RU2742902C1 - Method for determining compensating device connection points - Google Patents

Method for determining compensating device connection points Download PDF

Info

Publication number
RU2742902C1
RU2742902C1 RU2020136148A RU2020136148A RU2742902C1 RU 2742902 C1 RU2742902 C1 RU 2742902C1 RU 2020136148 A RU2020136148 A RU 2020136148A RU 2020136148 A RU2020136148 A RU 2020136148A RU 2742902 C1 RU2742902 C1 RU 2742902C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
active power
total
power
losses
load
Prior art date
Application number
RU2020136148A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Егор Олегович Замятин
Александр Николаевич Скамьин
Ирина Николаевна Войтюк
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет»
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет» filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет»
Priority to RU2020136148A priority Critical patent/RU2742902C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2742902C1 publication Critical patent/RU2742902C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/18Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/30Reactive power compensation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

FIELD: electrical and power engineering.
SUBSTANCE: invention relates to a method for reducing the total losses of active power in electrical networks by reducing the level of reactive power and higher harmonics. According to the method, measurements of active power, power factor, total harmonic distortion, the length of the power transmission line are carried out using an electrical energy quality analyzer, then the connection points of compensating devices are selected taking into account the topology of the distribution network, which are determined based on the contribution of the load to the total losses of active power according to the formula
Figure 00000029
,
based on the results of the calculation, a ranking histogram is constructed in descending order of the value of Zi, on which the accumulated Pareto percentage curve is imposed, the permissible level of contribution to the total active power losses is set, then the loads that have a greater contribution to the total active power losses are determined, after which compensating devices are connected directly at these loads.
EFFECT: increase in quality of electricity and decrease in total losses of active power due to the point connection of compensating devices in distribution network of the enterprise.
1 cl, 4 dwg, 4 tbl

Description

Изобретение относится к электротехнике и электроэнергетике, а именно к способу снижения суммарных потерь активной мощности в электрических сетях, путем снижения уровня реактивной мощности и высших гармоник. Способ может быть использован в системах электроснабжения промышленных предприятий с нелинейной и линейной активно-индуктивной нагрузкой для снижения суммарных потерь активной мощности в распределительных сетях среднего напряжения.The invention relates to electrical engineering and power engineering, and in particular to a method for reducing the total losses of active power in electrical networks by reducing the level of reactive power and higher harmonics. The method can be used in power supply systems of industrial enterprises with nonlinear and linear active-inductive load to reduce the total losses of active power in medium voltage distribution networks.

Известен способ размещения компенсирующих устройств в распределительных сетях предприятий A known method of placing compensating devices in distribution networks of enterprises

Figure 00000001
Figure 00000001

применяемый системах электроснабжения промышленных предприятий с оборудованием, генерирующим высшие гармоники тока, а также в активных фильтрах.used in power supply systems of industrial enterprises with equipment generating higher harmonics of current, as well as in active filters.

Недостаток способа заключается в том, что при выборе компенсирующих устройств учитывается только реактивная мощность нагрузки, при этом, в случае наличия нелинейной нагрузки гармоники тока и напряжения не учитываются, что может привести к выходу из строя компенсирующего устройства, также способ не позволяет определить точки подключения компенсирующих устройств.The disadvantage of this method is that when choosing compensating devices, only the reactive power of the load is taken into account, while, in the case of a nonlinear load, current and voltage harmonics are not taken into account, which can lead to failure of the compensating device, and the method does not allow determining the connection points of the compensating devices.

Известен способ совместной компенсации реактивной мощности, подавления токов высших гармоник и симметрирования токов тяговой нагрузки железной дороги (патент RU 2665697 C1 опубл. 04.09.2018 г.), заключающийся в совместной компенсации реактивной мощности, подавления токов высших гармоник и симметрирования токов тяговой нагрузки.There is a known method of joint compensation of reactive power, suppression of higher harmonic currents and balancing of railway traction load currents (patent RU 2665697 C1 published 09/04/2018), which consists in joint compensation of reactive power, suppression of higher harmonic currents and balancing of traction load currents.

