Устройства силовой электроники для управления режимами работы и обеспечения качества электрической энергии в распределительных сетях

Page 1

Page 2

106

качество электроэнергии

Устройства силовой
электроники для управления
режимами работы и обеспечения
качества электрической энергии
в распределительных сетях

По материалам

VI Всероссийской конференции

РАЗВИТИЕ

ПОВЫШЕНИЕ

НАДЕЖНОСТИ

ЭКСПЛУАТАЦИИ

РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

СЕТЕЙ

УДК 621.316.7:621.3.05

аличие в распределительных сетях классов напряже-

ния 0,4–35 кВ несимметричных, нелинейных и дина-

мически изменяющихся нагрузок с большой составля-

ющей реактивной мощности негативно сказывается

на качестве электрической энергии, потерях в линиях электро-

передачи, а также на надежности электроэнергетического обо-

рудования. Современные устройства силовой электроники об-

ладают высокими показателями быстродействия и надежности

и позволяют успешно решать широкий круг проблем, связан-

ных с обеспечением требуемого качества электрической энер-

гии и управления режимами работы распределительных сетей

в условиях динамически изменяющихся нагрузок сложного ха-

рактера.

На сегодняшний день устройства силовой электроники эф-

фективно реализуют комплекс функций по управлению режима-

ми работы электрических сетей и нагрузок, среди которых:

– регулирование и стабилизация напряжений [1];

– компенсация реактивной мощности [2];

– симметрирование режимов работы линий электропередачи

(ЛЭП) при работе с несимметричными нагрузками.

Представленное в статье оборудование силовой энер-

гетической электроники имеет высокие технико-экономиче-

ские показатели, быстродействие и надежность, достигаемые

за счет того, что оно реализует новые принципы построения

Панфилов

д.т.н., научный руково дитель

АО «НТЦ Россети ФСК ЕЭС»

Лунин

к.т.н., генеральный директор

АО «Энер гетический институт

им. Г.М. Кржижановского»

Асташев

к.т.н., заведующий кафед рой

промышленной электроники

ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ»

Тульский

к.т.н., директор Института

электроэнергетики

ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ»

Ключевые

слова

силовая электроника, каче-

ство электрической энергии,

распределительные сети,

управление режимами рабо-

ты, преобразователи электри-

ческой энергии

статье

приведено

описание

возможностей

характеристик

современных

пре

–

образователей

построенных

на

базе

элементов

силовой

электроники

предна

–

значенных

для

регулирования

параметров

режимов

работы

распределительных

сетей

На

примере

реализованных

устройств

раскрыты

принципы

функциони

–

рования

различных

типов

преобразователей

полупроводникового

устройства

регулирования

напряжения

трансформаторов

6–10/0,4

кВ

под

нагрузкой

полу

–

проводниковых

регуляторов

напряжения

распределительных

сетей

на

основе

вольтодобавки

компенсаторов

реактивной

мощности

базирующихся

на

со

–

временных

принципах

регулирования

тока

реактивных

элементов

регуляторов

мощности

позволяющих

том

числе

симметрировать

режимы

работы

сетей

Показано

что

все

представленные

преобразователи

характеризуются

высо

–

кими

технико

–

экономическими

показателями

быстродействием

повышенной

надежностью

ориентированы

на

работу

составе

современных

активно

–

адап

–

тивных

электрических

сетях

Page 3

107

и управления, при которых формы токов и напря-

жений, воздействующих на режимы работы ЛЭП,

остаются синусоидальными во всем диапазоне их

регулирования. Устройства разработаны на основе

отечественной элементной базы и программного

обеспечения. Многие из них успешно прошли опыт-

но-промышленную эксплуатацию в распредели-

тельных сетях ПАО «Россети». Цифровые системы

управления представленных устройств обеспе-

чивают их работу в активно-адаптивных электри-

ческих сетях в широком диапазоне изменения па-

раметров, выполняя при этом в автоматическом

режиме самонастройку, адаптацию и самовосста-

новление после аварий [3, 4].

