СУЧАСНІ ПІДХОДИ ДО КОМПЕНСАЦІЇ РЕАКТИВНОЇ ПОТУЖНОСТІ В СИСТЕМАХ ТЯГОВОГО ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ ЗМІННОГО СТРУМУ
DOI:
https://doi.org/10.31649/1997-9266-2024-177-6-34-44Ключові слова:
реактивна потужність, компенсація, тягове електропостачання, енергоефективність, результати вимірювань, FACTS (Flexible Alternating Current Transmission System), гармонічні спотворення, коефіцієнт потужностіАнотація
Розглянуто актуальну для України проблему компенсації реактивної потужності в системах тягового електропостачання змінного струму, що має особливе значення в умовах енергетичної кризи, спричиненої військовими діями. Реактивна потужність є важливою складовою електричних мереж, яка суттєво впливає на стабільність і якість електропостачання. У статті висвітлено вплив реактивної потужності на ефективність роботи тягових підстанцій, які обслуговують залізничний транспорт. Особливу увагу приділено технічним аспектам проблеми та аналізу ефективності наявних методів компенсації, що є критично важливим для зменшення втрат електроенергії та підвищення загальної ефективності систем електропостачання. В умовах застарілого обладнання та обмежених ресурсів проблема ускладняється, що вимагає впровадження сучасних технологічних рішень.
Проаналізовано основні методи і пристрої для компенсації реактивної потужності, зокрема таких, як конденсаторні установки та синхронні компенсатори, а також використання сучасних технологій гнучких систем передачі змінного струму (FACTS). Окрему увагу приділено експериментальним дослідженням, проведеним на реальній тяговій підстанції, де здійснено вимірювання реактивної потужності та показано ефективність застосування компенсувальних пристроїв. Результати досліджень демонструють, що компенсація реактивної потужності дозволяє суттєво зменшити втрати енергії, поліпшити якість електроенергії та підвищити стабільність роботи мережі.
У статті також зазначено перспективність впровадження систем FACTS для динамічного регулювання реактивної потужності та поліпшення роботи електричних мереж. Використання цих систем може значно підвищити надійність і ефективність енергосистеми, особливо в умовах інтеграції відновлюваних джерел енергії, таких як сонячні та вітрові електростанції. Це дозволить забезпечити надійне електропостачання в критичних умовах і підвищити ефективність роботи енергетичної інфраструктури України.
Посилання
Д. О. Босий, «Забезпечення паралельної роботи тягових підстанцій змінного струму в умовах транзитних перетікань потужності,» Енергетика: економіка, технології, екологія, № 2, с. 95-103, 2015.
I. Verbytskyi and K. Khodakov, “Analysis of electricity quality parameters within installing reactive power compensators,” Bulletin of the National Technical University «KhPI». Series: New Solutions in Modern Technologies, vol. 45 (1321), pp. 234-242, 2018. [Online]. Available: https://doi.org/10.20998/2413-4295.2018.45.32 . Accessed: Apr. 15, 2024.
В. В. Кирик, Методи організації гнучких електричних систем, навч. посіб. для студ. спеціальності 141 «Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка», спеціалізації «Електричні системи і мережі», КПІ ім. Ігоря Сікорського, Київ, 2021.
В. Г. Сиченко, і Д. О. Босий, «Критерії керування пристроями компенсації реактивної потужності тягових підстанцій змінного струму,» Гірнича електромеханіка та автоматика, № 83, с. 36-45, 2009.
Ю. Л. Саєнко, Т. К. Бараненко, і Є. В. Бараненко, «Методи компенсації реактивної потужності в мережах з нелінійними навантаженнями,» Вісник Приазовського Державного Технічного Університету, серія: технічні науки, № 26, с. 204-210, 2013.
M. Jaramillo, D. Carrión, and J. A. Muñoz, “A Deep Neural Network as a Strategy for Optimal Sizing and Location of Reactive Compensation Considering Power Consumption Uncertainties,” Energies, vol. 15, pp. 9367, 2022. [Online]. Available: https://doi.org/10.3390/en15249367 . Accessed: Nov. 07, 2023.
