novtexmechМехатроника, автоматизация, управлениеMekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie1684-64272619-1253Commercial Publisher «New Technologies»10.17587/mau.22.191-199novtexmech-974Research ArticleАВТОМАТИЗАЦИЯ И УПРАВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИAUTOMATION AND CONTROL TECHNOLOGICAL PROCESSESУправление потерями электроэнергии в распределительных сетях в составе автоматизированных систем контроля и учета электроэнергииElectricy Losses Management in Distribution Network as a Composition of Automated Meter Reading and Control System (AMRCS)ОморовТ. Т.OmorovT. T.

чл.-корр., д-р техн. наук, проф., зав. лаб.

г. Бишкек

Corresponding-Member of the NAS KR, Dr. Tech. Sc., Head of the Laboratory

Bishkek, 720071

omorovtt@mail.ruТакырбашевБ. К.TakyrbashevB. K.

канд. техн. наук, ст. науч. сотр.

г. Бишкек

Senior Researcher

Bishkek, 720071

b.takyrbashev@gmail.comКойбагаровТ. Дж.KoibagrovT. D.

аспирант

г. Бишкек

Postgraduate

Bishkek, 720071

koibagarov@bk.ruНациональная академия наук Кыргызской Республики, Институт машиноведения и автоматикиКыргызстанInstitute of Mechanical Engineering, Automationof the NAS KRKyrgyzstan202105042021224191199Copyright © Commercial Publisher «New Technologies», 20212021Commercial Publisher «New Technologies»Commercial Publisher «New Technologies»https://mech.novtex.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://mech.novtex.ru/jour/article/view/974

Рассматривается задача управления потерями электроэнергии в распределительных электрических сетях (РЭС), функционирующих в условиях несимметрии токов и напряжений. Как известно, фактор несимметрии приводит к значительным потерям активной мощности, и, как следствие, снижается эффективность и технико-экономические показатели РЭС. Целью управления является минимизация технических потерь энергии в РЭС на основе создания системы автоматического управления (САУ) процессом симметрирования трехфазной сети в структуре автоматизированных систем контроля и учета электроэнергии (АСКУЭ). Последние в настоящее время широко внедряются для автоматизации информационных процессов в РЭС. Однако в составе АСКУЭ отсутствуют технологии, предназначенные для решения рассматриваемой проблемы. Предлагается метод построения цифрового регулятора САУ, основная функция которого заключается в поддержании фазных токов на входе сети на заданном уровне в режиме реального времени. Концепция метода основана на идее желаемого перераспределения потоков электроэнергии между фазами РЭС путем соответствующего переключения однофазных потребителей (абонентов) так, чтобы обеспечивался минимальный разброс фазных токов от их заданного уровня. Для достижения цели управления построены критериальные функции, определяющие качественные показатели функционирования САУ. Разработаны алгоритмы функционирования цифрового регулятора и формирования управляющих воздействий на объект. Последние представляют собой цифровой код, содержащий данные о координатах счетчиков электроэнергии абонентов трехфазной сети, подлежащих переключению на другую фазу.

The problem of electricity losses management in distribution electric networks (DEN) operating in conditions of asymmetry of currents and voltages is reviewed. As it is known, the asymmetry factor leads to significant losses of active power and, as a result, decreases the efficiency and technical and economic indicators of the DEN. The purpose of the control is to minimize technical energy losses in the distribution network based on the creation of an automatic control system (ACS) for the process of balancing a three-phase network in the composition of automated meter reading and control system (AMRCS). The latter are currently being widely implemented to automate information processes in DEN. However, AMRCS does not include in its composition technologies designed to solve the problem under review. A method is proposed for constructing a digital ACS controller, the main function of which is to maintain phase currents at the network input at a given level in real time. The concept of the method is based on the idea of the desired redistribution of electricity flows between the phases of the distribution network by appropriate switching of single-phase consumers (customers) so that the minimum spread of phase currents from their specified level is ensured. To achieve the goal of control, criterion functions are constructed that determine the qualitative indicators of the functioning of the ACS. Algorithms for the functioning of the digital controller and the formation of control actions on the subject have been developed. The latter are a digital code containing data on the coordinates of electricity meters of consumers of a three-phase network to be switched to another phase.

трехфазная распределительная сетьнесимметричный режимуправление потерями электроэнергиицифровой регуляторалгоритм управленияthree-phase distribution networkasymmetrical modeelectricity losses managementdigital controlleralgorithm managementReferencesЯкушев К. В. Автоматизированная система коммерческого учета электроэнергии для розничного рынка // Информатизация и системы управления в промышленности. 2009. № 3(23). С. 9—13.Yakushev K. V. Automat system of the commercial account of the electric power for the retail market Information and control systems in the industry, Tht Young scientis, 2009, no. 3 (23) (in Russian).El-Hawary M. E. The Smart Grid—State-of-the-art and Future Trends // Electr. Power Compon. Syst. 2014. Vol. 42. P. 239—250.El-Hawary M. E. The Smart Grid—State-of-the-art and Future Trends. Electr. Power Compon. Syst. 2014, vol. 42, pp. 239—250.Kosoukhob F. D., Vasilev N. V., Filipov А. О. Reducing loses from current unbalance and improving electric-energy quality in 0.38-Kv networks with municipal loads // Russian eletctrical engineering. 2014. Vol. 85, N. 6. P. 350—353.Kosoukhob F. D., Vasilev N. V., Filipov А. О. Reducing loses from current unbalance and improving electric-energy quality in 0.38-Kv networks with municipal loads, Russian eletctrical engineering, Allerton Press, Inc. (New York), 2014, vol. 85, no. 6, pp. 350—353.Оморов Т. Т. Оценка влияния несимметрии токов и напряжений на потери электроэнергии в распределительной сети с использованием АСКУЭ // Электричество. 2017. № 9. С. 17—23.Omorov T. T. Assessment of the influence of unbalance of currents and voltages on power losses in the distribution network using ASKUE, Electricity, 2017, no. 9, pp. 17—23 (in Russian).Czarnecki L. S., Bhattarai P. D. Currents’ physical components (CPC) in three-phase systems with asymmetrical voltage // Przegl@d Elektrotechniczny, 2015. N.6. P. 40—47. doi:10.15199/48.2015.06.06.Czarnecki L. S., Bhattarai P. D. Currents’ physical components (CPC) in three-phase systems with asymmetrical voltage, Przegląd Elektrotechniczny, 2015, no. 6, pp. 40—47, doi:10.15199/48.2015.06.06.Пономаренко О. И., Холиддинов И. Х. Влияние несимметричных режимов на потери мощности в электрических сетях распределенных систем электроснабжения // Энергетик. 2015. № 12. С. 6—8.Ponomarenko O. I., Holodinov I. H. influence of asymmetrical modes on capacity losses in electric networks of the distributed systems of electrosupply, Energetic, 2015, no. 12, pp. 6—8 (in Russian).Mahmoud K., Yorino N., Ahmed A. Optimal Distributed Generation Allocation in Distribution Systems for Loss Minimization // IEEE Trans. Power Syst. 2016. Vol.31. P. 960—969.Mahmoud K., Yorino N., Ahmed A. Optimal Distributed Generation Allocation in Distribution Systems for Loss Minimization, IEEE Trans. Power Syst., 2016, vol. 31, pp. 960—969.Арутюнян А. Г. О расчете дополнительных потерь мощности в трехфазных четырехпроводных сетях // Электричество. 2015. № 10. С. 55—58.Harutyunyan A. G. On the calculation of additional power losses in three-phase four-wire networks, Electricity, 2015, no.10, pp. 55—58 (in Russian).Патент № 2548656 (РФ). В. В. Самокиш. Способ симметрирования фазных токов трехфазной четырехпроводной линии и устройство для его осуществления // Бюлл. № 11. 27.12.2013.Samokish V. V. The patent № 2548656 (Russian Federations). Sposob of balancing of phase currents of a three-phase four-wire line and the device for its realization, Biul, no.11. 