При разработке представленных в статье

устройств решались следующие задачи:

– разработка новых принципов построения и спо-

собов управления тиристорными устройствами

силовой электроники для управления режима-

ми работы линий электропередачи с предельно

высоким качеством регулируемой электро-

энергии;

– обеспечение высокой дискретности регулирова-

ния электроэнергии при минимальных аппарат-

ных изменениях силового оборудования;

– создание устройств силовой электроники на

отечественной элементной базе с техническими

характеристиками, не уступающими, а в ряде

случаев превосходящими лучшие мировые ана-

логи;

– достижение максимального быстродействия ра-

боты устройств (в пределах 20 мс);

– разработка новых алгоритмов управления и про-

граммно-аппаратного обеспечения для управ-

ления и мониторинга работы устройств силовой

электроники в активно-адаптивных сетях;

– защита интеллектуальной собственности на

схемотехнические решения и способы управле-

ния устройствами силовой электроники.

К основным из перечисленных задач можно от-

нести реализацию силовых схем устройств на ос-

нове тиристоров, обеспечивающих их работу при

мощностях нагрузок от десятков кВт до десятков

МВт, высокое быстродействие (20 мс), высокую

дискретность регулирования мощностей (5–10%),

возможность работы в составе цифровых под-

станций.

ПОЛУПРОВОДНИКОВОЕ

УСТРОЙСТВО

РЕГУЛИРОВАНИЯ

НАПРЯЖЕНИЯ

ТРАНСФОРМАТОРОВ

6–10/0,4

КВ

ПОД

НАГРУЗКОЙ

Полупроводниковое устройство регулирования

напряжения (ПУРНТ) сухих трансформаторов

классов 6–10/0,4 кВ под нагрузкой приведено на

рисунках 1 и 2.

Как известно, трансформаторы сухого типа

имеют доступные для внешнего подключения

регулировочные ответвления обмотки высокого

напряжения, предназначенные для изменения

числа витков данной обмотки с целью регули-

рования напряжения 0,4 кВ на стороне обмотки

низкого напряжения. Представленное полупро-

водниковое устройство регулирования напря-

жения трансформатора, по существу, является

полупроводниковым коммутатором, обеспечи-

вающим подключение различного числа секций

обмотки высокого напряжения трансформатора

к сети 6–10 кВ при работе трансформатора под

нагрузкой. Применение ПУРНТ со стандартными

серийно-выпускаемыми трансформаторами, име-

ющими 5 регулировочных ответвлений обмот-

ки высокого напряжения, позволяет обеспечить

5 уровней регулирования напряжения на низкой

стороне трансформатора с дискретностью ±2,5%

относительно номинального напряжения [5]. По

сигналам с АСУ ТП система управления ПУРНТ

обеспечивает автоматическое пофазное управ-

ление выходным напряжением трансформатора

под нагрузкой. В зависимости от характера на-

грузки и требований по регулированию выходного

напряжения трансформатора система управле-

ния ПУРНТ автоматически определяет моменты

времени изменения выходного напряжения. По

сигналам с датчиков токов и напряжений на на-

грузке система управления ПУРНТ отслеживает

также аварийные режимы работы сети и обеспе-

чивает защиту ПУРНТ с последующим его само-

Рис

. 2.

Функциональная

схема

построения

фазы

ПУРНТ

Рис

. 1.

Физическая

модель

полупроводникового

устройства

регулирования

напряжения

трансформатора

под

нагрузкой

АСУ ТП

МЭК61850

СУ

ПУРНТ

ДН

ДТ

Тиристорный

коммутатор

Трансформа-

тор 6–10/0,4 кВ

Сеть

6–10 кВ

0,4 кВ

вх1

вх2

вх3

вх4

вх5

вх6

КМ1

№

4 (67) 2021

Page 4

108

восстановлением. Реализованные на текущий

момент ПУРНТ предназначены для работы с се-

рийно выпускаемыми сухими трансформаторами

мощностью 250÷2000 кВА. Форма напряжения на

обмотке низкого напряжения трансформатора

синусоидальна во всем диапазоне его регули-

рования. ПУРНТ выполнен в габаритах ячейки

КСО и предназначен для размещения в отсеке

ВН трансформаторной подстанции. Подключение

ПУРНТ к трансформатору осуществляется гибки-

ми высоковольтными кабелями.

