50
УПРАВЛЕНИЕ
СЕТЯМИ
Повышение эффективности
регулирования напряжения
в районных электрических сетях
УДК
621.311.13
В
настоящее
время
активно
ведутся
работы
по
модернизации
распределительных
элек
-
трических
сетей
и
преобразованию
их
в
цифровые
распределительные
сети
.
При
этом
потенциал
нового
оборудования
,
представленного
на
рынке
,
используется
не
в
полной
мере
.
В
статье
проанализированы
существующие
алгоритмы
управления
напряжением
в
распределительных
электрических
сетях
.
Сделаны
выводы
о
возможности
внедрения
новых
подходов
к
управлению
нагрузкой
в
распределительных
электрических
сетях
за
счет
регулирования
напряжения
.
Предложены
новые
алгоритмы
управления
напряжени
-
ем
и
нагрузкой
в
распределительных
электрических
сетях
.
М
одернизация
распредели
-
тельных
электрических
сетей
(
РЭС
)
и
внедрение
новых
ме
-
тодов
и
средств
управления
ими
—
важнейшие
задачи
в
услови
-
ях
цифровизации
.
Данным
вопросом
активно
занимаются
практически
все
электросетевые
организации
.
Однако
потенциал
создания
единой
системы
мониторинга
и
управления
РЭС
реали
-
зован
сейчас
не
в
полной
мере
.
Кроме
того
,
энергетическими
компаниями
не
рассматривается
потенциал
регулиро
-
вания
напряжения
как
механизм
управ
-
ления
нагрузкой
.
Существующий
механизм
регули
-
рования
напряжения
в
РЭС
позволяет
осуществлять
изменение
напряжения
на
двух
уровнях
—
на
центрах
питания
(
ЦП
)
и
на
трансформаторных
подстан
-
циях
6–20/0,4
кВ
.
Регулирование
на
цен
-
трах
питания
производится
при
помощи
устройств
РПН
(
регулирование
под
на
-
грузкой
),
на
трансформаторных
под
-
станциях
(
ТП
) —
с
помощью
устройств
ПБВ
(
переключение
без
возбуждения
).
Регулирование
напряжения
на
цен
-
тре
питания
с
помощью
РПН
приводит
к
одновременному
воздействию
на
уров
-
ни
напряжения
группы
ТП
,
питающихся
от
данного
ЦП
,
без
возможности
регули
-
рования
напряжения
непосредственно
у
отдельных
ТП
.
Регулирование
напряжения
непо
-
средственно
на
отдельных
ТП
РЭС
осуществляется
с
помощью
устройств
ПБВ
.
Переключение
анцапф
ПБВ
можно
производить
только
при
отключенном
трансформаторе
,
что
приводит
к
пере
-
рывам
электроснабжения
у
потреби
-
телей
.
Переключения
анцапфы
ПБВ
осуществляются
вручную
выездной
оперативной
бригадой
и
носят
сезонных
характер
.
Таким
образом
,
среди
наиболее
ак
-
туальных
проблем
действующего
ме
-
ханизма
регулирования
напряжения
в
РЭС
можно
отметить
следующие
:
1)
существующие
принципы
управ
-
ления
ограничены
в
своих
возмож
-
ностях
с
точки
зрения
оператив
-
ного
регулирования
напряжения
электрической
сети
и
обеспечения
требуемых
показателей
качества
электроэнергии
в
части
медленного
изменения
напряжения
во
всех
точ
-
ках
присоединения
нагрузок
потре
-
бителей
;
2)
отсутствие
возможности
дистанци
-
онного
регулирования
напряжения
трансформаторов
с
ПБВ
затрудняет
их
полноценную
интеграцию
в
струк
-
туру
активно
-
адаптивных
сетей
с
це
-
лью
комплексной
реализации
кон
-
цепции
цифровой
трансформации
электроэнергетики
.
СОВРЕМЕННЫЕ
УСТРОЙСТВА
РЕГУЛИРОВАНИЯ
НАПРЯЖЕНИЯ
НА
ТП
РЭС
В
настоящее
время
ведутся
работы
по
созданию
современных
устройств
регу
-
лирования
напряжения
на
ТП
6–20/0,4
кВ
в
распределительных
электрических
сетях
.
Одной
из
инновационных
разра
-
боток
является
полупроводниковое
устройство
регулирования
выходного
напряжения
трансформатора
(
ПУРНТ
)
Ключевые
слова
:
распределительные
электрические
сети
,
медленное
изменение
напряжения
,
регулирование
напряжения
Королев
В
.
М
.,
аспирант
кафедры
Электроэнергетических
систем
ФГБОУ
ВО
«
НИУ
«
МЭИ
»
Ванин
А
.
С
.,
к
.