Недостатком способа является сложность его применения с распределенными сетями среднего напряжения, так как для вычисления требуемых величин необходимо множество измерений мгновенных величин, что требует точных средств измерения одновременно с мощным микроконтроллером.The disadvantage of this method is the complexity of its application with distributed networks of medium voltage, since the calculation of the required values requires a lot of measurements of instantaneous values, which requires accurate measuring instruments simultaneously with a powerful microcontroller.

Известен способ размещения конденсаторных устройств в сельских распределительных сетях 0,4 кВ (патент RU 2563250 C1 опубл. 20.09.2015 г.), заключающийся в определение значений длин магистральной линии, двухфазных и трехфазных ответвлений от магистрали; измерение в узлах, соответствующих полученным значениям, напряжения и коэффициента мощности.A known method of placing capacitor devices in rural distribution networks of 0.4 kV (patent RU 2563250 C1 published on 20.09.2015), which consists in determining the values of the lengths of the main line, two-phase and three-phase branches from the main; measurement in nodes corresponding to the obtained values, voltage and power factor.

Недостатком способа является процесс измерения коэффициента реактивной мощности ввиду того, что данный коэффициент не имеет четкого определения и методики его измерения. Также способ не учитывает влияние уже подключенных конденсаторных батарей, что может сказаться на выборе точек подключения новых конденсаторных батарей.The disadvantage of this method is the process of measuring the reactive power factor due to the fact that this factor does not have a clear definition and methodology for its measurement. Also, the method does not take into account the influence of already connected capacitor banks, which may affect the choice of connection points for new capacitor banks.

Известен способ выбора и размещения компенсирующих устройств в электрической сети предприятияA known method for selecting and placing compensating devices in the electrical network of an enterprise

Figure 00000002
Figure 00000002

который заключается в том, что конденсаторные батареи должны быть распределены между подстанциями проектируемой сети таким образом, чтобы потери мощности в сети были минимальны.which consists in the fact that the capacitor banks must be distributed between the substations of the projected network in such a way that the power losses in the network are minimal.

Недостатком способа является тот факт, что для определения точек подключения компенсирующих устройств в сложной распределительной электрической сети необходимо использовать специальные методы оптимизации режимов и расчета на ЭВМ по специальным программам, что приводит к усложнению анализа и, следовательно, к дополнительным временным затратам.The disadvantage of this method is the fact that in order to determine the connection points of compensating devices in a complex electrical distribution network, it is necessary to use special methods for optimizing modes and calculating on a computer using special programs, which leads to a complication of the analysis and, consequently, to additional time costs.

Известен способ рациональной расстановки устройств компенсации реактивной мощности с учетом обобщенных характеристик режима (https://helpiks.org/8-1853.html, дата обращения: 05.11.2019), который заключается в выявлении «жестких» узлов и оценки объема компенсации реактивной мощности используя обобщенные характеристики режима.There is a known method for the rational arrangement of reactive power compensation devices, taking into account the generalized characteristics of the mode ( https://helpiks.org/8-1853.html , date of access: 05.11.2019), which consists in identifying "hard" nodes and assessing the amount of reactive power compensation using generalized characteristics of the regime.

Недостаток способа заключается в том, что он требует большое количество вычислений с использованием специальных программ. Также при наличии в сети высших гармонических искажений использование способа представляется невозможным, поскольку наличие гармонических искажений в распределительной сети данный способ не учитывает. Применение данного способа в условиях несинусоидальности кривой тока или напряжения может привести к выходу из строя компенсирующих устройств.The disadvantage of this method is that it requires a lot of calculations using special programs. Also, in the presence of higher harmonic distortions in the network, the use of the method seems to be impossible, since the presence of harmonic distortions in the distribution network is not taken into account by this method. The use of this method in conditions of non-sinusoidal current or voltage curve may lead to failure of the compensating devices.

Известен способ компенсации высших гармоник и повышения качества потребляемой электроэнергии (патент RU № 2674166, опубл. 05.12.2018 г.), принятый за прототип, заключающийся в достижении минимальных показателей искажения тока и оперативном реагировании на изменения гармонического состава тока.There is a known method for compensating for higher harmonics and improving the quality of consumed electricity (patent RU No. 2674166, publ. 05.12.2018), taken as a prototype, which consists in achieving the minimum indicators of current distortion and prompt response to changes in the harmonic composition of the current.