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ

РЕГУЛЯТОРЫ

НАПРЯЖЕНИЯ

РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ

СЕТЕЙ

НА

ОСНОВЕ

ВОЛЬТОДОБАВКИ

Применение полупроводниковых регуляторов/

стабилизаторов напряжения распределительной

сети (бустеров) на практике рассматривается как

временная мера, позволяющая обеспечить необ-

ходимое качество напряжения на удаленных от

центра питания нагрузках в условиях «слабых»

электрических сетей [6, 7]. В таких случаях паде-

ние напряжения на проводах сети при увеличе-

нии потребления энергии по фазам может приве-

сти к снижению напряжения у потребителей ниже

нормированных величин [8]. Введение регулируе-

мого напряжения вольтодобавки в каждую из фаз

линии электропередачи позволяет регулировать

напряжение на нагрузке как в сторону его увели-

чения, так и уменьшения, сохраняя при этом его

синусоидальную форму [9]. Таким образом, про-

блема отклонения напряжения сети от границ

нормируемого диапазона может быть эффектив-

но решена. В таблице 1 представлены основные

характеристики трехфазных тиристорно-транс-

форматорных регуляторов напряжения на осно-

ве вольтодобавки (ТТРН), предназначенных для

регулирования напряжения класса 0,4 кВ на на-

грузке мощностью 100 кВт.

На рисунке 3а показан общий вид устройства.

Временные диаграммы напряжений и токов ТТРН,

демонстрирующие отсутствие влияния устрой-

ства на гармонический состав кривых, представ-

лены на рисунке 3б.

Опытно-промышленная эксплуатация ТТРН

мощностью 50 кВт прошла в электрических сетях

филиала ПАО «Россети Центр» — «Белгород-

энерго» (рисунок 4).

Результаты мониторинга напряжений на входе

и выходе устройства представлены на рисунке 5.

Рис

. 3.

Регулятор

напряжения

для

распределительной

сети

на

основе

вольтодобавки

)

общий

вид

ТТРН

;

)

временные

диаграм

–

мы

напряжений

токов

ТТРН

при

регулировании

напряжения

Табл. 1. Основные характеристики трехфазных ТТРН

напряжения класса 0,4 кВ мощностью 100 кВт

Параметр

Значение

Входное трехфазное напряжение

220/380 В, 50 Гц

Установленная мощность

22,5 кВт

Мощность нагрузки

100 кВт

Фазный ток нагрузки

150 А

Диапазон регулирования напря-

жения

±22%

Количество ступеней регулирова-

ния напряжения

Быстродействие

10 мс

Внешнее управление

RS-485

Рис

. 4.

Опытно

–

промыш

–

ленная

эксплуатация

ТТРН

мощностью

кВт

на

объекте

ПАО

Россети

(

филиал

ПАО

Россети

Центр

» — «

Белгородэнерго

»)

КАЧЕСТВО

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

б)

а)

Page 5

109

диапазоне его регулирования [10, 11]. Структуры по-

строения устройств компенсации реактивной мощно-

сти могут отличаться в зависимости от используемого

принципа формирования реактивного тока: управ-

ления величиной реактивного элемента при посто-

янной величине приложенного к нему напряжения;

управления напряжением на реактивном элементе.

При управлении реактивным током с помощью из-

менения реактивного сопротивления в схеме долж-

ны присутствовать несколько реактивных элементов,

комбинация соединения которых с помощью полупро-

водникового коммутатора и будет обеспечивать не-

обходимую величину реактивного элемента [12, 13].

