RU2798189C1 - Method for determining proportion of interference energy generated by an electrical consumer - Google Patents
Method for determining proportion of interference energy generated by an electrical consumer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2798189C1 RU2798189C1 RU2022116468A RU2022116468A RU2798189C1 RU 2798189 C1 RU2798189 C1 RU 2798189C1 RU 2022116468 A RU2022116468 A RU 2022116468A RU 2022116468 A RU2022116468 A RU 2022116468A RU 2798189 C1 RU2798189 C1 RU 2798189C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- interference
- consumer
- energy
- network
- electricity
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области управления качеством электроэнергии и может быть использовано при непрерывном контроле качества электроэнергии на границе балансовой принадлежности электрических сетей потребителя электроэнергии и сетевой организации, а также при разработке многофункциональных счетчиков электроэнергии с функцией измерения суммы энергии помех, поступающих в электрическую сеть от потребителя электроэнергии, за заданный интервал времени.The invention relates to the field of power quality management and can be used for continuous monitoring of power quality at the border of the balance sheet of electrical networks of the consumer of electricity and the network organization, as well as in the development of multifunctional electricity meters with the function of measuring the amount of interference energy entering the electrical network from the consumer of electricity, for a given time interval.
Известен способ, заключающийся в измерении энергии помех в направлении от источника помех в электрическую сеть. Наличие энергии помех в данном направлении говорит о том, что имеется источник генерации помех в электрическую сеть. В качестве источника генерации помех в составе потребителя электроэнергии выступают электроприемники с нелинейной вольт-амперной характеристикой и электроприемники с несимметричной нагрузкой фаз. В таком ключе под помехами подразумеваются гармонические составляющие напряжения и напряжения обратной и нулевой последовательностей. Значение величины энергии помех, генерируемой в электрическую сеть за интервал времени может служить количественной оценкой степени искажения качества электроэнергии по какой либо помехе. Эта же величина может использоваться для коррекции показаний счетчика электроэнергии, который алгебраически суммирует все составляющие энергии: энергию основной гармоники, энергию гармонических составляющих и энергию обратной и нулевой последовательностей. Для этого, если потребитель генерирует в электрическую сеть помехи, нужно прибавить к показаниям счетчика измеренную энергию помех. Полученное значение соответствует реальному потреблению электроэнергии. Показания счетчика электроэнергии при наличии отрицательной энергии помех будут заниженными. Способ предназначен для корректировки показаний счетчика электроэнергии [см. Патент № 2216747 (RU), 20.11.2003 Бюл. № 32].A known method consists in measuring the interference energy in the direction from the interference source to the electrical network. The presence of interference energy in this direction indicates that there is a source of interference generation in the electrical network. As a source of interference generation in the composition of the consumer of electricity, power receivers with a non-linear current-voltage characteristic and power receivers with an asymmetric load of phases act. In this vein, interference refers to the harmonic components of the voltage and the voltage of the negative and zero sequences. The value of the interference energy generated in the electrical network over a time interval can serve as a quantitative assessment of the degree of distortion of the quality of electricity for any interference. The same value can be used to correct the readings of the electricity meter, which algebraically sums up all the energy components: the energy of the fundamental harmonic, the energy of the harmonic components, and the energy of the negative and zero sequences. To do this, if the consumer generates interference in the electrical network, it is necessary to add the measured interference energy to the meter readings. The resulting value corresponds to the actual electricity consumption. The readings of the electricity meter in the presence of negative interference energy will be underestimated. The method is designed to correct the readings of the electricity meter [see. Patent No. 2216747 (RU), November 20, 2003 Bull. No. 32].
