Методика оптимального распределения однофазных электроприемников в системах электроснабжения по критерию снижения дополнительных потерь, вызванных несимметрией и несинусоидальностью нагрузки

Abstract

Введение. Рост количества и установленной мощности электроприемников, имеющих нелинейный и несимметричный характер нагрузки, в современных системах электроснабжения ведет к ухудшению качества электроэнергии и появлению дополнительных потерь мощности. В статье авторы решают актуальную задачу по распределению однофазных электроприемников в системе электроснабжения офисного здания для оценки суммарной доли дополнительных потерь вследствие несимметрии и несинусоидальности в общей структуре суммарных потерь в распределительной сети 0,4 кВ. Цель. Разработать методику на основе алгоритма оптимального распределения по фазам линий L1, L2, L3 системы электроснабжения однофазных электроприемников в динамическом режиме их работы при помощи генетического алгоритма для минимизации дополнительных потерь в оборудовании систем электроснабжения, обусловленных несимметрией и несинусоидальностью. Материалы и методы. Был разработан цифровой измеритель параметров однофазных электроприемников для сбора исходных данных с офисных электроприемников в виде массивов с мгновенными значениями напряжения питания и силы тока. В качестве целевой функции в разработанном алгоритме используются показательные величины потерь в несимметричном режиме над потерями в симметричном режиме и дополнительных потерь от высших гармонических составляющих. Результаты и обсуждение. Представлены результаты оценки дополнительных потерь, рассчитанные с помощью предложенной методики, для оптимального распределения однофазных электроприемников офисного здания, учитывая их технологический режим работы в течение рабочего дня. Оценена эффективность применения разработанной методики на этапе проектирования систем электроснабжения по сравнению с традиционно используемым подходом путем сравнения величин дополнительных потерь электроэнергии при распределении однофазных электроприемников в статическом режиме (эффективнее на 39,9 %) и в динамическом режиме (эффективнее на 77,1 %). Заключение. Разработанная методика позволила получить принципиально новое техническое решение, реализуемое как для действующих, так и для вновь проектируемых систем электроснабжения, позволяющее минимизировать потери в оборудовании систем электроснабжения, за счет снижения дополнительных потерь, обусловленных несимметрией и несинусоидальностью.