При управлении реактивным током с помощью управ-

ления синусоидальным напряжением на реактивном

элементе в схеме устройства должен присутствовать

регулятор переменного синусоидального напряжения

[14]. Компенсаторы реактивной мощности с высоким

качеством регулируемой энергии, построенные на

основе различных технических

решений, представлены на ри-

сунке 6.

Опытно-промышленные об-

разцы компенсаторов реактив-

ной мощности индуктивного

и емкостного характера, реа-

лизующие принцип управления

Рис

. 5.

Результаты

мониторинга

напряжений

на

входе

выходе

ТТРН

Время

Фаза В

260

240

220

200

180

160

140

120

240

230

220

210

200

190

180

170

15:32

2:00

0:00

15:34

6:00

4:00

15:36

10:00

8:00

15:38

14:00

12:00

15:40

16:00

15:42

18:00

15:44

20:00

15:46

22:00

Напр

яжение, В

Напр

яжение, В

Стабилизация выходного напряжения РСН

при изменении напряжения сети

Результаты суточных

экспериментальных испытаний РСН

Рис

. 6.

Компенсаторы

реактивной

мощности

синусоидальной

формой

тока

)

компенсатор

на

основе

тиристор

–

но

–

переключаемых

схем

(

реакторных

конденсаторных

групп

);

)

компенсатор

на

основе

регуляторов

переменного

синусоидального

напряжения

Как видно из диаграмм рисунка 5, при значитель-

ных колебаниях во времени напряжений на входе

регулятора его выходные напряжения поддержива-

ются на уровне допустимых значений. Результаты

опытно-промышленной эксплуатации регуляторов

серии ТТРН рассмотрены на НТС ПАО «Россети»,

решением которого устройства рекомендованы для

применения в электрических сетях общества.

КОМПЕНСАТОРЫ

РЕАКТИВНОЙ

МОЩНОСТИ

Проблема компенсации реактивной мощности в рас-

пределительных сетях решается с помощью приме-

нения технологии поперечного регулирования уровня

реактивной мощности. Наиболее перспективными

технологиями построения устройств управления ре-

активным током в компенсаторах реактивной мощно-

сти являются технологии, позволяющие формировать

ток компенсатора синусоидальной формы во всем

Многополюсный

коммутатор

Многополюсный

коммутатор

Многополюсный

коммутатор

Тирис-

торный

переклю-

чатель

Входное напряжение
Выходное напряжение

б)

а)

№

4 (67) 2021

Page 6

110

величиной реактивного элемента приведены на ри-

сунке 7. Опытно-промышленная эксплуатация такого

типа компенсатора мощностью 50 квар на ТП-2873

ПС 110 кВ «Сосновская» ПАО «Россети Ленэнерго»

показана на рисунке 8.

ПРИМЕНЕНИЕ

РЕГУЛЯТОРОВ

МОЩНОСТИ

ДЛЯ

УПРАВЛЕНИЯ

РЕЖИМАМИ

РАБОТЫ

РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ

СЕТЕЙ

Управление режимами работы отдельных фаз трех-

фазной линии передачи может осуществляться с по-

мощью управляемых регуляторов мощности (УРМ),

реализующих принцип поперечного регулирования

[15]. Как правило, такие УРМ строятся на основе

трансформаторов с регулируемым коэффициентом

трансформации. Реализовать регулирование коэф-

фициента трансформации трансформатора можно

с помощью схем, построенных на основе трансформа-

тора с изолированными секциями вторичной обмотки

трансформатора и полупроводникового коммутатора

[16]. При этом изолированные секции вторичной об-

мотки трансформатора подключаются к входам полу-

проводникового коммутатора. За счет управления по-

лупроводниковым коммутатором можно обеспечивать

реализацию на его выходе различных комбинаций по-

следовательного соединения изолированных секций

вторичной обмотки трансформатора (рисунок 9). Это

позволяет регулировать напряжение на выходе ком-

мутатора, и, соответственно, управление напряжени-

ем сети с помощью УРМ.

