<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE root>
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/" article-type="research-article" dtd-version="1.2" xml:lang="en"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">Vestnik of Samara State Technical University. Technical Sciences Series</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="en">Vestnik of Samara State Technical University. Technical Sciences Series</journal-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Вестник Самарского государственного технического университета. Серия «Технические науки»</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn publication-format="print">1991-8542</issn><issn publication-format="electronic">2712-8938</issn><publisher><publisher-name xml:lang="en">Samara State Technical University</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="publisher-id">20387</article-id><article-id pub-id-type="doi">10.14498/tech.2018.3.%u</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en"><subject>Articles</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru"><subject>Статьи</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="article-type"><subject>Research Article</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title xml:lang="en">The principles of the hybrid back-to-back hvdc model</article-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Принципы построения гибридной модели вставки постоянного тока на базе преобразователя напряжения</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author"><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Ufa</surname><given-names>Ruslan A</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Уфа</surname><given-names>Руслан Александрович</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="en"><p>Senior lecturer</p></bio><bio xml:lang="ru"><p>старший преподаватель отделения электроэнергетики и электротехники (ОЭЭ), Инженерная школа энергетики (ИШЭ)</p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff1"/></contrib><contrib contrib-type="author"><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Sulaymanova</surname><given-names>Venera A</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Сулайманова</surname><given-names>Венера Алмазовна</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="en"><p>Postgraduate Student</p></bio><bio xml:lang="ru"><p>аспирант</p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff1"/></contrib><contrib contrib-type="author"><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Gusev</surname><given-names>Alexander S</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Гусев</surname><given-names>Александр Сергеевич</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="en"><p>(Dr. Sci. (Techn.)), Professor</p></bio><bio xml:lang="ru"><p>(д.т.н., профессор), профессор ОЭЭ ИШЭ</p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff1"/></contrib><contrib contrib-type="author"><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Stavitskiy</surname><given-names>Sergey A</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Ставицкий</surname><given-names>Сергей Александрович</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="en"><p>Postgraduate Student</p></bio><bio xml:lang="ru"><p>аспирант</p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff1"><aff><institution xml:lang="en">Tomsk Polytechnic University</institution></aff><aff><institution xml:lang="ru">Томский политехнический университет</institution></aff></aff-alternatives><pub-date date-type="pub" iso-8601-date="2018-09-15" publication-format="electronic"><day>15</day><month>09</month><year>2018</year></pub-date><volume>26</volume><issue>3</issue><issue-title xml:lang="en">NO3 (2018)</issue-title><issue-title xml:lang="ru">№3 (2018)</issue-title><fpage>180</fpage><lpage>191</lpage><history><date date-type="received" iso-8601-date="2020-02-10"><day>10</day><month>02</month><year>2020</year></date></history><permissions><copyright-statement xml:lang="en">Copyright ©; 2018, Ufa R.A., Sulaymanova V.A., Gusev A.S., Stavitskiy S.A.</copyright-statement><copyright-statement xml:lang="ru">Copyright ©; 2018, Уфа Р.А., Сулайманова В.А., Гусев А.С., Ставицкий С.А.</copyright-statement><copyright-year>2018</copyright-year><copyright-holder xml:lang="en">Ufa R.A., Sulaymanova V.A., Gusev A.S., Stavitskiy S.A.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="ru">Уфа Р.А., Сулайманова В.А., Гусев А.С., Ставицкий С.А.