27.12.2013 (in Russian).Патент № 2249286 (РФ). Г. А. Большанин. Способ автоматизированного активного контроля уровня несимметрии напряжений и токов // Бюлл. № 9. 27.03.2005.Bolshanin G. A. The patent № 2249286 (Russian Federations). A way of the automated active control of level of asymmetry of pressure and currents, Biull, no. 9. 27.03.2005.Патент № 2490768 (РФ). И. В. Наумов, Д. А. Иванов, С. В. Подъячих, Гантулга Дамдинсурэн. Симметрирующее устройство для трехфазных сетей с нулевым проводом // Бюлл. № 23. 20.08.2013.Naumov I. V., Ivanov D. A., Podjachih S. V. The patent № 2490768 (Russian Federations). The symmetrizing device for three-phase networks with a zero wire, Biull, no. 23. 20.08.2013 (in Russian).Киселев М. Г., Лепанов М. Г. Симметрирование токов в сетях электроснабжения силовым электрическим регулятором неактивной мощности // Электротехника. 2018. № 11. С. 63—70.Kiselyov M. G., Lepanov M. G. Simmetrirovanie of currents in electrosupply networks a power electric regulator of inactive capacity, The Electrical engineer, 2018, no. 11, pp. 63—70 (in Russian).Omorov Т. Т., Takyrbashev B. K., Osmonova Ch. K. Synthesis of the managing director of the subsystem for optimization of the operating mode of the distributive electric network // Engineering Studies. 2016. № 3. P. 606—615.Omorov Т. Т., Takyrbashev B. K., Osmonova Ch. K. Synthesis of the managing director of the subsystem for optimization of the operating mode of the distributive electric network, Engineering Studies, 2016, no.3, pp. 606—615.Оморов Т. Т. Симметрирование распределенной электрической сети методом цифрового регулирования // Мехатроника, автоматизация, управление. 2018. Т. 19, № 3. С. 194—200.Omorov T. T. Balancing of the distributed electric network a method of digital regulation, Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie, 2018, vol. 19, no. 3, pp. 194—200 (in Russian).Оморов Т. Т. Синтез цифрого регулятора для симметрирования распределительной электрической сети // Приборы и системы: Управление, контроль, диагностика. 2019. № 11. С. 51—56.Omorov T. T. Synthesis of a digital controller for balancing the distribution electrical network, Instruments and systems: Management, control, diagnostics, 2019, no. 11, pp. 51—56 (in Russian).URL: http://www.mir-omsk.ru/stuff/career/vacancies.Available at: http://www.mir-omsk.ru/stuff/career/vacancies.Tanveer A. Non-technical loss analysis and prevention using smart meters // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2017. Vol. 72. P. 573—589.Tanveer A. Non-technical loss analysis and prevention using smart meters, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2017, vol. 72, pp. 573—589.Демирчян К. С., Нейман Л. Р., Коровкин А. В. Теоретические основы электротехники. Т. 1. СПб.: Питер, 2009. 512 с.Demirchjan K. S., Nejman L. R., Korovkin A. V. Theoretical of a basis electrical engineers. Vol. 1, SPb., Peter, 2009, 512 p. (in Russian).Аоки М. Введение в методы оптимизации. М.: Наука, 1977. 334 с.Aoki M. Introduction to methods of optimization, Moscow, Science, 1977, 334 p. (in Russian).Емельянов С. И., Уткин В. И., Таран В. А. Теория систем с переменной структурой. М.: Наука, 1970. 592 с.Emeljanov S. I., Utkin V. I., Taran V. A. The theory of systems with variable structure. Moscow, Science, 1970, 592 p. (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.