Следует подчеркнуть, что при соответствующем

подборе коэффициентов трансформации за счет

построения силовой схемы УРМ (даже при неболь-

шом количестве изолированных секций вторичной

обмотки трансформатора) можно получить на на-

грузке большое количество различных уровней сину-

соидального напряжения. Так, при трех секциях вто-

ричной обмотки трансформатора на нагрузке можно

получить 18 различных уровней напряжения. При

четырех секциях — более 50 различных уровней на-

пряжения.

УРМ могут обеспечивать перераспределение ак-

тивных и реактивных мощностей между фазами трех-

проводной и четырехпроводной распределительной

Рис

. 7.

Опытно

–

промышленные

образцы

компенсаторов

реактивной

мощности

200

квар

)

индуктивного

;

)

емкостного

характера

Рис

. 8.

Опытно

–

промышленная

эксплуатация

компенса

–

тора

мощности

квар

на

ТП

-2873

ПС

110

кВ

Соснов

–

ская

ПАО

Россети

Ленэнерго

КАЧЕСТВО

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Рис

. 9.

Регулятор

переменного

синусоидального

на

–

пряжения

построенного

на

основе

трансформатора

изолированными

секциями

вторичной

обмотки

полу

–

проводникового

коммутатора

Трансформатор

сети

вых

б)

а)

Page 7

111

сети при несимметричных

нагрузках (рисунок 10).

УРМ могут симметри-

ровать режим работы се-

тей и, при необходимости,

переходить в режим ком-

пенсации реактивной мощ-

ности. Эффект от работы

регулятора мощности про-

иллюстрирован на рисунках

10б и 10в, где приведены

векторные диаграммы то-

ков в фазах линии электро-

передачи без подключения

и с подключением УРМ.

Силовые схемы таких УРМ

строятся также на основе

регуляторов переменного

синусоидального напряже-

ния и реактивных элементов. Принцип работы сис-

тем управления УРМ основан на измерении мгно-

венных значений токов и напряжений фаз нагрузки,

расчете и задании величин напряжений регуляторов

синусоидального напряжения и реактивных элемен-

тов, входящих в состав УРМ [17]. Системы управле-

ния УРМ позволяют в автоматическом режиме сим-

метрировать режим работы линии электропередачи

при изменении трехфазной нагрузки.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Реализация и внедрение описанных в статье

устройств силовой электроники в состав распре-

делительного комплекса предоставит дополни-

тельные инструменты для управления режима-

ми работы сетей. Возможности рассмотренных

устройств позволяют в режиме реального времени

осуществлять быстродействующее регулирование

параметров сети, что позволяет поддерживать вы-

сокое качество электрической энергии при различ-

ных динамически изменяющихся режимах работы

сети. Поддержка всеми устройствами современных

средств телеуправления посредством беспровод-

ного (GSM) интерфейса и стандартного Ethernet-

канала по стандартам IEС 61850 и IEС 60870 поз-

волит без труда интегрировать преобразователи

в состав современных цифровых подстанций, раз-

витию которых уделяется много внимания и средств

как в России, так и в других странах.

Рис

. 10.

Управление

режимами

работы

линий

электропередачи

помощью

УРМ

)

схема

подключения

УРМ

фазной

сети

;

)

векторные

диаграммы

токов

на

–

пряжений

сети

без

применения

УРМ

;

)

векторные

диаграммы

токов

напряжений

сети

применением

УРМ

а)

б)

в)

ЛИТЕРАТУРА

1. Базылев Б.И., Зазимко К.Г., Ма-

карова М.А., Смоловик С.В. Опыт

применения управляемых под-

магничиванием шунтирующих ре-

акторов в сетях различных клас-

сов напряжения / Доклад Д-18 на

XXII Междунар. науч.-техн. конф.

ТРАВЭК. Москва, ноябрь 2015 г.

2. Беляев А.Н., Евдокунин Г.А., Смо-

ловик С.В., Чудный В.С. О при-

менении устройств управляемой

поперечной компенсации для

транзитных электропередач клас-

са 500 кВ // Электричество, 2009,

№ 2. С. 2–13.

