Модель регулювання показників якості електроенергії в розподільних мережах 0,4-10 кВ

Abstract

Споживання енергії є обов’язковою умовою існування людства. Наявність доступної для споживання енергії завжди була необхідна для задоволення потреб людини, збільшення тривалості та поліпшення умов її життя. Тема якості електроенергії є головною в Україні. Найефективніше споживачі електричної енергії працюють при номінальній напрузі. Проте забезпечити подавання номінальної напруги до всіх споживачів практично не можливо. Всякий провідник має певний опір, тому проходження електричного струму по електричній мережі пов’язане із втратами напруги. Ці втрати не залишаються незмінними, оскільки навантаження мережі постійно змінюється протягом доби, сезону, року. Внаслідок зміни навантаження змінюється і втрата напруги в мережі і, як наслідок, змінюється напруга на затискачах у споживачів. Ці зміни можуть бути швидкими і короткочасними (наприклад під час пуску асинхронного двигуна із короткозамкненим ротором) або повільними і тривалими (при поступовій зміні навантаження протягом доби або року і при плавному регулюванні напруги). В роботі наведено результати дослідження застосування чітких алгоритмів керування для завдання нормалізації якості напруги та коефіцієнтів несиметрії в електромережі. На основі моделювання запропоновано нову ефективну модель алгоритму регулювання якості електричної енергії в розподільній мережі. У дослідному зразку використовується нове технічне рішення стосовно регулювання показників якості електроенергії. Розроблено модель регулювання якості електричної енергії на основі методу нечіткої логіки і побудови блок-схеми алгоритму. Розроблена структурна схема випробувальної системи «Релсіс РЗЛ-05.РПН». Результати досліджень можуть бути використані при проєктуванні пристрою для приводу з регулюванням під навантаженням (РПН), підключеного до трансформатора.

Energy consumption is a prerequisite for the existence of mankind. The availability of energy available for consumption has always been necessary to meet human needs, increase the duration and improve the conditions of his/her life. The topic of electricity quality is the main one in Ukraine. Consumers of electrical energy work most efficiently at nominal voltage. However, it is practically impossible to provide nominal voltage to all consumers. Each conductor has a certain resistance, so the passage of electric current through the electrical network is associated with voltage losses. These losses do not remain constant, as the network load constantly changes throughout the day, season, and year. As a result of the load change, the voltage loss in the network also changes, and as a result, the voltage at the consumers' terminals changes. These changes can be quick and short-term (for example, when starting an induction motor with a short-circuited rotor) or slow and long-lasting (with a gradual change in load during a day or a year and with smooth voltage regulation). The paper presents the results of a study of the application of clear control algorithms for the task of normalizing voltage quality and asymmetry coefficients in electrical networks. On the basis of modeling, a new effective model of the algorithm for regulating the quality of electric energy in the distribution network is proposed. The prototype uses a new technical solution for regulating electricity quality indicators. A model of regulation of the quality of electrical energy has been developed based on the method of fuzzy logic and the construction of a block diagram of the algorithm. A structural diagram of the "Relsis RZL-05.RPN" test system has been developed. The results of the research can be used in the design of a device for an on-load tap-changer connected to a transformer.