Ключові слова
комп’ютерна модель
реактивна потужність
батарея конденсаторів
оптимальних режим
Як цитувати
Анотація
Стаття присвячена дослідженню режимів компенсації реактивної потужності в електроенергетичній системі за допомогою комп’ютерного моделювання електромагнітних процесів. Розглядається електрична мережа в симетричному режимі в однолінійному варіанті топології системи. Живлення забезпечується від джерела змінної синусоїдальної напруги стандартної промислової частоти. Параметри системи про нормовані і вважаються заданими. До числа вихідних даних віднесені комплексні опори ліній електропостачання та навантаження у вузлах відбору електричної енергії. Для компенсації реактивної потужності передбачені батареї косинус них конденсаторів, які умикаються у вузлах електроспоживання. Для моделювання процесів в мережі складена комп’ютерна модель в системі MATLAB/Simulink/SimPowerSystem. Для інтегрування диференціальних рівнянь моделі використовуються чисельні методи, які здібні з явищем жорсткості досліджуваних систем. В моделі встановлені віртуальні вимірювачі напруг і струмів в елементах системи, до дозволяє оцінювати кількісні показники споживання електроенергії навантаженнями, самою мережею і джерелом. Вимірювання віртуальним приладом активної і реактивної потужностей джерела дає змогу контролювати коефіцієнт потужності. Крім того, при прогоні моделі протягом періоду забезпечує обчислення цільової функції для проведення оптимізації варіантів режимів з компенсацією реактивної потужності за допомогою косинус них конденсаторів, встановлених у вузлах споживання. Оптимізація здійснюється спеціальною програмою на мові MATLAB із застосуванням вбудованих функцій оптимізації. Проведення комп’ютерних експериментів за допомогою розробленої моделі з використанням оптимізації дозволило провести порівняльний аналіз варіантів компенсації і знайти оптимальні режими функціонування електричної мережі з точки зору коефіцієнта потужності.
Посилання
T. J. E. Miller, Reactive Power Control in Electric Systems. New York: Wiley, 1982.
European Commission: Directorate-General for Research and Innovation, “European smart grids technology platform: Vision and strategy for europe’s electricity networks of the future,” Office for Official Publications of the European Communities, Luxembourg, EUR 22040, 2006. [Online]. Available: https://op.europa.eu/en/publication-detail/-/publication/a2ea8d86-7216-444d-8ef5-2d789fa890fc
Ukraine, Ministry of Energy of Ukraine. (2020, Nov. 30). Order of the Ministry of Energy of Ukraine no. 764, Pro zatverdzhennia Zmin do Metodyky obchyslennia platy za peretikannia reaktyvnoi elektroenerhii [On approval of Amendments to the Methodology for calculating fees for reactive electricity flow]. [Online]. Available: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/z0109-21#Text (in Ukrainian)
L. Melnychuk, “Determining the economic equivalent of reactive power and mechanisms of its application in the payment of transmission reactive power,” Electromechanical and Energy Saving Systems, no. 1/2014 (25), pp. 95–101, 2014. (in Ukrainian)
I. M. Zaitsev, “Pro kompensatsiiu reaktyvnoi potuzhnosti elektroobladnannia [About compensation of reactive power of electrical equipment],” Energy Saving. Power Engineering. Energy Audit, no. 11, pp. 66–69, 2010. (in Ukrainian)
G. Lagutin, A. Panchenko, V. Uvarov, and V. Tabunenko, “Features of the choice of reactive power compensation units for power supply systems of military airfields,” Science and Technology of the Air Force of Ukraine, no. 4 (49), pp. 23–29, Feb. 2023, doi: https://doi.org/10.30748/nitps.2022.49.03 (in Ukrainian)
