Повышение эффективности электропотребления в условиях изменяющегося качества электрической энергии

Автор: Наумов И.В.

Журнал: Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии @technologies-sfu

Рубрика: Исследования. Проектирование. Опыт эксплуатации

Статья в выпуске: 5 т.16, 2023 года.

Бесплатный доступ

Это исследование посвящено анализу режимов работы действующих электрических сетей, осуществляющих питание различных групп потребителей. Установлено, что различный характер электропотребления приводит к существенному изменению норм качества электрической энергии, несоблюдение которых сопровождается значительными энергетическими затратами и нарушает условия электромагнитной совместимости технических средств в единой электромагнитной среде. Предложено новое техническое средство минимизации последствий указанных нарушений. Разработаны методы и программные расчеты показателей качества электрической энергии в условиях отсутствия и применения средства минимизации указанных искажений. Представлено имитационное моделирование влияния разработанного технического средства на нормы качества электрической энергии и энергетические потери в реальной действующей электрической сети низкого напряжения, питающей автозаправочную станцию, расположенную в сельской местности. Произведен анализ эффективности предлагаемого технического решения.

Еще

Качество электроэнергии, высшие гармонические составляющие, потери электроэнергии, универсальное балансирующее устройство

Короткий адрес: https://sciup.org/146282709

IDR: 146282709

Список литературы Повышение эффективности электропотребления в условиях изменяющегося качества электрической энергии