Недостатком способа является применение активного фильтра, довольно сложного по конструкции и использованию устройства, связанного с большим количеством вычислений, что требует дополнительных вычислительных мощностей, что в свою очередь увеличивает постоянную времени реакции на изменение гармонического состава тока или напряжения, а также приводит к дополнительным энергозатратам.The disadvantage of this method is the use of an active filter, which is rather complex in design and use of a device associated with a large number of calculations, which requires additional computing power, which in turn increases the response time constant to changes in the harmonic composition of the current or voltage, and also leads to additional energy consumption.

Техническим результатом является повышение качества электроэнергии и снижение суммарных потерь активной мощности за счет точечного подключения компенсирующих устройств в распределительной сети предприятия.The technical result is to improve the quality of electricity and reduce the total losses of active power due to the point connection of compensating devices in the distribution network of the enterprise.

Технический результат достигается тем, что проводят замеры активной мощности, коэффициента мощности, суммарного коэффициента гармонических искажений, длины линии электропередач ЛЭП с помощью анализатор качества электрической энергии, далее проводят выбор точек подключения компенсирующих устройств с учетом топологии распределительной сети, которые определяют исходя из вклада нагрузки в суммарные потери активной мощности по формулеThe technical result is achieved by measuring the active power, the power factor, the total harmonic distortion, the length of the transmission line of the power transmission line using the power quality analyzer, then the selection of the connection points of the compensating devices is carried out taking into account the topology of the distribution network, which are determined based on the contribution of the load to total active power losses according to the formula

Figure 00000003
Figure 00000003

где:

Figure 00000004
– длина линии от источника питания до
Figure 00000005
–й нагрузки, км,Where:
Figure 00000004
- the length of the line from the power source to
Figure 00000005
-Th load, km,

Figure 00000006
– суммарная длина линий рассматриваемой сети, км,
Figure 00000006
- total length of lines of the considered network, km,

Figure 00000007
– активная мощность
Figure 00000005
–й нагрузки, кВт,
Figure 00000007
- active power
Figure 00000005
-Th load, kW,

Figure 00000008
– суммарная активная мощность нагрузки, кВт,
Figure 00000008
- total active load power, kW,

Figure 00000009
– коэффициент мощности
Figure 00000005
–й нагрузки, о.е.,
Figure 00000009
- Power factor
Figure 00000005
–Th load, p.u,

Figure 00000010
– средневзвешенный коэффициент мощности нагрузок предприятия, о.е.,
Figure 00000011
– коэффициент искажения по току
Figure 00000005
–й нагрузки, о.е.,
Figure 00000010
Is the weighted average power factor of the enterprise's loads, p.u.,
Figure 00000011
- current distortion factor
Figure 00000005
–Th load, p.u,

Figure 00000012
– средневзвешенный коэффициент искажения по току, о.е.,
Figure 00000012
- weighted average current distortion coefficient, p.u.,

затем по результатам расчета строится гистограмма ранжирования по убыванию величины

Figure 00000013
, на которую накладывают кривую накопленного процента Парето, задают допустимый уровень вклада в суммарные потери активной мощности, затем определяют нагрузки, имеющие больший вклад в суммарные потери активной мощности, после этого подключают компенсирующие устройства непосредственно у этих нагрузок.then, based on the calculation results, a ranking histogram is constructed in descending order of magnitude
Figure 00000013
, on which the accumulated Pareto percentage curve is imposed, the permissible level of contribution to the total active power losses is set, then the loads that have a greater contribution to the total active power losses are determined, after which compensating devices are connected directly at these loads.

Способ поясняется следующими фигурами:The method is illustrated by the following figures:

фиг. 1 – алгоритм реализации способа подключения компенсирующих устройств fig. 1 - algorithm for implementing the method of connecting compensating devices

фиг. 2 – распределительная сеть электротехнического комплекса среднего уровня напряженияfig. 2 - distribution network of the medium voltage electrical complex

фиг. 3 – имитационная однофазная схема замещения сети среднего уровня напряженияfig. 3 - simulated single-phase medium voltage network equivalent circuit

фиг. 4 – гистограммы суммарных потерь активной мощности для различных потребителейfig. 4 - histograms of total active power losses for various consumers

