КОНТРОЛЬ ТА ПОКРАЩЕННЯ ЯКОСТІ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ В МЕРЕЖАХ ПРОМИСЛОВИХ ПІДПРИЄМСТВ

Автор(и)

  • V. Stopkin
  • V. Radchenko
  • O. Rovenskyi
  • A. Yerofieieva
  • V. Pilipenko
  • V. Prykhno

DOI:

https://doi.org/10.34185/1562-9945-2-157-2025-20

Ключові слова:

якість електроенергії, PQ-норми, стандарти IEEE, EN 50160, гармонічні спотворення, флікер, розподілена генерація, мікромережі, компенсація, енергетичні стандарти.

Анотація

Метою роботи Метою дослідження є комплексний аналіз проблем якості електроенергії (PQ) в мережах промислових підприємств, а також розробка та систематизація методів контролю, діагностики і покращення основних PQ-параметрів, таких як гармонічні спотворення, флікер, провали напруги, несиметрія фаз і реактивна потужність. Методика. У роботі використано поєднання теоретичного аналізу, огляду стандартів (IEC 61000-4-30, EN 50160, IEEE 519) та практичного досвіду впровадження сучасних цифрових аналізаторів PQ. Проаналізовано застосування фільтрів, компенсаторів та інтелектуальних систем, зокрема DVR, STATCOM, гібридних активних фільтрів, а також машинного навчання для класифікації PQ-подій. Результати. У ході дослідження охарактеризовано основні показники PQ, наведено методи їх вимірювання, діагностики та компенсації. Представлено приклади впровадження технічних рішень для покращення якості енергії, зокрема: пасивні та активні фільтри гармонік, SVC і STATCOM для боротьби з флікером, методи зниження несиметрії та захисту від короткочасних порушень живлення. Наукова новизна. Запропоновано концепцію розподіленої компенсації якості електроенергії із використанням можливостей смарт-інверторів та зарядних станцій. Розглянуто застосування нейромереж та S-перетворень для ідентифікації джерел збурень у режимі реального часу. Обґрунтовано переваги інтегрованих підходів до локальної та централізованої корекції PQ. Практичне значення. Результати можуть бути використані інженерами з енергоменеджменту та персоналом підприємств для побудови систем моніторингу, захисту критичного обладнання та підвищення енергоефективності. Запропоновані рішення зменшують аварійність, втрати енергії та витрати на обслуговування, забезпечуючи відповідність сучасним стандартам сталого розвитку.

Посилання

IEC 61000-4-30:2015. Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4-30: Testing and measurement techniques – Power quality measurement methods. 3rd edition. International Electrotechnical Commission, Geneva, 2015.

EN 50160:2010. Voltage characteristics of electricity supplied by public distribution networks. European Committee for Electrotechnical Standardization (CENELEC), Brussels, 2010.

IEEE Std 519-2014. IEEE Recommended Practice and Requirements for Harmonic Control in Electric Power Systems. Institute of Electrical and Electronics Engineers, New York, 2014.

IEC 61000-4-15:2010. Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4-15: Testing and measurement techniques – Flickermeter – Functional and design specifications. 2nd edition. International Electrotechnical Commission, Geneva, 2010.

IEC 61000-4-7:2008. Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4-7: General guide on harmonics and interharmonics measurements and instrumentation. 2nd ed. Geneva: International Electrotechnical Commission, 2008.

IEC 61000-4-5:2014. Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4-5: Testing and measurement techniques – Surge immunity test. 3rd ed. Geneva: International Electrotechnical Commission, 2014.