I. Doroshenko, T. Druchyna, and Yu. G. Sarahman, “Reactive power compensation minimum load transformers with a secondary voltage 0,4 kV,” Electrical and Computer Systems, no. 28 (104), pp. 154–160, Jun. 2018, doi: https://doi.org/10.15276/eltecs.28.104.2018.18 (in Ukrainian)
I. V. Khomenko, M. F. Piskurev, and I. V. Stasiuk, “On the issue of reactive power compensation in electrical systems,” Bulletin of NTU "KhPI". Series: Problems of Electrical Machines and Apparatus Perfection. The Theory and Practice, no. 32 (1308), pp. 71–76, Nov. 2018, doi: https://doi.org/10.20998/2079-3944.2018.32.13 (in Ukrainian)
S. Baluta, V. Jovbak, L. Kopilova, and I. Kuievda, “Compensation of reactive power in electrical supply systems of industrial and civil facilities,” Scientific Works of National University of Food Technologies, vol. 27, no. 4, Aug. 2021, doi: https://doi.org/10.24263/2225-2924-2021-27-4-13 (in Ukrainian)
Yu. Honcharenko, O. Konovalov, I. Poleshchuk, V. Priadko, and I. Hunko, “One aspect of reactive power compensation in 0.4 kV rural networks,” Herald of Khmelnytskyi National University. Technical sciences, vol. 301, no. 5, pp. 87–91, Oct. 2021, doi: https://doi.org/10.31891/2307-5732-2021-301-5-87-91 (in Ukrainian)
O. D. Demov and O. V. Babenko, “Models of reactive power compensation in electrical networks on the basis of spatial-temporal decomposition,” Visnyk of Vinnytsia Politechnical Institute, vol. 159, no. 6, pp. 77–81, 2021, doi: https://doi.org/10.31649/1997-9266-2021-159-6-77-81 (in Ukrainian)
“Avtomatychna kondensatorna ustanovka kompensatsii reaktyvnoi potuzhnosti [Automatic capacitor unit for reactive power compensation].” Enersis Ukraina. [Online]. Available: https://www.enersys.com.ua/vyrobnytstvo/kondensatorna-ustanovka.html (in Ukrainian)
“Kompensatsiia reaktyvnoi potuzhnosti. Skhemni rishennia na bazi kontrolera DCRK/DCRJ [Reactive power compensation. Circuit solutions based on the DCRK/DCRJ controller].” SV ALTERA. Elektrotekhnika & Avtomatyzatsiia. [Online]. Available: https://www.svaltera.ua/press-center/articles/4351.php (in Ukrainian)
“Systemy kompensatsii reaktyvnoi potuzhnosti [Reactive power compensation systemsi.” LV Market - Pryvatne naukovo-vyrobnyche pidpryiemstvo. [Online]. Available: http://www.lvmarket.com.ua/PFC (in Ukrainian)
B. Bhattacharyya, S. K. Goswami, and R. S. Bansal, “Hybrid fuzzy particle swarm optimization approach for reactive power optimization,” Journal of Electrical Systems, vol. 5, no. 3, pp. 1–15, 2009.
O. Sen, “An improved catastrophic genetic algorithm and its application in reactive power optimization,” Energy and Power Engineering, vol. 02, no. 04, pp. 306–312, 2010б doi: https://doi.org/10.4236/epe.2010.24043
S. Durairaj, Devaraj, and P. S. Kannan, “Improved genetic algorithm approach for multi-objective contingency constrained reactive power planning,” in 2005 Annual IEEE India Conference - Indicon, Chennai, India, Dec. 11–13, 2005. IEEE, pp. 510–515, doi: https://doi.org/10.1109/indcon.2005.1590223
V. G. Yagup and K. V. Yagup, “Determination of reactive power compensation mode in four-wire three-phase electric power supply system using search engine optimization,” Tekhnichna Elektrodynamika, no. 1, pp. 60–66, Jan. 2016, doi: https://doi.org/10.15407/techned2016.01.060 (in Russian)
V. H. Yahup and K. V. Yahup, Modeliuvannia ta optymizatsiia rezhymiv system enerhopostachannia ta elektrospozhyvannia [Modelling and optimisation of power supply and electricity consumption systems]. Kharkiv: O. M. Beketov Nat. Univ. Urban Economy Kharkiv, 2019. (in Ukrainian)
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Авторське право (c) 2025 Валерій Григорович Ягуп, Катерина Валеріївна Ягуп, Віталій Георгійович Камишлов, Віталій Гнатович Подобайло