Способ осуществляется следующим образом. Алгоритм реализации способа подключения компенсирующих устройств представлен на фиг. 1. На первом этапе необходимо получить данные путем инструментальных замеров активной мощности (кВт), коэффициента мощности (о.е. относительные единицы), суммарного коэффициента гармонических искажений (о.е. – относительные единицы), длины линии электропередач ЛЭП, используя анализатор качества электрической энергии стационарный или переносной, либо действующую систему сбора данных (при условии возможности измерения указанных параметров).The method is carried out as follows. The algorithm for implementing the method for connecting compensating devices is shown in Fig. 1. At the first stage, it is necessary to obtain data by instrumental measurements of active power (kW), power factor (p.u. - relative units), total harmonic distortion factor (p.u. - relative units), the length of the power transmission line using the analyzer the quality of electrical energy stationary or portable, or an operating data collection system (provided that these parameters can be measured).

Далее, используя полученные данные, рассчитать суммарные потери активной мощности

Figure 00000013
для каждой нагрузки по следующей формуле:Next, using the data obtained, calculate the total losses of active power
Figure 00000013
for each load according to the following formula:

Figure 00000014
Figure 00000014

где:

Figure 00000004
– длина линии от источника питания до
Figure 00000005
-й нагрузки, км;Where:
Figure 00000004
- the length of the line from the power source to
Figure 00000005
th load, km;

Figure 00000006
– суммарная длина линий рассматриваемой сети, км;
Figure 00000006
- total length of lines of the considered network, km;

Figure 00000007
– активная мощность
Figure 00000005
-й нагрузки, кВт;
Figure 00000007
- active power
Figure 00000005
th load, kW;

Figure 00000008
– суммарная активная мощность нагрузки, кВт;
Figure 00000008
- total active power of the load, kW;

Figure 00000009
– коэффициент мощности
Figure 00000005
-й нагрузки, о.е.;
Figure 00000009
- Power factor
Figure 00000005
th load, o.e.;

Figure 00000010
– средневзвешенный коэффициент мощности нагрузок предприятия, о.е.;
Figure 00000010
Is the weighted average power factor of the enterprise's loads, p.u .;

Figure 00000011
– коэффициент искажения по току
Figure 00000005
–й нагрузки, о.е.;
Figure 00000011
- current distortion factor
Figure 00000005
–Th load, o.u .;

Figure 00000012
– средневзвешенный коэффициент искажения по току, о.е.
Figure 00000012
Is the weighted average current distortion coefficient, p.u.

Коэффициент искажения по току нельзя измерить подавляющим большинством измерительной техники, но он связан с THD тока следующим выражением:Current distortion cannot be measured by the vast majority of instrumentation, but is related to current THD by the following expression:

Figure 00000015
Figure 00000015

где:

Figure 00000016
– суммарный коэффициент гармонических искажений, о.е.Where:
Figure 00000016
- total harmonic distortion, p.u.

После чего результат расчета представляется в виде гистограммы, ранжированной по убыванию величины

Figure 00000013
, на которую накладывается кривая накопленного процента Парето и задается допустимый уровень вклада в суммарные потери активной мощности в процентах, как правило 80 %, слева от точки пересечения допустимого уровня вклада в суммарные потери активной мощности и кривой Парето нагрузки имеют больший вклад в суммарные потери активной мощности, что, в свою очередь, обуславливает необходимость подключать компенсирующие устройства непосредственно у этих нагрузок (фиг. 4).After that, the calculation result is presented in the form of a histogram, ranked in descending order of magnitude
Figure 00000013
, on which the curve of the accumulated Pareto percentage is superimposed and the admissible level of contribution to the total losses of active power in percent is set, as a rule, 80%, to the left of the intersection of the admissible level of the contribution to the total losses of active power and the Pareto curve, the loads have a greater contribution to the total losses of active power , which, in turn, necessitates connecting compensating devices directly at these loads (Fig. 4).