M. Jaramillo, L. Tipan, and J. A. Muñoz, “A novel methodology for optimal location of reactive compensation through deep neural networks,” SSRN Electronic Journal, 2022. [Online]. Available: https://doi.org/10.2139/ssrn.4139215 . Accessed: Jan. 12, 2024.
D. Błaszczok, et al., “Forecasting of reactive power consumption with the use of artificial neural networks,” Electronics, vol. 11, no. 13, p. 2005, 2022. [Online]. Available: https://doi.org/10.3390/electronics11132005 . Accessed: Feb. 27, 2024.
Є. І. Сокол, та ін., Облік та компенсація реактивної потужності при несиметричних режимах роботи систем електропостачання, Харків, Україна: ФОП Панов А. Н., 2017.
Dewesoft, “Power Analysis Measurement.” [Online]. Available: https://training.dewesoft.com/online/course/power-analysis. Accessed: Feb. 07, 2024.
A. Hoevenaars, “How Harmonics Have Contributed to Many Power Factor Misconceptions,” Mirus International Inc., 2014. [Electronic resource]. Available: https://www.mirusinternational.com/downloads/MIRUS-TP003-A-How%20Harmonics%20have%20Contributed%20to%20Many%20Power%20Factor%20Misconceptions.pdf. Accessed: Apr. 02, 2024.
S. Basu, “Note on Harmonic Distortion Control Power Factor Correction Circuitry for Switched Mode Power Supply,” Research Gate, 2018. [Electronic resource]. Available: https://www.researchgate.net/publication/323187242_Note_on_Harmonic_Distortion_Control_Power_Factor_Correction_Circuitry_for_Switched_Mode_Power_Supply_MN . Accessed: Mar. 17, 2024.
NHP Electrical Engineering Products Pty Ltd., “Power Quality and Harmonics in Electrical Systems,” 2017. [Online]. Available: https://www.nhp.com.au/-/media/Project/NHP/Sites/Shared/White-Papers/Files/NHPTNL65.pdf. [Accessed: May 27, 2024].
ATEC Ltd., «Руководство по эксплуатации EDL175XR,» 2023. [Online]. Available: https://www.satec-global.com/wp-content/uploads/2023/03/EDL175-Manual-Russian.pdf . Accessed: Jan. 14, 2024.
ABR Electric, «Системи FACTS від компанії ABB: Опис, переваги, можливості.»[Electronic resource]. Available: https://abr-electric.com.ua/abb/facts.html . Accessed: Aug. 12, 2024.
Гнучкі системи передачі змінного струму, Wikiwand. [Electronic resource]. Available: https://www.wikiwand.com/uk/articles/Гнучкі_системи_передачі_змінного_струму . Accessed: Aug. 21, 2024.
IEEE Std 1459-2010, “IEEE Standard Definitions for the Measurement of Electric Power Quantities Under Sinusoidal, Nonsinusoidal, Balanced, or Unbalanced Conditions,” Power System Instrumentation and Measurements Committee of the IEEE Power & Energy Society, 2010.
Hitachi Energy, “Reference: Black Oak.” [Electronic resource]. Available:
https://www.hitachienergy.com/news-and-events/customer-success-stories/reference-black-oak . Accessed Dec. 1, 2024.
ABB, Get the FACTS on FACTS. [Electronic resource]. Available: https://new.abb.com/news/detail/41960/get-the-facts-on-facts . Accessed: Dec. 01, 2024.
##submission.downloads##
-
pdf
Завантажень: 0
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, згодні з такими умовами:
- Автори зберігають авторське право і надають журналу право першої публікації.
- Автори можуть укладати окремі, додаткові договірні угоди з неексклюзивного поширення опублікованої журналом версії статті (наприклад, розмістити її в інститутському репозиторії або опублікувати її в книзі), з визнанням її первісної публікації в цьому журналі.
- Авторам дозволяється і рекомендується розміщувати їхню роботу в Інтернеті (наприклад, в інституційних сховищах або на їхньому сайті) до і під час процесу подачі, оскільки це сприяє продуктивним обмінам, а також швидшому і ширшому цитуванню опублікованих робіт (див. вплив відкритого доступу).