Недостатком способа является то, что в нем не предусматривается определение объема электроэнергии в электрической сети сетевой организации, обусловленного проникновением в электрическую сеть генерируемых помех от всех потребителей сетевой организации, а также оценка доли электроэнергии, обусловленной генерацией помех каждым потребителем в отдельности. Наличие этой информации позволяет справедливо, пропорционально долевому вкладу, распределить ответственность каждого потребителя за причинение вреда сетевой организации и всем потребителям сетевой организации. Ответственность может выражаться стоимостью ущерба от негативного воздействия помех на электрооборудование и электроприемники сетевой организации и всех потребителей сетевой организации и являться сильным воздействующим фактором на потребителя, генерирующего помехи, стимулирующим его устранить генерацию помех путем применения технических устройств повышения качества электроэнергии – фильтрокомпенсирующих устройств, фильтросимметрирующих устройств, активных фильтров. Известный способ имеет ограниченную область применения и функциональные возможности, направленные на определение относительного значения энергии помех для корректировки показания счетчика электроэнергии.The disadvantage of this method is that it does not provide for determining the amount of electricity in the electrical network of the grid organization, due to the penetration of the generated interference into the electrical network from all consumers of the network organization, as well as the assessment of the share of electricity due to the generation of interference by each consumer individually. The availability of this information makes it possible to fairly, in proportion to the share contribution, distribute the responsibility of each consumer for causing harm to the grid organization and all consumers of the grid organization. Liability can be expressed in the cost of damage from the negative impact of interference on electrical equipment and power receivers of the grid organization and all consumers of the grid organization and be a strong influencing factor on the consumer that generates interference, stimulating him to eliminate the generation of interference by using technical devices to improve the quality of electricity - filter compensating devices, filter balancing devices, active filters. The known method has a limited scope and functionality aimed at determining the relative value of the interference energy to correct the reading of the electricity meter.
Технический результат – расширение области применения и функциональных возможностей способа. The technical result is the expansion of the scope and functionality of the method.
Технический результат достигается тем, что способ определения степени ответственности потребителя электроэнергии за генерацию помех в электрическую сеть сетевой организации включает непрерывный контроль качества электроэнергии на границе балансовой принадлежности электрических сетей потребителя и сетевой организации; в периоды отклонения значений показателей качества электроэнергии от нормированных значений проводят контроль энергии помех, генерируемых в электрическую сеть. Особенностью является то, что дополнительно проводят постоянный мониторинг энергии помех одновременно у всех потребителей сетевой организации; определяют сумму энергии помех, поступающих в электрическую сеть от всех потребителей на заданном интервале времени; определяют долю энергии помех индивидуально для каждого потребителя пропорционально объему генерируемой в сеть энергии помех; в соответствии с долевым вкладом распределяют степень ответственности за генерацию помех в электрическую сеть сетевой организации.The technical result is achieved by the fact that the method for determining the degree of responsibility of the consumer of electricity for the generation of interference in the electrical network of the network organization includes continuous monitoring of the quality of electricity at the border of the balance sheet ownership of the electrical networks of the consumer and the network organization; during periods of deviation of the values of electric power quality indicators from the normalized values, the energy of interference generated in the electrical network is monitored. The peculiarity is that additionally, constant monitoring of interference energy is carried out simultaneously for all consumers of the network organization; determine the amount of interference energy entering the electrical network from all consumers at a given time interval; determine the proportion of interference energy individually for each consumer in proportion to the amount of interference energy generated in the network; in accordance with the share contribution, they distribute the degree of responsibility for the generation of interference in the electric network of the grid organization.
Предложенное решение позволяет определить степень ответственности потребителя электроэнергии за генерацию энергии помех в электрическую сеть сетевой организации.The proposed solution makes it possible to determine the degree of responsibility of the consumer of electricity for the generation of interference energy in the electric network of a grid organization.
Способ осуществляется следующим образом. The method is carried out as follows.