Метод Парето применяется в различных областях знаний, широко известна интерпретация метода из экономики – 20 % усилий дают 80 % результата. Математически метод Парето определяется как: вектор решения

Figure 00000017
называется оптимальным по Парето, если не существует
Figure 00000018
такого, что
Figure 00000019
для всех
Figure 00000020
и
Figure 00000021
хотя бы для одного
Figure 00000005
. задавшись уровнем накопленного процента. Компенсирующее устройство подключается непосредственно у нагрузки с наибольшим вкладом в суммарные потери активной мощности. The Pareto method is used in various fields of knowledge, the interpretation of the method from economics is widely known - 20% of efforts give 80% of the result. Mathematically, the Pareto method is defined as: solution vector
Figure 00000017
is called Pareto optimal if it does not exist
Figure 00000018
such that
Figure 00000019
for all
Figure 00000020
and
Figure 00000021
for at least one
Figure 00000005
... having set the level of accumulated interest. The compensating device is connected directly to the load with the greatest contribution to the total active power losses.

Способ поясняется следующими примерами. Имеется сеть среднего уровня напряжения (фиг. 2) содержащая как линейную, так и нелинейную нагрузки. Компенсирующие устройства подключаются на шины среднего напряжения. Реализация способа проводится на основе имитационного моделирования, для чего создана имитационная схема (фиг. 3). Адекватность результатов имитационного моделирования обусловлена применением специализированного программного обеспечения Matlab. The method is illustrated by the following examples. There is a medium voltage network (Fig. 2) containing both linear and non-linear loads. Compensating devices are connected to medium voltage busbars. The implementation of the method is carried out on the basis of simulation modeling, for which a simulation scheme has been created (Fig. 3). The adequacy of the simulation results is due to the use of specialized software Matlab.

Для этой схемы применение способа выглядит следующим образом. В таблице 1 приведены исходные данные, требуемые для расчета суммарных потерь активной мощности.For this scheme, the application of the method is as follows. Table 1 shows the initial data required to calculate the total active power losses.

Таблица 1 – Исходные данныеTable 1 - Initial data

№ п/пP / p No. Наименование нагрузкиLoad name Активная мощность, кВтActive power, kW Коэффициент мощности, о.е.Power factor, p.u. Длина ЛЭП, кмPower transmission line length, km Суммарный коэффициент гармонических составляющих, о.е.Total harmonic distortion, p.u. 1one Цех № 1Shop number 1 1 000,001,000.00 0,710.71 10ten 00 22 Цех № 2Shop number 2 2 000,002,000.00 0,890.89 5five 0,070.07 33 Цех № 3Shop No. 3 2 100,002,100.00 0,730.73 2525 0,20.2 4four Цех № 4Shop No. 4 1 000,001,000.00 0,320.32 10ten 00 5five Цех № 5Shop No. 5 2 000,002,000.00 0,690.69 1515 00 66 Цех № 6Shop number 6 2 000,002,000.00 0,890.89 1717 00

В качестве исходных данных выбирались активная мощность (кВт), коэффициент мощности (о.е.), суммарный коэффициент гармонических искажений (о.е.), длина линии электропередач ЛЭП (км.), которые были получены с металлургического предприятия. Схема (фиг. 2) является радиальной, визуальная простота схемы обусловлена тем, что рассматривается средний уровень напряжения, т.е. 6 (10) кВ. Очевидно, что рассматривать данную схему на всех уровнях напряжения нецелесообразно, поскольку зачастую компенсирующие устройства подключаются именно на средний уровень напряжения.The initial data were active power (kW), power factor (p.u.), total harmonic distortion factor (p.u.), length of the power transmission line (km), which were obtained from a metallurgical enterprise. The circuit (Fig. 2) is radial, the visual simplicity of the circuit is due to the fact that the average voltage level is considered, i.e. 6 (10) kV. Obviously, it is impractical to consider this circuit at all voltage levels, since often compensating devices are connected precisely to the average voltage level.

Имитационная схема представляет собой однофазную схему замещения. Источниками тока моделируются высокочастотные гармонические искажения. Данные имитационного моделирования представлены в таблице 2.The simulation circuit is a single-phase equivalent circuit. High-frequency harmonic distortions are modeled by current sources. Simulation data are presented in Table 2.