т
.
н
.,
доцент
кафедры
Электроэнергетических
систем
ФГБОУ
ВО
«
НИУ
«
МЭИ
»
Гоенко
Р
.
Ю
.,
студент
кафедры
Электроэнергетических
систем
ФГБОУ
ВО
«
НИУ
«
МЭИ
»
Тульский
В
.
Н
.,
к
.
т
.
н
.,
доцент
,
директор
института
электроэнергетики
ФГБОУ
ВО
«
НИУ
«
МЭИ
»
51
для
трансформаторных
подстан
-
ций
класса
6–20/0,4
кВ
[1, 2]
циф
-
ровых
распределительных
сетей
(
рисунок
1).
Внедрение
технических
реше
-
ний
на
основе
полупроводнико
-
вых
регуляторов
напряжения
на
ТП
6–20/0,4
кВ
позволяет
добить
-
ся
снижения
потерь
,
обеспечения
качества
электроэнергии
и
уве
-
личения
пропускной
способности
РЭС
.
К
основным
элементам
систе
-
мы
с
ПУРНТ
можно
отнести
:
–
силовой
трансформатор
за
-
водского
типа
с
наличием
от
-
паек
(
наличие
ПБВ
);
–
тиристорный
коммутатор
на
основе
двунаправленных
тири
-
сторных
ключей
;
–
цифровую
систему
управле
-
ния
,
содержащую
в
себе
на
-
дежные
алгоритмы
переключения
отпаек
сило
-
вого
трансформатора
под
нагрузкой
,
системы
мониторинга
и
диагностики
тиристорного
комму
-
татора
и
параметров
сети
.
Особенности
регулирования
напряжения
на
ТП
с
помощью
ПУРНТ
:
–
регулирование
напряжения
под
нагрузкой
на
сто
-
роне
НН
;
–
бездуговое
переключение
отводов
регулировоч
-
ной
обмотки
трансформатора
;
–
симметрирование
фазных
напряжений
на
основе
пофазного
регулирования
;
–
стабилизация
и
регулирование
напряжений
на
стороне
НН
;
–
дистанционное
управление
.
Внедрение
ПУРНТ
на
ТП
действующих
РЭС
поз
-
волит
не
только
решить
существующие
задачи
,
но
и
сэкономить
финансовые
ресурсы
электроснабжа
-
ющих
организаций
.
Данный
эффект
будет
достигаться
за
счет
воз
-
можности
исключить
выезды
оперативных
бригад
на
переключение
ПБВ
трансформаторов
,
особенно
на
удаленных
ТП
(
экономия
на
зарплате
персонала
,
расходах
на
транспорт
).
ВОПРОСЫ
ВНЕДРЕНИЯ
НОВЫХ
МЕТОДОВ
И
СРЕДСТВ
УПРАВЛЕНИЯ
РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫМИ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ
СЕТЯМИ
В
НОРМАТИВНЫХ
ДОКУМЕНТАХ
В
2018
году
был
утвержден
Федеральный
закон
№
522-
ФЗ
«
О
внесении
изменений
в
отдельные
за
-
конодательные
акты
Российской
Федерации
в
связи
с
развитием
систем
учета
электрической
энергии
(
мощности
)
в
Российской
Федерации
» [3].
Ряд
изме
-
нений
коснулся
Федерального
закона
№
35-
ФЗ
«
Об
электроэнергетике
» [4].
Наиболее
актуальные
изменения
в
этих
законах
с
точки
зрения
управления
РЭС
:
Рис
. 1.
