Thesis (M.Sc.)-Cairo University,2022.

Bibliography: p. 69-71.

The rapid need for utilization of renewable energy on a large scale in the electrical networks, was always limited by the power quality constrains. i.e., Transient stability. The low inertia of wind turbines kept their contribution to the utility scall networks to the minimum, so it can be curtailed in case of any disturbances. This thesis examines the Transient stability of a power system as wind energy penetration rises. This study looked at the implications of expanding the penetration of Doubly-Fed Induction Generator-based Wind Energy Conversion System in the power system. The analysis here were conducted for grid fault operations. The research case was an IEEE-9 bus test system. The student version of the power system analysis software PSSE Xplore V34 was used to run the simulations. Furthermore, the effects of integrating Energy storage device (Battery Energy storage System) to the system are investigated. The results demonstrate that integrating the BESS system into the network improved the study system’s transient stability. Using BESS to the system shows increasing of penetration level with 15%. Moreover, the optimum location for integrating the BESS system was investigated and general guidelines for the location was illustrated. As a result, for a transient-stable grid operation with rising wind energy penetration, energy storage devices should be included.

•ﻛﺎﻧﺖ اﻟﺤﺎﺟﺔ اﻟﺴﺮﯾﻌﺔ لاستخدام الطاقة المتجددة ﻋﻠﻰ نطاق واﺳﻊ ﻓﻲ اﻟﺸﺒﻜﺎت اﻟﻜﮭﺮﺑﺎﺋﯿﺔ ﻣﺤﺠﻤﺔ ﺣﺘﻰ اﻵن بسبب اﻟﻘﯿﻮد اﻟﻤﺘﻌﻠﻘﺔ ﺑﺎﻻﺳﺘﻘﺮار وﺧﺎﺻﺔ اﻻﺳﺘﻘﺮار اﻟﻌﺎﺑﺮ. اﻟﻘﺼﻮر الذاتى المنخفض لمولدات الطاقة المتجددة اﻟﺘﻲ تعتمد ﻋﻠﻰ ﺗﻘﻨﯿﺔ العاكس أدت اﻟﻲ ﺗﻘﻠﯿﻞ مساهمتها ﻓﻲ ﺷﺒﻜﺎت اﻟﻤﺮاﻓﻖ إﻟﻰ ﻣﺴﺘﻮﯾﺎت ﻣﻨﺨﻔﻀﺔ وﺑﺎﻟﺘﺎﻟﻲ ﯾﻤﻜﻦ تقليصها ﻓﻲ ﺣﺎﻟﺔ حدوث أي اضطﺮاﺑﺎت. ﺗﻌﺮض هذه اﻟﺮﺳﺎﻟﺔ ﺗﻘﯿﯿﻢ اﻻﺳﺘﻘﺮار اﻟﻌﺎﺑﺮ لنظام الطاقة الكهربيه ﻣﻊ زﯾﺎدة اﺧﺘﺮاق طﺎﻗﺔ اﻟﺮﯾﺎح. تم بحث ﺗﺄﺛﯿﺮ زﯾﺎدة اﺧﺘﺮاق نظم طﺎﻗﺔ اﻟﺮﯾﺎح المستندة إﻟﻰ مولدات حثيه ﻣﺰدوﺟﺔ ﻓﻲ نظم الطاقة الكهربية ﻓﻲ هذا اﻟﻌﻤﻞ. تم إﺟﺮاء اﻟﺘﺤﻠﯿﻼت ﻓﻲ هذا اﻟﻌﻤﻞ ﻓﻲ ﺣﺎﻟﺔ وﺟﻮد خطأ ﻓﻲ اﻟﺸﺒﻜﺔ. تم استخدام نظام اﺧﺘﺒﺎر IEEE 9-bus ﻛﺤﺎﻟﺔ دراﺳﺔ. تم تنفيذ اﻟﻤﺤﺎﻛﺎة باستخدام ﺑﺮﻧﺎﻣﺞ PSSE Xplore V34 ﻋﻼوة ﻋﻠﻰ ذلك ، تم اﻟﺘﺤﻘﯿﻖ ﻓﻲ ﺗﺄﺛﯿﺮ دﻣﺞ أجهزة ﺗﺨﺰﯾﻦ الطاقة ﻋﻠﻰ المدى اﻟﻘﺼﯿﺮ ﻓﻲ النظام. أظهرت اﻟﻨﺘﺎﺋﺞ أن اﻻﺳﺘﻘﺮار اﻟﻌﺎﺑﺮ لنظام الدراسة يتم تعزيزه ﻣﻦ ﺧﻼل دﻣﺞ ﻧﻈﻢ ﺗﺨﺰﯾﻦ للطاقه ﻓﻲ النظام. ساعد استخدام نظم اﻟﺘﺨﺰﯾﻦ للطاقه ﻓﻲ النظام اﻟﻲ زﯾﺎدة ﻣﺴﺘﻮى اﻻﺧﺘﺮاق ﺑﻨﺴﺒﺔ 15٪ ﻣﻊ اﻟﺤﻔﺎظ ﻋﻠﻰ اﻻﺳﺘﻘﺮار اﻟﻌﺎﺑﺮ للنظام. ﺑﺎﻷﺿﺎفه اﻟﻲ ذلك ، تم اﻟﺘﺤﻘﯿﻖ ﻣﻦ اﻟﻤﻮﻗﻊ اﻷﻣﺜﻞ لدمج نظم ﺗﺨﺰﯾﻦ للطاقه وتم ﺗﻮﺿﯿﺢ اﻟﻤﺒﺎدئ التوجيهية اﻟﻌﺎﻣﺔ ﻟﻠﻤﻮﻗﻊ.
السؤال البحثي.
الغرض من هذه الدراسة هو معالجة قيود طاقة الرياح المفروضة على مشغلي الشبكة بسبب طبيعة توربينات الرياح (قصور ذاتي منخفض مقارنة بالمولدات التقليدية). هذه المشكلة ليست حصرية لطاقة الرياح ، ولكن جميع مصادر الطاقة المتجددة حيث انها جميعا تشترك في انها مفصولة ميكانيكيًا عن الشبكة ، وذلك حيث أنها متصلة بالشبكة من خلال محولات التيار المتردد / التيار المستمر ؛ هذا مطلوب بشكل أساسي لإدارة ومعالجة التقلبات في المصادر الطبيعية نفسها (الرياح والطاقة الشمسية) وتوفير طاقة ثابتة ومستمرة للشبكة. يمكن استنتاج الركائز الأساسية لدوافع الدراسة ومنهجها من خلال الأسئلة التالية:
1) القضية أو المشكلة ومن الذي يواجهها؟ حيث أن المشكلة تكمن في محدودية استخدام طاقة الرياح ، وبالتالي في حالة حدوث اضطرابات ، سيختار المشغلون فصل مزرعة الرياح لتجنب عدم استقرار النظام بالكامل.
2) ما الذي تقترحه لمعالجة هذه المشكلة أو التغلب على المشكلة؟ تم اقتراح أستخدام أجهزة تخزين الطاقة للتغلب على المشكلة.
3) من المستفيد من الحلول المقترحه في سياق الرسالة؟ لن يستفيد مشغلي المرافق فقط من التشغيل الآمن لشبكاتهم ولكن ستكتسب الحكومات أيضًا المزيد من الفوائد الاقتصادية والبيئية عندما تتوسع في استخدام طاقة الرياح المتجددة.
ومن ثم يمكن تلخيص أهداف الرسالة في النقاط التالية :
•دراسة الأستقرار العابر لنظم القوى الكهربية في حال تواجد نسب أختراق عاليه من طاقة الرياح.
•دراسة أستخدام أجهزة تخزين الطاقه في محولة تحسين الأستقرار العابر لسبكة القوى الكهربية قيد الدراسة.
•تحديد الحد الأقصي من أختراق طاقة الرياح الذي يمكن الوصول اليه عند أستخدام أجهزة تخزين الطاقة.

Issues also as CD.

Text in English and abstract in Arabic & English.