Таблица 2 – Результат имитационного моделированияTable 2 - Result of simulation

№ п/пP / p No. Наименование нагрузкиLoad name Ток линии, АLine current, A Потери активной мощности, кВтLoss of active power, kW 1one Цех № 1Shop number 1 130,6130.6 17,117.1 22 Цех № 2Shop number 2 211,1211.1 22,322.3 33 Цех № 3Shop No. 3 276,1276.1 190,6190.6 4four Цех № 4Shop No. 4 272,7272.7 74,474.4 5five Цех № 5Shop No. 5 246,8246.8 91,491.4 66 Цех № 6Shop number 6 198,1198.1 66,766.7 77 Суммарные потериTotal losses -- 462,4462.4

Для определения точек подключения, согласно предлагаемому способу, данные из таблицы 1 вводятся в программу, реализующую алгоритм определения точек подключения компенсирующих устройств, в результате получится гистограмма (Фиг. 4). В основе алгоритма лежит вычисление вклада нагрузки в суммарные потери активной мощности

Figure 00000013
.To determine the connection points, according to the proposed method, the data from Table 1 are entered into the program that implements the algorithm for determining the connection points of the compensating devices, the result is a histogram (Fig. 4). The algorithm is based on calculating the contribution of the load to the total losses of active power
Figure 00000013
...

Из гистограммы видно, что наибольший вклад в суммарные потери активной мощности вносят нагрузки под номерами 3, 5, 4, 6. Однако, согласно предлагаемому способу, компенсирующие устройства необходимо подключать у нагрузки, создающей 80 % потерь (метод Парето). Таким образом, компенсировав искажения, создаваемые нагрузками 3, 5, 4 суммарные потери активной мощности снизятся до оптимального уровня (по критерию отношения затрат на компенсирующие устройства к эффекту от их применения) (Таблица 3).The histogram shows that the greatest contribution to the total losses of active power is made by loads numbered 3, 5, 4, 6. However, according to the proposed method, compensating devices must be connected at a load that creates 80% losses (Pareto method). Thus, having compensated for the distortions created by loads 3, 5, 4, the total losses of active power will decrease to the optimal level (according to the criterion of the ratio of costs for compensating devices to the effect of their use) (Table 3).

Таблица 3 – Результат компенсации искажений по предлагаемому способуTable 3 - Result of distortion compensation according to the proposed method

№ п/пP / p No. Наименование нагрузкиLoad name Ток линии, АLine current, A Потери активной мощности, кВтLoss of active power, kW 1one Цех № 1Shop number 1 132,8132.8 17,617.6 22 Цех № 2Shop number 2 214,9214.9 23,123.1 33 Цех № 3Shop No. 3 193193 93,193.1 4four Цех № 4Shop No. 4 96,996.9 9,49.4 5five Цех № 5Shop No. 5 189,4189.4 53,853.8 66 Цех № 6Shop number 6 201,4201.4 69,069.0 77 Суммарные потериTotal losses -- 266266

Сравнение с другими возможными способами подключения компенсирующих устройств представлено в таблице 4.Comparison with other possible ways of connecting compensating devices is presented in table 4.

Таблица 4 – Сравнение результатов применения компенсирующих устройств разными способамиTable 4 - Comparison of the results of using compensating devices in different ways

№ п/пP / p No. Наименование нагрузкиLoad name Потери активной мощности без компенсации, кВтLosses of active power without compensation, kW Потери активной мощности при компенсации по предлагаемому способу, кВтLoss of active power when compensated by the proposed method, kW Потери активной мощности при компенсации всех искажений, кВтLosses of active power when compensating for all distortions, kW Потери активной мощности при централизованной компенсации, кВтActive power losses with centralized compensation, kW 1one Цех № 1Shop number 1 17,117.1 17,617.6 9,54929.5492 18,117218.1172 22 Цех № 2Shop number 2 22,322.3 23,123.1 19,090619.0906 23,609623.6096 33 Цех № 3Shop No. 3 190,6190.6 93,193.1 94,672994.6729 138,651138,651 4four Цех № 4Shop No. 4 74,474.4 9,49.4 9,54929.5492 79,073479.0734 5five Цех № 5Shop No. 5 91,491.4 53,853.8 54,664254.6642 97,155497,1554 66 Цех № 6Shop number 6 66,766.7 69,069.0 61,3761.37 70,88670,886 77 Суммарные потериTotal losses 462,4462.4 266,0266.0 248,896248,896 427,492427,492 88 Снижение потерь активной мощности, %Reduction of active power losses,% 00 42,542.5 46,246.2 7,57.5