Упрощенная
схема
двухтрансформаторной
цифровой
подстанции
с
ПУРНТ
Источник
питания
1
Распределительный
пункт
Распредели
-
тельное
устройство
Источник
питания
2
Тиристорный
коммутатор
2
Тиристорный
коммутатор
1
Система
управ
-
ления
2
Система
управ
-
ления
1
Силовой
трансформатор
2
Силовой
трансформатор
1
ВН
ВН
H
Н
H
Н
1)
введен
термин
«
интеллектуальная
система
учета
электрической
энергии
(
мощности
)»;
2)
коммерческий
учет
электрической
энергии
/
мощ
-
ности
обеспечивают
гарантирующие
постав
-
щики
и
сетевые
организации
(
вступил
в
силу
с
01.07.2020);
3)
гарантирующие
поставщики
и
сетевые
органи
-
зации
в
ходе
обеспечения
коммерческого
учета
электрической
энергии
/
мощности
обязаны
осу
-
ществлять
приобретение
,
установку
,
замену
,
до
-
пуск
в
эксплуатацию
приборов
учета
электриче
-
ской
энергии
(
вступил
в
силу
с
01.07.2020);
4)
многоквартирные
дома
,
вводимые
в
эксплуа
-
тацию
,
должны
быть
оснащены
индивидуаль
-
ными
,
общими
(
для
коммунальной
квартиры
)
и
коллективными
(
общедомовыми
)
приборами
учета
электрической
энергии
,
которые
обес
-
печивают
возможность
их
присоединения
к
интеллектуальным
системам
учета
элек
-
трической
энергии
/
мощности
(
вступил
в
силу
с
01.01.2021);
5)
субъекты
электроэнергетики
,
потребители
элек
-
трической
энергии
/
мощности
и
иные
владельцы
приборов
учета
электрической
энергии
обязаны
осуществлять
информационный
обмен
данными
,
получаемыми
в
ходе
обеспечения
коммерческого
учета
электрической
энергии
/
мощности
(
вступил
в
силу
с
01.07.2020);
6)
с
1
января
2023
года
в
случае
непредоставления
или
ненадлежащего
предоставления
гарантиру
-
ющим
поставщиком
и
сетевой
организацией
до
-
ступа
к
минимальному
набору
функций
интеллек
-
туальных
систем
учета
электрической
энергии
/
мощности
субъект
электроэнергетики
или
потре
-
битель
электрической
энергии
/
мощности
вправе
потребовать
уплаты
штрафа
.
С
одной
стороны
,
введенные
в
Федеральный
за
-
кон
№
35-
ФЗ
[4]
поправки
приведут
к
большой
фи
-
нансовой
нагрузке
для
электроснабжающих
органи
-
заций
(
ЭСО
).
№
5 (74) 2022
52
С
другой
стороны
,
данные
меры
обеспечат
нали
-
чие
большого
количества
точек
мониторинга
показа
-
телей
РЭС
[5].
Учитывая
обязательность
выполнения
требова
-
ний
Федерального
закона
№
522-
ФЗ
всеми
ЭСО
и
на
-
личие
полупроводниковых
устройств
регулирова
-
ния
напряжения
для
трансформаторов
6–20/0,4
кВ
,
становится
возможным
повышение
эффективности
существующей
системы
регулирования
напряже
-
ния
для
решения
вопросов
нормализации
режима
работы
и
управления
районными
электрическими
сетями
.
ПОВЫШЕНИЕ
ЭФФЕКТИВНОСТИ
СИСТЕМЫ
РЕГУЛИРОВАНИЯ
НАПРЯЖЕНИЯ
В
РЭС
В
настоящее
время
алгоритмы
управления
регуля
-
торами
РПН
трансформаторов
не
учитывают
воз
-
можность
управления
напряжением
на
ТП
класса
6–20/0,4
кВ
.
Типовой
алгоритм
управления
РПН
(
рисунок
2)
работает
следующим
образом
[6]:
на
вход
регулято
-
ра
поступает
информация
о
текущем
положении
от
-
пайки
на
трансформаторе
,
напряжении
на
клеммах
V
вторичной
обмотки
и
времени
каждого
измерения
.
Затем
напряжение
сравнивается
с
предварительно
установленными
пороговыми
максимальным
и
ми
-
нимальным
значениями
напряжения
для
переклю
-
чения
отпайки
с
выдержкой
времени
V
max
1
и
V
min
1
.
УПРАВЛЕНИЕ
СЕТЯМИ
Переключения
выполняются
с
выдержкой
времени
t
d
.
Команда
на
повышение
(
понижение
)
положения
отпайки
выдается
,
если
устройство
еще
не
достигло
своей
высшей
(
низшей
)
позиции
.
В
случае
больших
отклонений
напряжения
может
производиться
переключение
без
выдержки
време
-
ни
,
что
позволяет
быстро
отреагировать
на
значи
-
тельные
изменения
напряжения
.
Для
этого
произво
-
дится
сравнение
напряжения
с
уставками
и
в
случае
,
если
V
выше
(
ниже
),
чем
V
max
2
(
V
min
2
),
выполняется
мгновенное
повышение
(
понижение
)
отпайки
с
фик
-
сацией
времени
t
c
.
Фиксация
времени
t
c
необходима
для
проверки
выдержки
времени
переключения
от
-
пайки
.
Если
V
ниже
(
выше
),
чем
V
max
2
(
V
min
2
) (
то
есть
вы
-
хода
напряжения
V
за
значения
V
max
2
и
V
min
2
не
про
-
исходит
),
но
при
этом
выход
напряжения
из
зоны
нечувствительности
продолжается
непрерывно
в
те
-
чение
времени
t
d
,
то
также
выполняется
повышение
(
понижение
)
отпайки
с
фиксацией
времени
переклю
-
чения
t
c
.
Переключение
отпайки
не
производится
,
если
на
-
пряжение
V
не
выходит
за
пороговые
значения
V
max
2
и
V
min
2
.