Используя средства измерения показателей качества электроэнергии, анализаторы качества электроэнергии или многофункциональные устройства с функцией замера качества электроэнергии, для каждого i-того интервала измерения на границе балансовой принадлежности электрических сетей потребителей и сетевой организации определяют значения следующих величин: активных мощностей гармонических составляющих фаз P ( n ) A , i , P ( n ) B , i и P ( n ) C , i , активных мощностей обратной и нулевой последовательностей P 2 U , i и P 0 U , i , углов фазового сдвига между напряжением гармонических составляющих и током гармонических составляющих фаз φ( n ) A , i , φ( n ) B , i и φ( n ) C , i , углов фазового сдвига между напряжением обратной и нулевой последовательностей и током обратной и нулевой последовательностей φ2 U , i и φ0 U , i , коэффициентов гармонических составляющих напряжения до 40-ого порядка и коэффициентов несимметрии напряжений по обратной и нулевой последовательностям. Using power quality indicators measurement tools, power quality analyzers or multifunctional devices with the function of power quality measurement, for each i -th measurement interval on the border of the balance sheet belonging of consumers' electrical networks and the grid organization, the values of the following quantities are determined: active powers of the harmonic components of the phases P ( n ) A , i , P ( n ) B , i and P ( n ) C , i , negative and zero sequence active powers P 2 U , i and P 0 U , i , phase shift angles between the voltage of the harmonic components and the current of the harmonic components of the phases φ ( n ) A , i , φ ( n ) B , i and φ ( n ) C , i , phase shift angles between negative and zero sequence voltage and negative and zero sequence current φ 2 U , i and φ 0 U , i , coefficients of voltage harmonic components up to the 40th order and coefficients of voltage asymmetry in the negative and zero sequences.
Далее проводят анализ соответствия качества электроэнергии на границе балансовой принадлежности требованиям государственных стандартов путем сравнения полученных значений коэффициентов гармонических составляющих напряжения до 40-ого порядка и коэффициентов несимметрии напряжений по обратной и нулевой последовательностям с соответствующими нормативными значениями. Если нарушений требований к качеству электроэнергии не обнаружено, то приращение энергии помех, генерируемых потребителем, i-того интервала измерения ∆W п, i равно нулю. Next, an analysis is made of the compliance of the quality of electricity at the boundary of the balance sheet with the requirements of state standards by comparing the obtained values of the coefficients of the harmonic components of the voltage up to the 40th order and the coefficients of voltage asymmetry in the reverse and zero sequences with the corresponding standard values. If no violations of the requirements for the quality of electricity are detected, then the increment in the energy of interference generated by the consumer, the i -th measurement interval ∆ W p, i is equal to zero.
В противном случае обнаружение нарушений требований к качеству электроэнергии означает наличие помех на границе балансовой принадлежности электрических сетей потребителя и сетевой организации. Тогда определяют источник генерирования помех на границе балансовой принадлежности по углам фазового сдвига между напряжением гармонических составляющих и током гармонических составляющих фаз и углам фазового сдвига между напряжением обратной и нулевой последовательностей и током обратной и нулевой последовательностей. Если выполняется следующая система выражений:Otherwise, the detection of violations of the requirements for the quality of electricity means the presence of interference at the boundary of the balance sheet ownership of the electrical networks of the consumer and the grid organization. Then the source of noise generation is determined at the boundary of the balance belonging by the angles of the phase shift between the voltage of the harmonic components and the current of the harmonic components of the phases and the angles of the phase shift between the voltage of the negative and zero sequences and the current of the negative and zero sequences. If the following system of expressions is true:
то источником генерирования помех на границе балансовой принадлежности является сетевая организация, приращение энергии помех, генерируемых потребителем, i-того интервала измерения ∆W п, i равно нулю. then the source of noise generation at the boundary of the balance sheet is the network organization, the increment of the noise energy generated by the consumer, the i -th measurement interval ∆ W p, i is equal to zero.
Нахождение хотя бы одного угла фазового сдвига системы выражений (1) в интервале от π/2 до 3π/2 означает, что потребитель генерирует помехи. Приращение энергии помех, генерируемых потребителем, i-того интервала измерения ∆W п, i будет определяться выражением:Finding at least one angle of the phase shift of the system of expressions (1) in the range from π/2 to 3π/2 means that the consumer generates interference. The increase in the energy of interference generated by the consumer, the i -th measurement interval ∆ W p, i will be determined by the expression:
где t – время интервала измерения.where t is the time of the measurement interval.