Из анализа данных в таблице 4 видно, что наибольший эффект в виде снижения потерь активной мощности достигается при подключении компенсирующих устройств непосредственно у каждой нагрузки. Однако, эффект по предлагаемому способу не много ниже – 42,5 % против 46,2 %, разница менее 4 % при разнице в затратах более 50 %, т.к. необходимо подключить лишь три компенсирующих устройства вместо 6. Централизованный способ компенсации показал худший результат, всего 7,5 % из чего следует, что при этом способе предприятие не избавляется от искажений внутри своей распределительной сети, в следствие этого данный способ применять экономически нецелесообразно.From the analysis of the data in Table 4, it can be seen that the greatest effect in the form of a decrease in active power losses is achieved when compensating devices are connected directly at each load. However, the effect of the proposed method is not much lower - 42.5% versus 46.2%, the difference is less than 4% with a difference in costs of more than 50%, because it is necessary to connect only three compensating devices instead of 6. The centralized compensation method showed the worst result, only 7.5% from which it follows that with this method the enterprise does not get rid of distortions within its distribution network, as a result of this, this method is economically inexpedient to use.

В результате применения способа повышается уровень качества электроэнергии, снижаются суммарные потери активной мощности за счет точечного подключения компенсирующих устройств в распределительной сети предприятия. As a result of applying the method, the level of power quality increases, the total losses of active power are reduced due to the point connection of compensating devices in the distribution network of the enterprise.

Claims (10)

Способ определения точек подключения компенсирующих устройств, заключающийся в алгоритме работы устройства компенсации высших гармоник, отличающийся тем, что проводят замеры активной мощности, коэффициента мощности, суммарного коэффициента гармонических искажений, длины линии электропередач ЛЭП с помощью анализатора качества электрической энергии, далее проводят выбор точек подключения компенсирующих устройств с учетом топологии распределительной сети, которые определяют исходя из вклада нагрузки в суммарные потери активной мощности по формуле:A method for determining the connection points of compensating devices, which consists in the operation algorithm of the device for compensating for higher harmonics, characterized in that they measure the active power, power factor, total harmonic distortion, the length of the transmission line of the power transmission line using an electrical energy quality analyzer, then select the connection points of compensating devices taking into account the topology of the distribution network, which are determined based on the contribution of the load to the total losses active power according to the formula:
Figure 00000022
Figure 00000022
где: li – длина линии от источника питания до i–й нагрузки, км,where: l i is the length of the line from the power source to the i-th load, km, l – суммарная длина линий рассматриваемой сети, км,l - total length of lines of the considered network, km, Pi – активная мощность i–й нагрузки, кВт,P i - active power of the i-th load, kW, P – суммарная активная мощность нагрузки, кВт,P - total active power of the load, kW, KMi – коэффициент мощности
Figure 00000023
i–й нагрузки , о.е.,
K Mi - power factor
Figure 00000023
i-th load, p.u,
KM∑ – средневзвешенный коэффициент мощности нагрузок предприятия, о.е., ki – коэффициент искажения по току i–й нагрузки, о.е.,K M∑ is the weighted average power factor of the enterprise loads, p.u., k i is the distortion factor for the current of the i-th load, p.u., k – средневзвешенный коэффициент искажения по току, о.е., k - weighted average current distortion coefficient, p.u., затем по результатам расчета строится гистограмма ранжирования по убыванию величины Zi, на которую накладывают кривую накопленного процента Парето, задают допустимый уровень вклада в суммарные потери активной мощности, затем определяют нагрузки, имеющие больший вклад в суммарные потери активной мощности, после этого подключают компенсирующие устройства непосредственно у этих нагрузок.then, based on the results of the calculation, a ranking histogram is constructed in descending order of the value of Z i , on which the accumulated Pareto percentage curve is imposed, the permissible level of contribution to the total active power losses is set, then the loads that have a greater contribution to the total active power losses are determined, after which compensating devices are connected directly have these loads.
RU2020136148A 2020-11-03 2020-11-03 Method for determining compensating device connection points RU2742902C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020136148A RU2742902C1 (en) 2020-11-03 2020-11-03 Method for determining compensating device connection points

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020136148A RU2742902C1 (en) 2020-11-03 2020-11-03 Method for determining compensating device connection points

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2742902C1 true RU2742902C1 (en) 2021-02-11