Revised IEC and IEEE Standards for PQ Measurements for Users of PQ Monitoring Equipment: Available at: https://powerquality.blog/2021/07/30/revised-iec-and-ieee-standards-for-pq-measurements-for-users-of-pq-monitoring-equipment

Lumbreras, D., Gálvez, E., Collado, A., & Zaragoza, J. (2020). Trends in Power Quality, Harmonic Mitigation and Standards for Light and Heavy Industries: A Review. Energies, 13(21), 5792. https://doi.org/10.3390/en13215792

Li J, Liu H, Wang D and Bi T (2021) Classification of Power Quality Disturbance Based on S-Transform and Convolution Neural Network. Front. Energy Res. 9:708131. doi: 10.3389/fenrg.2021.708131

Detecting power quality issues. Available at: https://www.fluke.com/en-us/learn/blog/power-quality/a-fresh-look-at-power-quality-basics?srsltid=AfmBOopXsnzVoXx0VPThYhgxXsO2Y2RwdG9tgt3YTiun4IbBhhkLiKG

Power quality. Available at: https://new.abb.com/low-voltage/launches/power-quality

Divya Soni, Upendra singh Tomar, Narottam Dutt Upadhyay Grid Connected Wind Energy System Power Quality Improvement Using STATCOM. International Journal of Advanced Research in Science, Communication and Technology (IJARSCT). Volume 3, Issue 2, September 2023.pp. 335-337. DOI: 10.48175/IJARSCT-13050

V. Kuznetsov, M. Tryputen, Y. Kuznetsova, M. Babyak, V. Artemchuk and M. Kovzel, "Ways to Improve Power Quality under the Conditions of Industrial Enterprises," 2020 IEEE Problems of Automated Electrodrive. Theory and Practice (PAEP), Kremenchuk, Ukraine, 2020, pp. 1-6, doi: 10.1109/PAEP49887.2020.9240801.

Lumbreras, D., Gálvez, E., Collado, A., & Zaragoza, J. (2020). Trends in Power Quality, Harmonic Mitigation and Standards for Light and Heavy Industries: A Review. Energies, 13(21), 5792. https://doi.org/10.3390/en13215792

Ali, Z.M.; Alenezi, F.Q.; Kandil, S.S.; Abdel Aleem, S.H. Practical considerations for reactive power sharing approaches among multiple-arm passive filters in non-sinusoidal power systems. Int. J. Electr. Power Energy Syst. 2018, 103, 660–675.

Augusto Matheus dos Santos Alonso, Danilo Iglesias Brandao, Tommaso Caldognetto, Fernando Pinhabel Marafão, Paolo Mattavelli, A selective harmonic compensation and power control approach exploiting distributed electronic converters in microgrids, International Journal of Electrical Power & Energy Systems,Volume 115,2020,105452, ISSN 0142-0615, https://doi.org/10.1016/j.ijepes.2019.105452.

M.E. Hamedani Golshan, Haidar Samet, Updating stochastic model coefficients for prediction of arc furnace reactive power, Electric Power Systems Research, Volume 79, Issue 7, 2009, Pages 1114-1120, ISSN 0378-7796, https://doi.org/10.1016/j.epsr.2009.02.001.

Haidar Samet, Aslan Mojallal,| Teymoor Ghanbari, Mohammad Reza Farhadi Enhancement of SVC performance in electric arc furnace for flicker suppression using a Gray‐ANN based prediction method Int Trans Electr Energ Syst. 2019; 29:e2811. pp.1-20. https://doi.org/10.1002/etep.2811

Chen, J.-H., Tan, K., & Lee, Y. (2022). Intelligent controlled DSTATCOM for power quality enhancement. Energies, 15(11), 4017. https://doi.org/10.3390/en15114017

Afonso, J. L., Tanta, M., Pinto, J. G. O., Monteiro, L. F. C., Machado, L., Sousa, T. J. C., & Monteiro, V. (2021). A Review on Power Electronics Technologies for Power Quality Improvement. Energies, 14(24), 8585. https://doi.org/10.3390/en14248585

Marini, A., Ghazizadeh, M. S., Mortazavi, S. S., & Piegari, L. (2019). A harmonic power market framework for compensation management of DER based active power filters in microgrids. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 113, 916–931. https://doi.org/10.1016/j.ijepes.2019.05.017

Hafezi, H.; D’Antona, G.; Dedè, A.; Della Giustina, D.; Faranda, R.; Massa, G. Power Quality Conditioning in LV Distribution Networks: Results by Field Demonstration. IEEE Trans. Smart Grid 2017, 8, 418–427.

Завантаження

Опубліковано

2025-04-01