3. Энергетическая стратегия Россий-

ской Федерации на период до 2035

года. URL: https://minenergo.gov.ru/

node/1026.

4. Концепция интеллектуальной элек-

троэнергетической системы России

с активно-адаптивной сетью (ИЭС

ААС). URL: https://www.fsk-ees.ru/

upload/docs/ies_aas.pdf.

5. Асташев М.Г., Панфилов Д.И.,

Горчаков А.В., Красноперов Р.Н.,

Рашитов П.А. Управление полу-

проводниковыми

регуляторами

напряжения трансформаторов под

нагрузкой в распределительных се-

тях 6–10 кВ // Международный на-

учно-исследовательский журнал,

2021, № 4(106), часть 1. С. 41–50.

6. Шумахер С. Применение вольтодо-

бавочных трансформаторов в рас-

пределительных сетях 0,4 кВ ОАО

«МРСК Центра» // ЭЛЕКТРОЭНЕР-

ГИЯ. Передача и распределение,

2012, № 5(14). С. 42–44.

7. Асабин А.А., Кралин А.А., Крюков

Е.В., Чернов Е.А., Онищенко Г.Б.

Результаты опытно-промышленной эксплуатации

реализованных устройств подтверждают высокие

технико-экономическими показатели, быстродей-

ствие и повышенную надежность преобразователей.

Имеющийся широкий функционал преобразовате-

лей, при необходимости, может быть скорректирован

в зависимости от требований и условий конкретного

применения устройства. На сегодняшний день нала-

жен серийный выпуск части представленных преоб-

разователей, рассчитанных на мощности от десятков

кВА до единиц МВА. Стоит отметить, что сами преоб-

разователи являются законченными полноценными

устройствами, готовыми к автономной промышлен-

ной эксплуатации, и не требуют каких-либо допол-

нительных модулей и преобразователей (например,

в виде фильтро-компенсирующих устройств).

Учитывая современные тенденции развития рын-

ков электротехнической продукции, направленные

на повышение спроса технологий энергосбережения,

цифровизации и автоматизации, имеются все осно-

вания полагать, что предложенные в работе устрой-

ства силовой электроники позволят реализовать эф-

фективные инструменты регулирования параметров

режимов работы сети в распределительном электро-

сетевом комплексе. Реализация и внедрение по-

добных устройств позволит существенно повысить

управляемость как существующего электросетевого

комплекса, так и перспективных активно-адаптивных

электрических сетей.

№

4 (67) 2021

Page 8

112

Способы плавного регулирования

величины выходного напряжения

тиристорного регулятора вольтодо-

бавки // Труды НГТУ им. Р.Е. Алек-

сеева, 2018, № 4(123). С. 69–75.

8. Васильева Т.Н., Костин Ю.В. Опыт

применения

вольтодобавочных

трансформаторов в низковольтных

электрических сетях // ЭЛЕКТРО-

ЭНЕРГИЯ. Передача и распреде-

ление, 2015, № 5(32). С. 54–58.

9. Ахметшин А.Р. Применение воль-

тодобавочных трансформаторов

в РЭС 0,4–10 кВ для улучшения

показателей качества электро-

энергии / XVII Международная на-

учно-практическая конференция

студентов, аспирантов и молодых

ученых «Современные техника

и технологии». Секция 1. Электро-

энергетика, 2012. С. 15–16.

10. Waghamare V., Salvi A.S. Industrial

purposed advance controlling strat-

egy for SVC compensator ﬁ ring sys-

tem using microprocessor. 2017 2nd

International Conference for Conver-

gence in Technology (I2CT), 2017,

pp. 686-689.

11. Cheng S., Zhang N., Cui X., Fu Z.

Research on Reactive Compensa-

tion Technology Based on SVC-APF.

2018 IEEE 3rd Advanced Information

Technology, Electronic and Automa-

tion Control Conference (IAEAC),

2018, pp. 1547-1551.