Family

ID=74665956

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020136148A RU2742902C1 (en) 2020-11-03 2020-11-03 Method for determining compensating device connection points

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2742902C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116979552A (en) * 2023-06-30 2023-10-31 国网江苏省电力有限公司泰州供电分公司 Compensation method for line loss of transformer area based on fixed number capacitance compensation point position selection

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4897593A (en) * 1988-01-05 1990-01-30 Hitachi, Ltd. Reactive power compensator for electric power system
RU2349012C1 (en) * 2007-12-29 2009-03-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ГОУВПО "КнАГТУ") METHOD OF POWER LOSSES REDUCTION IN 6( 10)-0,4 kV DISTRIBUTING CIRCUITS
RU2563250C1 (en) * 2014-05-29 2015-09-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Марийский государственный университет" Arrangement method of capacitor devices in 0,4 kv rural distribution networks
RU2674166C1 (en) * 2017-05-18 2018-12-05 Дмитрий Валерьевич Хачатуров Method of compensation of higher harmonics and improving the quality of consumed power energy

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4897593A (en) * 1988-01-05 1990-01-30 Hitachi, Ltd. Reactive power compensator for electric power system
RU2349012C1 (en) * 2007-12-29 2009-03-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ГОУВПО "КнАГТУ") METHOD OF POWER LOSSES REDUCTION IN 6( 10)-0,4 kV DISTRIBUTING CIRCUITS
RU2563250C1 (en) * 2014-05-29 2015-09-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Марийский государственный университет" Arrangement method of capacitor devices in 0,4 kv rural distribution networks
RU2674166C1 (en) * 2017-05-18 2018-12-05 Дмитрий Валерьевич Хачатуров Method of compensation of higher harmonics and improving the quality of consumed power energy

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116979552A (en) * 2023-06-30 2023-10-31 国网江苏省电力有限公司泰州供电分公司 Compensation method for line loss of transformer area based on fixed number capacitance compensation point position selection
CN116979552B (en) * 2023-06-30 2024-05-03 国网江苏省电力有限公司泰州供电分公司 Compensation method for line loss of transformer area based on fixed number capacitance compensation point position selection

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Moutis et al. Digital twin of distribution power transformer for real-time monitoring of medium voltage from low voltage measurements
Robert et al. Guide for assessing the network harmonic impedance
Huang et al. Power quality assessment of different load categories
Brunoro et al. Modeling of loads dependent on harmonic voltages
Sun et al. Modeling and analysis of data center power system stability by impedance methods
Tulsky et al. Study and analysis of power quality for an electric power distribution system-Case study: Moscow region
RU2742902C1 (en) Method for determining compensating device connection points
Borkowski A new method for noninvasive measurement of grid harmonic impedance with data selection
Thirumala et al. A composite power quality index for low-voltage active distribution networks
Langkowski et al. Grid impedance determination—relevancy for grid integration of renewable energy systems
Zobaa Voltage harmonic reduction for randomly time-varying source characteristics and voltage harmonics
Rastvorova Assessment of the consumers’ contribution to the deterioration of the electrical power quality
Salinas et al. Monitoring system for identifying power quality issues in distribution networks using Petri nets and Prony method
Djagarov et al. Control of power quality enhancement devices
Dalali et al. Modified Thevenin‐based voltage instability indicator and load shedding approach for MCF connected network
Urooj et al. An Adaptive Neuro-Fuzzy based Methodology for Harmonic Analysis of a Power Transformer.
Aboshady et al. A Wideband Fault Location Scheme for Active Distribution Systems
Wang et al. Estimating the Harmonic Impacts of Multiple Harmonic-Producing Loads Considering Network Impedance Variations
Tian et al. A new harmonic mitigation system with double balanced impedance filtering power transformer for multistage distribution network
Zobaa et al. Sizing of passive filters in time-varying nonsinusoidal environments
CN111610371A (en) Real-time calculation method for distribution room impedance
Issouribehere et al. Power quality measurements in a steel industry with electric arc furnaces
Levačić et al. Mathematical model of power transmission network for calculations in frequency domain
Almaita Harmonic Assessment in Jordanian Power Grid Based on Load Type Classification
Goli et al. Optimal allocation of series and multiple PV-integrated shunt compensators to minimise power loss and under-voltage nodes of radial distribution networks