</copyright-holder><ali:free_to_read xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/"/><license><ali:license_ref xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/">https://creativecommons.org/licenses/by/4.0</ali:license_ref></license></permissions><self-uri xlink:href="https://journals.eco-vector.com/1991-8542/article/view/20387">https://journals.eco-vector.com/1991-8542/article/view/20387</self-uri><abstract xml:lang="en"><p>The hybrid model of back-to-back HVDC is based on the concept of hybrid simulation and includes mathematical models of transformers, harmonic filters, phase reactors, direct current circuit and physical models of a static voltage converter, as well as model of an automatic control and protection system whose operation algorithms implemented at the digital level. The principle of realization of the mathematical models is presented, by example of the harmonic filter model, as well as the physical model of the static voltage converter. The developed hybrid model is integrated into the simulation complex, based on the concept of hybrid simulation, and in which a test scheme of a two-machine electric power system is prepared. In this scheme, the case of a short circuit and power control through the back-to-back HVDC are reproduced. The obtained simulation results coincide with the results obtained in the MatLAB Simulink, which indicates the compliance of the developed model to the digital model. In this case, the properties and capabilities of the concept of hybrid modeling, and as a result the developed model and simulation complex, allow using them in modeling the large scale electric power systems, including in real time and for an unlimited time interval, unlike many digital hard- and software complexes.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="ru"><p>Гибридная модель вставки постоянного тока разработана на основе концепции гибридного моделирования и представляет собой синтез разработанных математических моделей трансформаторов связи, фильтров высших гармоник, фазных реакторов, цепи постоянного тока, физических моделей статического преобразователя напряжения, а также модели системы автоматического управления и защиты, алгоритмы функционирования которой реализованы на цифровом уровне. Представлен принцип построения математических моделей оборудования вставки постоянного тока на примере модели фильтра высших гармоник, а также физической модели статического преобразователя напряжения. Разработанная гибридная модель вставки постоянного тока интегрирована в моделирующий комплекс, реализованный на базе концепции гибридного моделирования, в котором подготовлена тестовая схема двухмашинной электроэнергетической системы. В данной схеме воспроизведены процессы при коротком замыкании и регулирование мощности через вставку постоянного тока. Полученные результаты моделирования совпадают с результатами, полученными в программном комплексе MatLAB Simulink, что говорит о соответствии разработанной модели цифровой. При этом свойства и возможности концепции гибридного моделирования и, как следствие, разработанной модели и моделирующего комплекса позволяют использовать их при моделировании функционирования больших электроэнергетических систем, в том числе в реальном времени и на неограниченном интервале времени, в отличие от многих цифровых программных и программно-аппаратных комплексов.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="en"><kwd>electric power system</kwd><kwd>back-to-back HVDC</kwd><kwd>hybrid modeling technology</kwd><kwd>hybrid model</kwd><kwd>digital modeling</kwd><kwd>analysis</kwd><kwd>comparison</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>электроэнергетическая система</kwd><kwd>вставки постоянного тока</kwd><kwd>концепция гибридного моделирования</kwd><kwd>гибридная модель</kwd><kwd>цифровое моделирование</kwd><kwd>анализ</kwd><kwd>сопоставление</kwd></kwd-group></article-meta></front><body></body><back><ref-list><ref id="B1"><label>1.</label><mixed-citation>Alharbi M., Alfaris F.E., Bhattacharya S. A novel current control strategy for a back-to-back HVDC applications under unbalanced operation conditions // 2017 IEEE Energy Conversion Congress and Exposition. - Cincinnati, OH, USA: IEEE. - 2017. - C. 1263-1269.</mixed-citation></ref><ref id="B2"><label>2.</label><mixed-citation>L'Abbate A., Fulli G. Modeling and application of VSC-HVDC in the European transmission system // International Journal of Innovations in Energy Systems and Power. - 2010. - № 5(1). - C. 8- 16.</mixed-citation></ref><ref id="B3"><label>3.</label><mixed-citation>Setreus J., Bertling L. Introduction to HVDC Technology for Reliable Electrical Power Systems // Proceedings of the 10th International Conference on Probabilistic Methods Applied to Power Systems. - Rincon, USA: IEEE. - 2008. - C. 1-8.</mixed-citation></ref><ref id="B4"><label>4.</label><mixed-citation>Sellick R.L., Åkerberg M. Comparison of HVDC Light (VSC) and HVDC Classic (LCC) Site Aspects, for a 500MW 400kV HVDC Transmission Scheme // 10th IET International Conference on AC and DC Power Transmission. - Birmingham, United Kingdom: IET. - 2012. - C. 1-6.</mixed-citation></ref><ref id="B5"><label>5.</label><mixed-citation>Xu L., Andersen B.R., Cartwright P. VSC transmission operating under unbalanced AC conditions - analysis and control design // IEEE Transactions on Power Delivery. - 2005. - № 20(1). - C. 427- 434.</mixed-citation></ref><ref id="B6"><label>6.</label><mixed-citation>Guan M., Xu Z. Modeling and Control of a Modular Multilevel Converter-Based HVDC System Under Unbalanced Grid Conditions // IEEE Transactions on Power Electronics. - 2012. - № 27 (12). - C. 4858-4867.</mixed-citation></ref><ref id="B7"><label>7.