Если
значения
напряжения
V
выходит
не
-
прерывно
за
пороговые
значения
напряжения
V
max
1
и
V
min
1
в
течение
времени
меньшем
,
чем
уставка
t
d
,
то
переключение
отпайки
также
не
производится
.
Цикл
проверки
необходимости
переключения
выполняет
-
ся
непрерывно
[7].
Данный
алгоритм
управления
РПН
также
применим
для
ис
-
пользования
на
трансформаторах
класса
6–20/0,4
кВ
в
распреде
-
лительных
сетях
при
учете
осо
-
бенности
РЭС
и
оборудования
,
осуществляющего
переключение
анцапф
ПБВ
трансформаторов
6–20/0,4
кВ
.
Далее
будут
рассмотрены
две
стратегии
управления
регуля
-
торами
РПН
трансформаторов
,
учитывающих
возможность
управ
-
ления
напряжением
на
ТП
класса
6–20/0,4
кВ
:
1)
поддержание
максимально
воз
-
можного
напряжения
в
РЭС
,
ограничиваясь
требованиями
нормативных
документов
(
в
этом
случае
сетевые
компании
будут
получать
максимальную
выгоду
из
-
за
роста
потребления
,
связан
-
ного
с
учетом
статических
харак
-
теристик
нагрузки
);
2)
поддержание
минимально
воз
-
можного
напряжения
в
РЭС
,
ограничиваясь
требованиями
нормативных
документов
(
в
этом
случае
потребители
будут
полу
-
чать
максимальную
выгоду
из
-
за
снижения
потребления
,
связан
-
ного
с
учетом
статических
харак
-
теристик
нагрузки
).
Рис
. 2.
Блок
-
схема
алгоритма
управления
регулятором
напряжения
53
АЛГОРИТМ
УПРАВЛЕНИЯ
РЕГУЛЯТОРАМИ
РПН
ДЛЯ
ПОДДЕРЖАНИЯ
МАКСИМАЛЬНО
ВОЗМОЖНОГО
НАПРЯЖЕНИЯ
В
РЭС
Для
реализации
алгоритма
будем
учитывать
,
что
ПУРНТ
установлено
на
всех
трансформаторах
6–20/0,4
кВ
рассматриваемой
сети
.
В
подобной
си
-
туации
у
всех
потребителей
будет
поддерживать
-
ся
максимально
возможное
напряжение
.
Данный
вариант
может
быть
реализован
в
случае
ново
-
го
строительства
/
реконструкции
или
применения
трансформаторов
с
уже
установленными
в
них
устройствами
ПУРНТ
(
для
удешевления
итоговой
стоимости
единицы
оборудования
в
сравнении
с
изготовлением
ПУРНТ
и
ТР
отдельно
).
В
этом
случае
алгоритм
управления
РПН
дол
-
жен
учитывать
наличие
в
сети
устройств
ПУРНТ
(
рисунок
3).
Основной
состав
действий
алгоритма
,
связанный
с
поддержанием
напряжения
в
рамках
требований
действующего
ГОСТ
32144 [8],
не
изменяется
.
Изме
-
нения
затронут
диапазон
напряжений
,
которые
под
-
держиваются
внутри
допустимых
по
нормативным
документам
границ
.
Если
напряжение
V
не
выходит
за
пороговые
зна
-
чения
V
max
1
и
V
min
1
,
положение
отпайки
РПН
tap
больше
минимального
значения
,
положение
анцапфы
ПБВ
наи
-
более
электрически
близкого
потребителя
tap
n
больше
минимального
значения
,
необходимо
осуществить
про
-
верку
возможности
переключения
отпайки
РПН
в
мень
-
шую
сторону
для
увеличения
уровня
напряжения
во
всей
сети
и
,
как
следствие
,
роста
потребляемой
мощности
.
В
дальнейших
рассуждениях
потери
мощности
в
ли
-
ниях
учитываться
не
будут
,
так
как
в
ходе
проведенной
оценки
потери
мощности
изменялись
менее
чем
на
5%
при
изменении
напряжения
в
рамках
переключения
од
-
ной
отпайки
РПН
,
равной
1,78%.
Кроме
того
,
эффект
увеличения
потребляемой
мощности
за
счет
учета
ста
-
тических
характеристик
нагрузки
в
рамках
переключе
-
ния
одной
отпайки
РПН
в
абсолютных
величинах
на
по
-
рядок
превосходит
значение
увеличения
потерь
.
Все
устройства
ПУРНТ
,
установленные
на
ПС
6–20/0,4
кВ
,
по
своему
алгоритму
стремятся
поддер
-
живать
максимально
возможное
напряжения
в
преде
-
Рис
. 3.