12. Panﬁ lov D.I., Astashev M.G., Rozh-

kov A.N., Krasnoperov R.N., Dukh-

nich E.M. Experimental Research

of Characteristics of Static VAR

Compensators Based on Thyristor-

Switched Schemes. IECON 2019 is

the 45th Annual Conference of the

IEEE Industrial Electronics Society

(IES). Lisbon, Portugal, October 14 to

17, 2019.

13. Panﬁ lov

D.I.,

Rozhkov A.N.,

AstashevM.G., Krasnoperov R.N. Im-

plementation of Adaptive Power Line

Voltage Control at the Place of Con-

trolled Static VAR Compensators In-

stallation. 1st IEEE 2019 International

Youth Conference on Radio Electron-

ics, Electrical and Power Engineering

(REEPE), (IEEE REEPE 2019), Mos-

cow, Russia, March 14-15, 2019.

14. Panﬁ lov D.I., Rozhkov A.N., Asta-

shev M.G., Zhuravlev I.I. Modern

approaches to controlled Static VAR

compensators design. Proceedings –

2019 IEEE International Conference

on Environment and Electrical En-

gineering and 2019 IEEE Industrial

and Commercial Power Systems Eu-

rope, EEEIC/I and CPS Europe 2019,

p. 8783619.

15. Бурман А.П., Розанов Ю.К., Ша-

карян Ю.Г. Управление потоками

электроэнергии и повышение эф-

фективности электроэнергетиче-

ских систем. Учебное пособие.

М.: Издательский дом МЭИ, 2012.

336 с.

16. Александров Г.Н. Технология гиб-

ких линий электропередачи и элек-

тропередач, настроенных на пере-

даваемую мощность // Электриче-

ство, 2006, № 6. С. 2–6.

17. Удовиченко А.В., Рожденко Д.А.

Цифровая система управления

для трехфазного двузонного тири-

сторного регулятора переменного

напряжения // Радиопромышлен-

ность, 2012, № 1. С.133–140.

REFERENCES:

1. Bazylev B.I., Zazimko K.G., Makaro-

va M.A., Smolovik S.V. Application

practice of bias-controlled shunting

reactors in networks of diﬀ erent volt-

age classes / Report D-18 at XXII In-

ternational Research and Technical

Conference TRAVEK. Moscow, No-

vember 2015. (In Russian)

2. Belyaev A.N., Yevdokunin G.A., Smo-

lovik S.V., Chudny V.S. On applica-

tion of controlled shunt compensation

for transient transmissions at 500 kV

// Electricity, 2009, no. 2, pp. 2–13. (In

Russian)

3. Energy strategy of the Russian Feder-

ation for the period until 2035.3. URL:

https://minenergo.gov.ru/node/1026.

4. Concept of intelligent power system

of Russia with active adaptive grid

(IPS AAG).URL: https://www.fsk-ees.

ru/upload/docs/ies_aas.pdf.

5. Astashev M.G., Panﬁ lov D.I., Gor-

chakov A.V., Krasnopyorov R.N.,

Rashitov P.A. Control of semi-con-

ductive voltage regulators of onload

transformers in 6-10 kV distribution

networks // International research

magazine, 2021, no. 4(106), part 1,

pp. 41–50. (In Russian)

6. Shumaher S. Application of step-

up transformers in 0,4 kV distribu-

tion networks of JSC IDGC Center //

ELECTRIC POWER. Transmission

and Distribution, 2012, no. 5(14),

pp. 42–44. (In Russian)

7. Asabin A.A., Kralin A.A., Kryukov E.V.,

Chernov E.A., Onishchenko G.B.

Ways of smooth output voltage con-

trol of a bootstrap thyristor regulator

// Proc. of Nizhny Novgorod State

Technical University n.a. R.E. Alek-

seev, 2018, no. 4(123), pp. 69–75. (In

Russian)

8. Vasil’yeva T.N., Kostin Yu.V. Applica-

tion practice of step-up transformers

in LV electrical networks // ELECTRIC

POWER. Transmission and Distribu-

tion, 2015, no. 5(32), pp. 54–58. (In

Russian)

9. Akhmetshin A.R., Application of step-

up transformers in 0,4-10 kV distribu-

tion networks for power quality indi-

ces improvement / XVII International

research-to-practice conference of

students, Ph.D. students and young

scientists “Present day techniques

and technologies”. Section 1. Electric

power engineering, 2012, pp. 15–16.