</label><mixed-citation>Zhang Y., Gole A.M., Wu W., Zhang B., Sun H. Development and Analysis of Applicability of a Hybrid Transient Simulation Platform Combining TSA and EMT Elements // IEEE Transaction on power system. - 2013. - № 5(1). - C. 357-366.</mixed-citation></ref><ref id="B8"><label>8.</label><mixed-citation>Nayak O., Santoso S., Buchanan P. Power electronics spark new simulation challenges // IEEE Computer Applications in Power. - 2002. - № 15(4). - C. 37-44.</mixed-citation></ref><ref id="B9"><label>9.</label><mixed-citation>Liu Z.H., Wang Y., Chen J.M., Guo Y.R., Wang X.G., Li Z.Q., D. Du X., Li X. Modeling and simula- tion research of large-scale AC/DC hybrid power grid based on ADPSS // IEEE PES Asia-Pacific Power and Energy Engineering Conference. - Kowloon, Hong Kong: IEEE. - 2014. - C. 1-6.</mixed-citation></ref><ref id="B10"><label>10.</label><mixed-citation>Impact of HVDC Stations on Protection of AC Systems / Zhao X., Priebe T., Curis J-B. - Research report. Joint Working Group JWG B5/B4.25, CIGRE, 2009. - 84 c.</mixed-citation></ref><ref id="B11"><label>11.</label><mixed-citation>Zhang Y., Ding H., Kuffel R. Key Techniques in Real Time Digital Simulation for Closed-loop Test- ing of HVDC Systems // CSEE journal of power and energy systems. - 2017. - № 3(2). - С. 125-130.</mixed-citation></ref><ref id="B12"><label>12.</label><mixed-citation>Chen L., Zhang K.-J., Xia Y.-J., Hu G. Hybrid Simulation of ±500kV HVDC Power Transmission Project Based on Advanced Digital Power System Simulator // Journal of electronic science and technology. - 2013. - № 11(1). - С. 66-71.</mixed-citation></ref><ref id="B13"><label>13.</label><mixed-citation>Zhou X.X., Han Z.X., Tian F., Li F.L., Li F., Tian X S. Concept and Mechanism on Full-Process Dynamic Real-Time Simulation of Power System with Parallel-in-Time-Space // International Conference on Power System Technology (POWERCON). - Hangzhou, China: IEEE. - 2010. - C. 1-7.</mixed-citation></ref><ref id="B14"><label>14.</label><mixed-citation>Andreev M., Borovikov Y., Gusev A., Sulaymanov A., Ruban N., Suvorov A., Ufa R., Bemš J., Krá- lík T. Application of hybrid real-time power system simulator for research and setting a momentary and sustained fast turbine valving control // IET Generation, Transmission &amp; Distribution. - 2018. - № 12(1). - С. 133-141.</mixed-citation></ref><ref id="B15"><label>15.</label><mixed-citation>Уфа Р.А., Гусев А.С., Васильев А.С., Сулайманов А.О., Суворов А.А. Проблема адекватного моделирования функционирования вставок постоянного тока в электроэнергетических системах и средства ее решения (часть 1) // Известия РАН. Энергетика. - 2017. - № 5. - С. 32-46.</mixed-citation></ref><ref id="B16"><label>16.</label><mixed-citation>Груздев И.А., Кадомская К.П., Кучумов Л.А. Применение аналоговых вычислительных машин в энергетических системах. Методы исследования переходных процессов / Под ред. Н.И. Соколова. - Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Энергия, 1970. - 400 с.</mixed-citation></ref><ref id="B17"><label>17.</label><mixed-citation>Low-Voltage, Quad, SPST CMOS Analog Switches MAX4610/MAX4611/MAX4612 / Maxim Datasheet Doc. No. 19-4793. - pp. 1-11.</mixed-citation></ref><ref id="B18"><label>18.</label><mixed-citation>Тимонтеев В.Н., Величко Л.М., Ткаченко В.А. Аналоговые перемножители сигналов в радио- электронной аппаратуре. - М.: Радио и связь, 2010. - 112 с.</mixed-citation></ref><ref id="B19"><label>19.</label><mixed-citation>Пат. 2606308С 1 Российская Федерация, МПК G06G 7/62. Устройство для моделирования вставки постоянного тока в энергетических системах / Уфа Р.А., Гусев А.С., Боровиков Ю.С., Сулайманов А.О., Андреев М.В., Рубан Н.Ю., Суворов А.А., Сулайманова В.А. - № 2015151402; заявитель и патентообладатель Томский политехнический университет; заявл. 01.12.2015; опубл. 10.01.2017, Бюл. № 1.</mixed-citation></ref><ref id="B20"><label>20.</label><mixed-citation>Petersson A., Edris A. Dynamic performance of the Eagle Pass back-to-back HVDC Light tie // 17 International Conference on AC-DC Power Transmission. - London, UK: IEEE. - 2001. - C. 220-225.</mixed-citation></ref><ref id="B21"><label>21.</label><mixed-citation>Khatir M., Zidi S.-A., Hadjeri S., Fellah M.-K. Dynamic performance of a back-to-back HVDC station based on voltage source converters // Journal of Electrical Engineering. - 2010. - № 61(1). - С. 29-36.</mixed-citation></ref><ref id="B22"><label>22.</label><mixed-citation>The MathWorks, Inc, "VSC-Based HVDC Link" [Online]. Available: http://www.amdahl.com/doc/products/bsg/intra/infra/html</mixed-citation></ref><ref id="B23"><label>23.</label><mixed-citation>Волошин М.В., Демидов А.А., Никишин К.А., Титаевская Н.А. Разработка алгоритмов управления ВПТ от централизованной системы автоматического регулирования частоты и перетоков активной мощности // Известия НТЦ ЕЭС. - 2015. - № 1(72). - С. 95-108.</mixed-citation></ref><ref id="B24"><label>24.</label><mixed-citation>Drozdov A., Kiselev A., Suslova O. Current status and development VSC-based HVDC technologies in power system of Russian Federation // HVDC and Power Electronics International Colloquium. - Agra, India: Cigre. - 2015. - С. 1-9.</mixed-citation></ref></ref-list></back></article>