Блок
-
схема
алгоритма
управления
регулятором
напряжения
№
5 (74) 2022
54
лах
границы
V
max
1
,
но
не
превышать
его
.
Уменьшение
положения
отпайки
РПН
приведет
к
повышению
уров
-
ня
напряжения
во
всей
сети
,
таким
образом
возмож
-
ны
ситуации
,
когда
у
электрически
близких
потреби
-
телей
напряжение
V
n
выйдет
за
допустимое
значение
V
max
1
и
после
осуществления
регулирования
за
счет
ПУРНТ
будет
находиться
на
уровне
меньшем
,
чем
до
осуществления
переключения
РПН
.
В
этом
случае
на
данной
ПС
с
учетом
СХН
будет
потребляться
мень
-
ше
мощности
,
чем
до
осуществления
регулирования
РПН
.
Однако
у
всех
электрически
удаленных
потре
-
бителей
,
положение
анцапфы
ПБВ
которых
находи
-
лось
в
минимальном
положении
,
реальное
напряже
-
ние
данных
ТП
(
V
real
)
не
поднималось
до
уровня
V
max
1
и
имело
запас
по
регулированию
,
произойдет
увели
-
чение
потребляемой
мощности
за
счет
учета
статиче
-
ских
характеристик
нагрузки
.
Таким
образом
задача
сводится
к
проверке
следующего
условия
—
суммарная
нагрузка
всех
УПРАВЛЕНИЕ
СЕТЯМИ
ТП
6–20/0,4
кВ
после
осущест
-
вления
переключения
отпайки
РПН
и
реакции
на
это
переклю
-
чение
всех
устройств
ПУРНТ
(
P
after
)
должна
быть
больше
,
чем
суммарная
нагрузка
всех
ТП
6–20/0,4
кВ
(
P
real
)
до
осущест
-
вления
данного
переключения
(
P
after
P
real
).
При
соблюдении
данного
ус
-
ловия
проводится
повторная
про
-
верка
,
так
как
возможны
ситуации
,
при
которых
для
достижения
мак
-
симального
эффекта
необходи
-
мо
переключить
сразу
несколько
отпаек
РПН
.
После
определения
необходимого
числа
переключе
-
ний
регулятор
РПН
осуществляет
их
.
Возможный
результат
работы
алгоритма
представлен
на
рисун
-
ках
4
и
5.
Как
видно
из
схем
рисунков
4
и
5,
параметры
напряжения
в
обо
-
их
случаях
находятся
в
допустимых
по
ГОСТ
32144
границах
.
Анцапфа
ПБВ
у
ТП
3
и
4 (
рисунок
4)
нахо
-
дится
в
минимальном
положении
(
n
_
ПБВ
= 1),
осуществить
добавку
напряжения
на
данных
ТП
посред
-
ством
ПБВ
было
невозможно
.
Од
-
нако
у
трансформатора
на
центре
питания
имеется
запас
по
отпай
-
кам
РПН
,
также
у
ТП
1
и
2
имеет
-
ся
возможность
понижения
уровня
напряжения
за
счет
переключе
-
ния
анцапфы
ПБВ
посредством
ПУРНТ
.
В
ходе
работы
алгоритма
от
-
пайка
РПН
была
изменена
на
2
значения
,
это
привело
к
повы
-
шению
уровня
напряжения
во
всей
сети
.
Напряжение
на
ТП
1
и
2
вышло
за
допустимые
грани
-
цы
,
после
чего
оно
было
отрегу
-
лировано
с
помощью
ПУРНТ
.
Активная
потребля
-
емая
мощность
на
ТП
1
и
2
после
осуществления
работы
алгоритма
уменьшилась
из
-
за
уменьше
-
ния
уровня
напряжения
на
стороне
0,4
кВ
данных
ТП
и
учета
СХН
(
было
— 233,252
кВт
,
стало
—
231,032
кВт
).
Однако
активная
потребляемая
мощ
-
ность
ТП
3
и
4
увеличилась
(
было
— 442,287
кВт
,
стало
— 455,310
кВт
).
Суммарная
активная
нагруз
-
ка
после
осуществления
работы
алгоритма
(
P
after
=
= 686,342
кВт
)
превышает
суммарную
активную
на
-
грузку
до
работы
алгоритма
(
P
real
= 675,539
кВт
),
следовательно
алгоритм
отработал
корректно
.
В
рассматриваемом
алгоритме
и
приведенном
примере
заложены
классические
уравнения
статиче
-
ских
характеристик
нагрузки
для
класса
напряжения
10
кВ
[9]:
P
=
P
0
·
a
P
0
+
a
P
1
·
+
a
P
1
·
,
Q
=
Q
0
·
a
Q
0
+
a
Q
1
·
+
a
Q
1
·
,
Рис
. 5.
