Управление потерями электроэнергии в распределительных сетях в составе автоматизированных систем контроля и учета электроэнергии

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.

1. Якушев К. В. Автоматизированная система коммерческого учета электроэнергии для розничного рынка // Информатизация и системы управления в промышленности. 2009. № 3(23). С. 9—13.

2. El-Hawary M. E. The Smart Grid—State-of-the-art and Future Trends // Electr. Power Compon. Syst. 2014. Vol. 42. P. 239—250.

3. 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.

4. Оморов Т. Т. Оценка влияния несимметрии токов и напряжений на потери электроэнергии в распределительной сети с использованием АСКУЭ // Электричество. 2017. № 9. С. 17—23.

5. 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.

6. Пономаренко О. И., Холиддинов И. Х. Влияние несимметричных режимов на потери мощности в электрических сетях распределенных систем электроснабжения // Энергетик. 2015. № 12. С. 6—8.

7. 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.

8. Арутюнян А. Г. О расчете дополнительных потерь мощности в трехфазных четырехпроводных сетях // Электричество. 2015. № 10. С. 55—58.

9. Патент № 2548656 (РФ). В. В. Самокиш. Способ симметрирования фазных токов трехфазной четырехпроводной линии и устройство для его осуществления // Бюлл. № 11. 27.12.2013.

10. Патент № 2249286 (РФ). Г. А. Большанин. Способ автоматизированного активного контроля уровня несимметрии напряжений и токов // Бюлл. № 9. 27.03.2005.

11. 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.

12. Киселев М. Г., Лепанов М. Г. Симметрирование токов в сетях электроснабжения силовым электрическим регулятором неактивной мощности // Электротехника. 2018. № 11. С. 63—70.

13. 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.

14. Оморов Т. Т. Симметрирование распределенной электрической сети методом цифрового регулирования // Мехатроника, автоматизация, управление. 2018. Т. 19, № 3. С. 194—200.

15. Оморов Т. Т. Синтез цифрого регулятора для симметрирования распределительной электрической сети // Приборы и системы: Управление, контроль, диагностика. 2019. № 11. С. 51—56.

16. URL: http://www.mir-omsk.ru/stuff/career/vacancies.

17. Tanveer A. Non-technical loss analysis and prevention using smart meters // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2017. Vol. 72. P. 573—589.

18. Демирчян К. С., Нейман Л. Р., Коровкин А. В. Теоретические основы электротехники. Т. 1. СПб.: Питер, 2009. 512 с.

19. Аоки М. Введение в методы оптимизации. М.: Наука, 1977. 334 с.

20. Емельянов С. И., Уткин В. И., Таран В. А. Теория систем с переменной структурой. М.: Наука, 1970. 592 с.