Любое из пяти составляющих выражения (2) может обращаться в ноль в случае, если соответствующий мощности угол фазового сдвига находится в интервале от 0 до π/2 и от 3π/2 до 2π. По результатам анализа углов фазового сдвига определяют приращения энергии помех, генерируемых потребителем, i-того интервала измерения ∆W п, i .Any of the five components of expression (2) can vanish if the phase shift angle corresponding to the power is in the range from 0 to π/2 and from 3π/2 to 2π. Based on the results of the analysis of the phase shift angles, the increments of the interference energy generated by the consumer are determined for the i -th measurement interval ∆ W p, i .
Таким образом, сумма энергии помех, генерируемых k-тым потребителем сетевой организации W п, k за заданный интервал времени, будет определяться выражением:Thus, the sum of the interference energy generated by the k -th consumer of the network organization W p, k for a given time interval will be determined by the expression:
где M – количество интервалов измерения за заданный интервал времени.where M is the number of measurement intervals for a given time interval.
По описанной выше методике при постоянном мониторинге проводят измерение энергии помех на заданном интервале времени одновременно для всех потребителей сетевой организации. Тогда сумма энергии помех, поступающих в электрическую сеть от всех потребителей, W пΣ за заданный интервал времени будет определяться выражением:According to the method described above, with constant monitoring, the interference energy is measured at a given time interval simultaneously for all consumers of the network organization. Then the sum of the interference energy entering the electrical network from all consumers, W pΣ for a given time interval will be determined by the expression:
где N – число потребителей сетевой организации.where N is the number of consumers of the network organization.
Индивидуально для каждого k-того потребителя сетевой организации определяют долю энергии генерируемых помех d п, k по выражению:Individually for each k -th consumer of the network organization, the share of generated interference energy d p, k is determined by the expression:
Нулевая доля энергии потребителя означает его нулевой долевой вклад в генерацию помех в электрическую сеть сетевой организации. Потребитель с нулевым вкладом не несет ответственности за генерацию помех в электрическую сеть и не причиняет вреда сетевой организации и всем потребителям сетевой организации. Ответственность за генерацию помех в электрическую сеть, тем самым, распределяется между потребителями сетевой организации с ненулевой долей энергии согласно их долевому вкладу в генерацию энергии помех.The zero share of the consumer's energy means its zero share contribution to the generation of interference in the electric network of the grid organization. A consumer with a zero contribution is not responsible for the generation of interference in the electrical network and does not harm the grid organization and all consumers of the grid organization. Responsibility for the generation of interference into the electrical network is thus distributed among the consumers of the network organization with a non-zero share of energy according to their share contribution to the generation of interference energy.