Состояние
сети
после
срабатывания
алгоритма
Рис
. 4.
Состояние
сети
до
срабатывания
алгоритма
P
=0,716507 MW
Q
= 0,209353 Mvar
I
= 0,041644 kA
P
= 0,166705 MW
Q
= 0,045449 Mvar
I
= 0,238614 kA
P
= 0,281287 MW
Q
= 0,039142 Mvar
I
= 0,413290 kA
P
= 0,161000 MW
Q
= 0,039611 Mvar
I
= 0,240209 kA
P
= 0,066547 MW
Q
= 0,018034 Mvar
I
= 0,095469 kA
1,100
ТР
1
400
кВ
А
ТР
3
400
кВ
А
Л
2
Л
4
Л
1
ЦП
Л
5
ТР
4
400
кВ
А
ТР
2
160
кВ
А
n
_
ПБВ
= 2
n
_
ПБВ
= 2
n
_
РПН
= 9
40
МВА
110/10
n
_
ПБВ
= 1
n
_
ПБВ
= 1
1,044
1,049
1,097
1,035
1
3
2
4
ТР
3
400
кВ
А
ЦП
ТР
4
400
кВ
А
n
_
РПН
= 7
n
_
ПБВ
= 1
n
_
ПБВ
= 1
1,086
1,087
1,092
1,083
1,074
1
3
2
4
P
= 0,726766 MW
Q
= 0,216637 Mvar
I
= 0,040773 kA
P
= 0,165115 MW
Q
= 0,043747 Mvar
I
= 0,238926 kA
P
= 0,289567 MW
Q
= 0,043863 Mvar
I
= 0,409306 kA
P
= 0,065917 MW
Q
= 0,017363 Mvar
I
= 0,095601 kA
P
= 0,165743 MW
Q
= 0,044409 Mvar
I
= 0,238798 kA
40
МВА
110/10
ТР
1
400
кВ
А
ТР
2
160
кВ
А
n
_
ПБВ
= 3
n
_
ПБВ
= 3
Л
2
Л
4
Л
1
Л
5
Сидоров
о
/
Ф
.23
55
где
P
и
Q
—
активная
и
реактивная
мощности
,
потреб
-
ляемые
нагрузкой
при
напряжении
V
;
P
0
и
Q
0
—
актив
-
ная
и
реактивная
мощности
,
потребляемые
нагрузкой
при
номинальном
напряжении
V
ном
;
a
Pi
и
a
Qi
—
коэф
-
фициенты
,
характеризующие
изменение
потребляе
-
мой
мощности
в
зависимости
от
напряжения
.
Коэффициенты
для
районов
с
промышленными
потребителями
менее
30%
указаны
в
таблице
1.
АЛГОРИТМ
УПРАВЛЕНИЯ
РЕГУЛЯТОРАМИ
РПН
ДЛЯ
ПОДДЕРЖАНИЯ
МИНИМАЛЬНО
ВОЗМОЖНОГО
НАПРЯЖЕНИЯ
В
РЭС
Принцип
работы
алгоритма
в
целом
не
будет
от
-
личаться
от
алгоритма
,
представленного
выше
,
и
бу
-
дет
построен
на
тех
же
положениях
.
Отличия
будут
заключаться
в
следующем
:
–
если
напряжение
V
на
центре
питания
не
выходит
за
пороговые
значения
V
max
1
и
V
min1
,
положение
отпайки
РПН
tap
меньше
максимального
значения
,
положе
-
ние
анцапфы
ПБВ
наиболее
электрически
дальнего
потребителя
tap
f
меньше
максимального
значения
,
необходимо
осуществить
проверку
возможности
переключения
отпайки
РПН
в
большую
сторону
для
уменьшения
уровня
напряжения
во
всей
сети
и
,
как
следствие
,
снижения
потребляемой
мощности
;
–
задача
сводится
к
проверке
следующего
усло
-
вия
—
суммарная
нагрузка
всех
ТП
6–20/0,4
кВ
после
осуществления
переключения
отпайки
РПН
и
реакции
на
это
переключение
всех
устройств
ПУРНТ
(
P
after
)
должна
быть
меньше
,
чем
сум
-
марная
нагрузка
всех
ТП
6–20/0,4
кВ
(
P
real
)
до
осуществления
данного
переключения
(
P
after
P
real
).
Для
получения
большего
эффекта
от
работы
ал
-
горитмов
необходимо
учитывать
реальные
статиче
-
ские
характеристики
нагрузки
.
Возможны
ситуации
,
при
которых
увеличение
/
уменьшение
напряжения
в
сети
не
будет
оказывать
существенного
влияния
на
рост
/
снижение
потребления
активной
мощности
.
