the proposed calculation procedure is capable of solving unbalanced systems, including mutually coupled sections, in unsymmetrical pre-fault states, and it is performed in the sequence domain. This makes the proposed method particularly fast and suitable for online distribution system analysis. The computation results show the advantages of the proposed method relative to previous short-circuit calculation methods, regarding both the required calculation time and the accuracy