ГОСТ 32144-2013. Межгосударственный стандарт. Электрическая энергия. Совместимость технических средств. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения/ Дата введения 2014.07.01. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://docs.cntd.ru/document/1200104301 [GOST 32144-2013. Interstate standard. Electrical energy. Electromagnetic compatibility of technical means. Standards of quality of electric energy in generalpurpose power supply systems/ Date of introduction 2014.07.01. [Electronic resource]. - Access mode: https://docs.cntd.ru/document/1200104301 (In Rus.)].
Standards Coordinating Committee 21 of Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc. (IEEE); IEEE Standard P1547™ (full revision). Standard for Interconnection and Interoperability of Distributed Energy Resources with Associated Power Systems Interfaces - Working Group Resource Document. [Electronic resource]. - Access mode: http://grouper.ieee.org/groups/scc21/1547_revision/ private/1547revision_drafts.html; Apr., 16 2023.
Standards Coordinating Committee 21 of Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc. (IEEE); IEEE Standard P1547.8™/D 8. Recommended Practice for Establishing Methods and Procedures that Provide Supplemental Support for Implementation Strategies for Expanded Use of IEEE Standard 1547; IEEE ballot document. [Electronic resource]. - Access mode: http://grouper.ieee. org/groups/scc21/1547.8/; Mach 10, 2023.
IEEE 1159-2019 - IEEE Recommended Practice for Monitoring Electric Power Quality. [Electronic resource]. - Access mode:: https://ieeexplore.ieee.org/document/8796486. Дата обращения: Mach 23, 2023.
IEC TS 62749:2020(MAIN) Assessment of power quality - Characteristics of electricity supplied by public networks. [Electronic resource]. - Access mode:: https://standards.iteh.ai/catalog/ standards/iec/7568f287-0709-4b64-8f64-b19c62f6b2fd/iec-ts-62749-2020/; Mach 27, 2023.
ASER. Security of EU electricity supply in 2021: Report on Member States approaches to assess and ensure adequacy. 0ct.2022. [Electronic resource]. - Access mode: https://acer.europa.eu/ Publications/ACER_Security_of_EU_Electricity_Supply_2021.pdf; Apr. 26, 2023.
Амелькина Н. А., Бодрухина С. С., Цырук С. А. Определение фактического вклада асимметричных потребителей в искажение качества электроэнергии в точке общего подключения // Электрик.- 2005.- № 4. С. 17-21. [Amelkina N. A., Bodrukhina S. S., Tsyruk S. A. Determination of the actual contribution of asymmetric consumers to the distortion of electricity quality at the point of common connection // Electrician.- 2005. - No. 4. pp. 17-21. (In Rus.)]
Ануфриев А. И., Платонов И. Ю., Агеев В. А и др. Энергоэффективные и ресурсосберегающие технологии и системы. Межвузовский сборник научных трудов, Саранск.- 2016. - С. 186-190. [Anufriev A. I., Platonov I. Yu., Ageev V. A and others. Energy-efficient and resource-saving technologies and systems. Intercollegiate collection of scientific papers, Saransk.- 2016. - pp. 186-190. (In Rus.)].
Francisco G. Montoya et all. Power Quality: Scientific Collaboration Networks and Research Trends. Energies, 2018, Volume: 11, Number: 2067. [Electronic resource]. - Access mode: https://www. mdpi.com/1996-1073/11/8/2066. Apr. 26, 2023.
David Lumbreras, Eduardo Galvez, Alfonso Collado and Jordi Zaragoza. Trends in Power Quality, Harmonic Mitigation and Standards for Light and Heavy Industries: A Review. Energies 2020, 13(21), 5792; https://doi.org/10.3390/en13215792.
Абдиева З. Е., Назаров Б. Б. Причины асимметричных режимов в электрических сетях 0,38 кВ /Наука и инновационные технологии.- № 1(3). - С. 64-67. [Abdieva Z. E., Nazarov B. B. Causes of asymmetric modes in 0.38 kV electrical networks. Science and Innovative technologies. - No. 1(3). - pp. 64-67. (In Rus)].
Килин С. В., Вендин С. В. Анализ несинусоидальности и асимметрии в электрических сетях 0,4-10 кВ - Проблемы электрификации сельского хозяйства: сборник научных трудов по материалам Всероссийского НПК, Ярославль, 2018, с. 15-21. [Kilin S. V., Vendin S. V. Analysis of non-sinusoidality and asymmetry in 0.4-10 kV electrical networks - Problems of electrification of agriculture: collection of scientific papers based on the materials of the All-Russian NPC, Yaroslavl, 2018, pp. 15-21. (In Rus.)].
Оськин С. В., др. Результаты анализа качества и безопасности электроэнергии на производственном объекте. - Чрезвычайные ситуации: промышленная и экологическая безопасность, 2017, № 4 (32), с. 149-155. [Oskin S. V., et al. The results of the analysis of the quality and safety of electricity at the production facility. - Emergency situations: Industrial and Environmental safety, 2017, No. 4 (32), pp. 149-155. (In Rus,)]
Коновалов Ю. В., Воробьев И. И. Анализ качества электроэнергии на предприятии. -Вестник Ангарской государственной технической академии, 2014, № 8, с. 57-60. [Konovalov Yu.V., Vorobyev I. I. Analysis of the quality of electricity at the enterprise. - Bulletin of the Angarsk State Technical Academy, 2014, No. 8, pp. 57-60. (In Rus.)].
Козловская В. Б., Калечиц В. Н. Несбалансированные режимы линий наружного освещения. Энергия. - Труды высших учебных заведений СНГ и энергетических ассоциаций, 2019, № 62 (3), с. 232-246. [Kozlovskaya V. B., Kalechits V. N. Unbalanced modes of outdoor lighting lines. Energy. - Proceedings of Higher Educational Institutions of the CIS and Energy Associations, 2019, No. 62 (3), pp. 232-246. (In Rus.)].