(In Russian)

10. Waghamare V., Salvi A.S. Industrial

purposed advance controlling strat-

egy for SVC compensator ﬁ ring sys-

tem using microprocessor. 2017 2nd

International Conference for Conver-

gence in Technology (I2CT), 2017,

pp. 686-689.

11. Cheng S., Zhang N., Cui X., Fu Z.

Research on Reactive Compensa-

tion Technology Based on SVC-APF.

2018 IEEE 3rd Advanced Information

Technology, Electronic and Automa-

tion Control Conference (IAEAC),

2018, pp. 1547-1551.

12. Panﬁ lov D.I., Astashev M.G., Rozh-

kov A.N., Krasnoperov R.N., Dukh-

nich E.M. Experimental Research

of Characteristics of Static VAR

Compensators Based on Thyristor-

Switched Schemes. IECON 2019 is

the 45th Annual Conference of the

IEEE Industrial Electronics Society

(IES). Lisbon, Portugal, October 14 to

17, 2019.

13. Panﬁ lov

D.I.,

Rozhkov A.N.,

AstashevM.G., Krasnoperov R.N. Im-

plementation of Adaptive Power Line

Voltage Control at the Place of Con-

trolled Static VAR Compensators In-

stallation. 1st IEEE 2019 International

Youth Conference on Radio Electron-

ics, Electrical and Power Engineering

(REEPE), (IEEE REEPE 2019), Mos-

cow, Russia, March 14-15, 2019.

14. Panﬁ lov D.I., Rozhkov A.N., Asta-

shev M.G., Zhuravlev I.I. Modern

approaches to controlled Static VAR

compensators design. Proceedings –

2019 IEEE International Conference

on Environment and Electrical En-

gineering and 2019 IEEE Industrial

and Commercial Power Systems Eu-

rope, EEEIC/I and CPS Europe 2019,

p. 8783619.

15. Burman A.P., Rozanov Yu.K., Sha-

karyan Yu.G. Power ﬂ ow control and

eﬃ ciency improvement of power

grids. Training manual. Moscow,

MPEI Publishing house, 2012. 336 p.

(In Russian)

16. Aleksandrov G.N. Technology of ﬂ ex-

ible transmission lines and transmis-

sions adjusted to capacity transmitted

// Electricity, 2006, no. 6, pp. 2–6. (In

Russian)

17. Udovichenko A.V., Rozhdenko D.A.

Digital control system for three-phase

two-zone thyristor AC voltage regu-

lator // Radio industry, 2012, no. 1,

pp.133–140. (In Russian)

КАЧЕСТВО

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Оригинал статьи: Устройства силовой электроники для управления режимами работы и обеспечения качества электрической энергии в распределительных сетях

Ключевые слова: силовая электроника, качество электрической энергии, распределительные сети, управление режимами работы, преобразователи электрической энергии

Читать онлайн

В статье приведено описание возможностей и характеристик современных преобразователей, построенных на базе элементов силовой электроники и предназначенных для регулирования параметров режимов работы распределительных сетей. На примере реализованных устройств раскрыты принципы функционирования различных типов преобразователей: полупроводникового устройства регулирования напряжения трансформаторов 6–10/0,4 кВ под нагрузкой, полупроводниковых регуляторов напряжения распределительных сетей на основе вольтодобавки, компенсаторов реактивной мощности, базирующихся на современных принципах регулирования тока реактивных элементов, регуляторов мощности, позволяющих в том числе симметрировать режимы работы сетей. Показано, что все представленные преобразователи характеризуются высокими технико-экономическими показателями, быстродействием, повышенной надежностью и ориентированы на работу в составе современных активно-адаптивных электрических сетях.