Предложенное решение выгодно отличается от прототипа тем, что позволяет справедливо, пропорционально долевому вкладу, распределить ответственность каждого потребителя за причинение вреда сетевой организации и всем потребителям сетевой организации. Ответственность может выражаться стоимостью ущерба от негативного воздействия помех на электрооборудование и электроприемники сетевой организации и всех потребителей сетевой организации и являться сильным воздействующим фактором на потребителя, генерирующего помехи, стимулирующим его устранить генерацию помех.The proposed solution compares favorably with the prototype in that it allows you to fairly, in proportion to the equity contribution, distribute the responsibility of each consumer for causing harm to the grid organization and all consumers of the grid organization. Liability can be expressed in the cost of damage from the negative impact of interference on electrical equipment and power receivers of the grid organization and all consumers of the grid organization and be a strong influencing factor on the consumer that generates interference, stimulating him to eliminate the generation of interference.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2798189C1 true RU2798189C1 (en) | 2023-06-16 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5508623A (en) * | 1994-09-21 | 1996-04-16 | Purdue Research Foundation | Apparatus and method to identify harmonic producing loads |
| RU2216747C1 (en) * | 2002-03-13 | 2003-11-20 | Соколов Валерий Сергеевич | Procedure for detection of sources of unauthorized distortion of quality of electric energy |
| CN103986231A (en) * | 2014-05-15 | 2014-08-13 | 国家电网公司 | Networked intelligent transformer substation metering system |
| CN110940882A (en) * | 2019-12-11 | 2020-03-31 | 国网上海市电力公司 | Electric energy quality disturbance identification method for optimizing S transformation by genetic algorithm |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5508623A (en) * | 1994-09-21 | 1996-04-16 | Purdue Research Foundation | Apparatus and method to identify harmonic producing loads |
| RU2216747C1 (en) * | 2002-03-13 | 2003-11-20 | Соколов Валерий Сергеевич | Procedure for detection of sources of unauthorized distortion of quality of electric energy |
| CN103986231A (en) * | 2014-05-15 | 2014-08-13 | 国家电网公司 | Networked intelligent transformer substation metering system |
| CN110940882A (en) * | 2019-12-11 | 2020-03-31 | 国网上海市电力公司 | Electric energy quality disturbance identification method for optimizing S transformation by genetic algorithm |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Журнал "ИСУП" (Информатизация и системы управления в промышленности) N 1(73), 2018. Журнал "Модели, системы, сети в экономике, технике, природе и обществе" N 2 (34), 2020. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Muscas | Assessment of electric power quality: Indices for identifying disturbing loads | |
| US7720620B2 (en) | System and method for determining harmonic contributions from non-linear loads without disconnecting any load | |
| Safargholi et al. | On the dominant harmonic source identification—Part II: Application and interpretation of methods | |
| US8680842B2 (en) | Method for measurement of total harmonic distortion | |
| CN104407214A (en) | Harmonic source identification method | |
| Špelko et al. | CIGRE/CIRED JWG C4. 42: Overview of common methods for assessment of harmonic contribution from customer installation | |
| Xu et al. | Aggregate harmonic fingerprint models of PV inverters. part 1: Operation at different powers | |
| RU2651610C1 (en) | Method for revealing the places of origin and magnitude of non-technical losses of energy in electrical networks by data of synchronous measurements | |
| Salmeron et al. | New distortion and unbalance indices based on power quality analyzer measurements | |
| RU2798189C1 (en) | Method for determining proportion of interference energy generated by an electrical consumer | |
| US7577536B1 (en) | Determination of ohmic losses in electrical devices | |
| Terzija et al. | Frequency and power components estimation from instantaneous power signal | |
| Cataliotti et al. | IEEE Std. 1459 power quantities ratio approaches for simplified harmonic emissions assessment | |
| Bazina et al. | Comparison of various methods for determining direction of harmonic distortion by measuring in point of common coupling | |
| CN110261682A (en) | System side harmonic impedance acquisition methods and system under measured data phase missing | |
| Taheri et al. | A novel strategy for fault location in shunt-compensated double circuit transmission lines equipped by wind farms based on long short-term memory | |
| RU2627195C1 (en) | Evaluation method of consumer influence on voltage distortion at point of common coupling | |
| RU2573706C2 (en) | Method of identification of higher harmonics source | |
| JP2023507333A (en) | Detecting the fundamental component of the current to gate energy consumption storage | |
| RU2752765C1 (en) | Method for estimating contribution of nonlinear consumers to voltage distortion at point of common connection | |
| RU2805583C1 (en) | Method for identifying sources of asymmetry in a three-phase electrical network | |
| US20220413023A1 (en) | Estimation, despite a fraud, of the power consumed on a phase | |
| RU2589441C1 (en) | Method of determining fractional shares of load in change of electric energy quality in power system | |
| RU2244313C2 (en) | Method for determining consumer distorting electric energy quality coefficients at assembly of power plant | |
| Moghadam Banaem et al. | A new approach for the simultaneous identification of the location and individual contribution of multiple flicker sources using the least number of monitoring points |