Кроме
того
,
наличие
возможности
мониторинга
па
-
раметров
сети
в
большом
количестве
точек
позво
-
лит
создать
самообучающуюся
систему
,
способную
корректировать
заложенные
в
алгоритм
статические
характеристики
нагрузки
для
каждой
ТП
6–20/0,4
кВ
,
и
повысит
эффективность
работы
алгоритма
.
Сам
алгоритм
при
этом
будет
оставаться
корректным
и
не
будет
требовать
дополнительных
доработок
.
ВЫВОДЫ
По
результатам
проведенной
работы
можно
сде
-
лать
следующие
выводы
о
возможности
внедрения
новых
подходов
к
управлению
нагрузкой
в
РЭС
за
счет
регулирования
напряжения
:
Табл
. 1.
Коэффициенты
,
характеризующие
изменение
потребляемой
мощности
в
зависимости
от
напряжения
Активная
мощность
(
P
)
Реактивная
мощность
(
Q
)
a
P
0
= 0,83
a
P
1
=
−
0,3
a
P
2
= 0,47
a
Q
1
=
−
10,1
a
Q
2
= 6,2
a
Q
0
= 4,9
№
5 (74) 2022
56
1.
Потенциал
существующего
в
настоящее
время
оборудования
позволяет
оперативно
регулиро
-
вать
напряжение
на
трансформаторных
подстан
-
циях
6–20/0,4
кВ
и
управлять
нагрузкой
в
РЭС
.
2.
Предложенные
в
работе
алгоритмы
позволяют
получать
дополнительный
экономический
эффект
от
роста
потребления
электрической
энергии
при
учете
статических
характеристик
нагрузки
.
3.
Для
получения
большего
эффекта
от
работы
предложенных
алгоритмов
управления
напряже
-
нием
в
РЭС
необходимо
создавать
самообучаю
-
щуюся
систему
,
способную
корректировать
зало
-
женные
в
алгоритм
статические
характеристики
нагрузки
для
каждой
из
ТП
6–20/0,4
кВ
за
счет
большого
количества
точек
мониторинга
параме
-
тров
сети
.
Работа
выполнена
в
рамках
проекта
«
Разработка
алгоритмов
управления
регуляторами
напряжения
трансформаторов
класса
6–10/0,4
кВ
в
цифровых
распределительных
сетях
»
при
поддержке
гранта
НИУ
«
МЭИ
»
на
реализацию
программ
научных
ис
-
следований
«
Энергетика
»
в
2020–2022
годах
.
Майоров
А
.
В
.,
Львов
М
.
Ю
.,
Кулюхин
С
.
А
.,
Львов
Ю
.
Н
.,
Лютько
Е
.
О
.
В
книге
рассматриваются
вопросы
оценки
технического
состояния
силовых
трансформаторов
и
автотрансформаторов
напряжением
110
кВ
и
выше
с
учетом
обобщения
и
анализа
опыта
их
эксплуатации
.
Приводятся
рекомендации
,
направленные
на
обеспечение
экс
плуа
тационной
на
-
дежности
данного
вида
оборудования
.
Книга
предназначена
для
бесплатного
целевого
распространения
среди
специалистов
,
участву
-
ющих
в
эксплуатации
,
проектировании
,
ремонте
и
производстве
силовых
трансформаторов
и
автотрансформаторов
,
а
также
студентов
энергетических
специальностей
высших
учебных
заведений
.
Издательство
журнала
«
ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ
.
Передача
и
распределение
», 2022. 128
с
.
Оценка технического состояния силовых
трансформаторов и автотрансформаторов
напряжением 110 кВ и выше
По
вопросам
доставки
книги
обращаться
в
редакцию
по
телефону
+7 (495) 645-12-41
или
e-mail: of
fi
УПРАВЛЕНИЕ
СЕТЯМИ
REFERENCES
1. Pan
fi
lov D.I., Astashev M.G., Gor-
chakov A.V. Voltage control method
for OLTC of distribution transformer
and the controller device. Patent
No. 2711587 dated January 17, 2020.
2. Pan
fi
lov D.I., Astashev M.G., Gor-
chakov A.V. Voltage control method
for OLTC of distribution transformer
and the controller device. Patent
No. 2711589 dated January 17, 2020.
3. Federal Law No. 522-FZ of Decem-
ber 27, 2018 “On Amendments to
Certain Legislative Acts of the Rus-
sian Federation in Connection with
the Development of Electricity (Pow-
er) Metering Systems in the Russian
Federation”. URL: https://docs.cntd.
ru/document/552050436.
4. Federal Law of March 26, 2003 No. 35-FZ
“On the Electric Power Industry”. URL:
https://base.garant.ru/185656/.