Костюков Д. А. Оценка вклада потребителя в асимметрию напряжения вдоль нулевой последовательности в точке общего подключения. - Вестник Северо-Кавказского федерального университета, 2018, № 6 (69), с. 24-34. [Kozlovskaya V. B., Kalechits V. N. Unbalanced modes of outdoor lighting lines. Energy. - Proceedings of Higher Educational Institutions of the CIS and Energy Associations, 2019, No. 62 (3), pp. 232-246. (In Rus.)]
Килин С. В., Вендин С. В. Анализ несинусоидальности и асимметрии в электрических сетях 0,4-10 кВ. - Проблемы электрификации сельского хозяйства: сборник научных трудов по материалам Всероссийского НПК, Ярославль, 2018, с. 15-21. [Kilin S. V., Vendin S. V. Analysis of non-sinusoidality and asymmetry in 0.4-10 kV electrical networks. - Problems of electrification of agriculture: collection of scientific papers based on the materials of the All-Russian NPC, Yaroslavl, 2018, pp. 15-21. (In Rus.)].
Сариев И. Н. и др. Влияние асимметрии напряжения на потери электроэнергии в системах электроснабжения. - Автоматизация и разработка программного обеспечения, 2017, № 2 (20), с. 46-51. [Sariev I. N. et al. The effect of voltage asymmetry on electricity losses in power supply systems. - Automation and Software Development, 2017, No. 2 (20), pp. 46-51. (In Rus.)].
Dugan R., McGranaghan M., Santoso A. and Beaty H. Electrical Power Systems Quality, 3rd edition, McGraw-Hill, New-York, 2012.
Ahmed I. A., Zobaa A. F. and Taylor G. A. Power Quality Issues of 3MW Direct-Driven PMSG Wind Turbine. 50th International Universities Power Engineering Conference (UPEC), Sept. 2015.
Гольдштейн В. Г., Сливкин В. Г. Анализ электромагнитной совместимости низковольтных электроприемников с асимметричными режимами работы высоковольтных электрических сетей. - Вестник Сам. гос. тех. ун-та. Сер. Физ.-мат. Науки.- 2002.- № 16, С. 205-208. [Goldstein V. G., Slivkin V. G. Analysis of electromagnetic compatibility of low-voltage electrical receivers with asymmetric modes of operation of high-voltage electrical networks. - Bulletin of Sam. gos. tech. un-ta. Ser. Phys.-mat. Science.- 2002. - No. 16, pp. 205-208. (In Rus.)].
Жилин М. И., Воркунов О. В. Повышение качества электрической энергии / Приоритетные направления развития науки. Сб. статей по материалам международной научно-практической конференции. В 2 частях. - М.: ООО «Научное партнерство «Апекс».- 2017. -С. 83-85. [Goldstein V. G., Slivkin V. G. Analysis of electromagnetic compatibility of low-voltage electrical receivers with asymmetric modes of operation of high-voltage electrical networks. - Bulletin of Sam. gos. tech. un-ta. Ser. Phys.-mat. Science.- 2002. - No. 16, pp. 205-208. (In Rus.)].
Наумов И. В. Снижение потерь и повышение качества электрической энергии в сельских распределительных сетях 0,38 кВ с помощью симметрирующих устройств. - Дисс. на соиск. уч. степени доктора техн. наук, Иркутск, 2002, 387 с. [Naumov I. V. Reduction of losses and improvement of the quality of electric energy in rural distribution networks of 0.38 kV with the help of symmetrical devices. - Diss. for the degree of Doctor of Technical Sciences, Irkutsk, 2002, 387 p. (In Rus.)].
Жежеленко, И. В. Высшие гармоники в системах электроснабжения промпредприятий. - М.: Энергоатомиздат, 2000.- 331 с. [Zhezhelenko, I. V. Higher harmonics in power supply systems of industrial enterprises. - Moscow: Energoatomizdat, 2000.- 331 p. (In Rus.)].
Наумов И. В. Метод и программа расчёта потерь мощности и показателей несимметрии токов и напряжений в распределительной сети 0,38 кВ с симметрирующим устройством. - Мех. и электр. соц. сельск. хоз-ва., 1989, № 3, 30 с. - реф. Деп. Рук. № 22 ВС-89 Деп. [Naumov I. V. Method and program for calculating power losses and indicators of current and voltage asymmetry in a 0.38 kV distribution network with a balancing device. - Mech. and electric. social. rural. khoz-va., 1989, No. 3, 30 p. - ref. Dep. Ruk. No. 22 VS-89 Dep. (In Rus.)].
Наумов И. В., Бастрон А. В. Исследование несимметричных режимов работы внутренних электрических сетей индивидуальных жилых домов в сельской местности. - НГИЭИ, 2022, № 6(133), с. 44-58. [Naumov I. V., Bastron A. V. Investigation of asymmetric modes of operation of internal electrical networks of individual residential buildings in rural areas. - NGIEI, 2022, No. 6(133), pp. 44-58. (In Rus.)].
Наумов И. В. К вопросу управления несимметричными режимами работы распределительных электрических сетей 0,38 кВ. - Промышленная энергетика, 2022, № 5, с. 2-14. [Naumov I. V. On the issue of controlling asymmetric modes of operation of 0.38 kV distribution electric networks. - Industrial Energy, 2022, No. 5, pp. 2-14. (In Rus.)].
Коверникова Л. И. Централизованное снижение уровня высших гармоник в сети высокого напряжения с распределенными нелинейными нагрузками с помощью пассивных фильтров. - Электричество, 2010. - N 9, С. 50-55. [Kovernikova L. I. Centralized reduction of the level of higher harmonics in a high-voltage network with distributed nonlinear loads using passive filters. -Electricity, 2010. - N 9, pp. 50-55. (In Rus.)].
Наумов И. В., Белоусова Е. А. Выбор параметров устройств симметрирования в распределительных электрических сетях 0,38 кВ. - Вестник КрасГАУ, 2017, № 1, с. 99-107. [Naumov I. V., Belousova E. A. Selection of parameters of symmetry devices in 0.38 kV distribution electric networks. - Bulletin of KrasGAU, 2017, No. 1, pp. 99-107. (In Rus.)].
Наумов И. В., Федоринова Э. С., Якупова М. А., Подъячих С. В. "Unbalance - 1". Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2022610925 от 07.07.2022. [Naumov I. V., Fedorinova E. S., Yakupova M. A., Podyachikh S. V. "Unbalance - 1". Certificate of state registration of the computer program No. 2022610925 dated 07.07.2022. (In Rus.].

Еще

Статья научная