5. Tulsky V.N., Pan
fi
lov D.N., Asta-
shev M.G., Vanin A.S., Korolev V.M.
New methods and means for distribution
networks control / Collection of articles
“Electric Power in National Projects”.
Ed. by N.D. Rogalev. Moscow, MPEI
Publ., 2020, pp. 285-296. (in Russian)
6. Hasan E.O., Badran E.A.-E., Hata-
ta A.Y. Voltage Control of Distribu-
tion Systems using Electronic OLTC.
Proc. Twentieth Intern. Middle East
Power Systems Conf., 2018, vol. 48,
no. 1, pp. 845-849.
7. STO 34.01-3.2-010-2017. Transform-
er voltage control devices (OLTC).
General technical requirements.
8. GOST 32144-2013. Electric Energy.
Compatibility of technical means is
electromagnetic. Standards for the
quality of electrical energy in gener-
al-purpose power supply systems.
URL: https://docs.cntd.ru/document/
1200104301.
9. Gerasimenko A.A., Fedin V.T. Trans-
mission and distribution of electrical
energy. Ed. 2nd. Rostov-on-Don:
Phoenix, 2008. 715 p.
ЛИТЕРАТУРА
1.
Панфилов
Д
.
И
.,
Асташев
М
.
Г
.,
Гор
-
чаков
А
.
В
.
Способ
управления
на
-
пряжением
трансформатора
под
нагрузкой
и
устройство
для
его
реализации
.
Патент
№
2711587
от
17.01.2020
г
.
2.
Панфилов
Д
.
И
.,
Асташев
М
.
Г
.,
Гор
-
чаков
А
.
В
.
Способ
управления
на
-
пряжением
трансформатора
под
нагрузкой
и
устройство
для
его
реализации
.
Патент
№
2711589
от
17.01.2020
г
.
3.
Федеральный
закон
от
27.12.2018
№
522-
ФЗ
«
О
внесении
измене
-
ний
в
отдельные
законодатель
-
ные
акты
Российской
Федера
-
ции
в
связи
с
развитием
систем
учета
электрической
энергии
(
мощности
)
в
Российской
Феде
-
рации
». URL: https://docs.cntd.ru/
document/552050436.
4.
Федеральный
закон
от
26.03.2003
№
35-
ФЗ
«
Об
электроэнергетике
».
URL: https://base.garant.ru/185656/.
5.
Тульский
В
.
Н
.,
Панфилов
Д
.
Н
.,
Асташев
М
.
Г
.,
Ванин
А
.
С
.,
Коро
-
лев
В
.
М
.
Новые
методы
и
средства
управления
распределительными
сетями
/
Сборник
статей
«
Электро
-
энергетика
в
национальных
проек
-
тах
».
Под
ред
.
Н
.
Д
.
Рогалева
.
М
.:
Изд
-
во
МЭИ
, 2020.
С
. 285–296.
6. Hasan E.O., Badran E.A.-E., Hata-
ta A.Y. Voltage Control of Distribution
Systems using Electronic OLTC.
Proc. Twentieth Intern. Middle East
Power Systems Conf., 2018, vol. 48,
no. 1, pp. 845-849.
7.
СТО
34.01-3.2-010-2017.
Устрой
-
ства
регулирования
напряжения
трансформатора
под
нагрузкой
(
РПН
).
Общие
технические
тре
-
бования
.
Стандарт
организации
ПАО
«
Россети
».
Дата
введения
:
28.02.2017. 22
с
.
8.
ГОСТ
32144-2013.
Электриче
-
ская
энергия
.
Совместимость
технических
средств
электромаг
-
нитная
.
Нормы
качества
элек
-
трической
энергии
в
системах
электроснабжения
общего
назна
-
чения
. URL: https://docs.cntd.ru/
document/1200104301.
9.
Герасименко
А
.
А
.,
Федин
В
.
Т
.
Пе
-
редача
и
распределение
электри
-
ческой
энергии
.
Изд
. 2-
е
.
Ростов
-
на
-
Дону
:
Феникс
, 2008. 715
с
.
Оригинал статьи: Повышение эффективности регулирования напряжения в районных электрических сетях
В настоящее время активно ведутся работы по модернизации распределительных электрических сетей и преобразованию их в цифровые распределительные сети. При этом потенциал нового оборудования, представленного на рынке, используется не в полной мере. В статье проанализированы существующие алгоритмы управления напряжением в распределительных электрических сетях. Сделаны выводы о возможности внедрения новых подходов к управлению нагрузкой в распределительных электрических сетях за счет регулирования напряжения. Предложены новые алгоритмы управления напряжением и нагрузкой в распределительных электрических сетях.
