Оценка дополнительных потерь активной мощности в воздушных ЛЭП 110 кВ при несинусоидальных режимах
Ключевые слова:
качество электрической энергии, несинусоидальный режим, гармоники, измерения, методический подход, дополнительные потери активной мощности
Аннотация
Несинусоидальность напряжения в электрических сетях – одна из проблем в области качества электрической энергии. При несинусоидальных режимах в электрических сетях, кроме потерь активной мощности на основной частоте напряжения, возникают потери активной мощности на частотах, кратных основной частоте, соответствующих гармоническим составляющим напряжений и токов от 2-й до 40-й. Дополнительные потери активной мощности гармоник увеличивают потери в электрических сетях, создавая экономический ущерб для энергетических компаний – поставщиков электрической энергии и потребителей. В статье представлен обзор публикаций по рассматриваемой теме, на основе которых сформулирован методический подход для оценки дополнительных потерь активной мощности в воздушных линиях электропередачи. Проведен анализ показателей качества электрической энергии, характеризующих несинусоидальность напряжения, измеренных в точках контроля качества электрической энергии двух линий электропередачи 110 кВ, питающих АО «Рудник Александровский». Определены дополнительные потери активной мощности в них, сделан сравнительный анализ потерь на основной частоте, на частотах гармоник. На основе потерь на частотах гармоник выполнен прогноз возможных дополнительных потерь активной энергии за один год в линиях электропередачи 110 кВ, питающих АО “Рудник Александровский”, и во всех линиях электропередачи 110 кВ в электрических сетях России.
Литература
1. Железко Ю.С. Научно-методические основы стратегии снижения потерь и повышения качества электроэнергии в электрических сетях: дис. … доктора техн. наук. М.: ВНИИЭ,1996, 46 p.
2. Коверникова Л.И., Тульский В.Н., Шамонов Р.Г. Проблемы и пути совершенствования управления качеством электрической энергии в России. – Энергетик, 2022, № 4, с. 43–58.
3. Zapanov O.V., Kovernikova L.I. On the Power Quality of Electrical Energy Supplied to Joint Stock Company “Aleksandrovsky Mine”. – E3S Web Conf. ENERGY-21 – Sustainable Development & Smart Management, 2020, DOI: 10.1051/e3sconf/202020907012.
4. Электронные копии судебных актов по АО «Рудник Александровский» [Электрон. ресурс], URL: https://kad.arbitr.ru/Card/c3ae7f7e-476a-4066-a5b2-c300ef5caf56 (дата обращения 12.04.2024).
5. Постановление Правительства РФ от 23.12.2021 № 2425 [Электрон. ресурс], URL: http://publication.pravo.gov.ru/Document/View/0001202112300200?index=5&rangeSize=1 (дата обращения 12.04.2024).
6. ГОСТ 32144-2013. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. М.: Стандартинформ, 2014, 16 с.
7. Решение Комитета Государственной Думы по энергетике от 06 апреля 2022 г. № 3.25-5/22. Письмо Генеральному директору ПАО «Россети» Рюмину А.В. от 15.02.2022 № С70А-4/25 [Электрон. ресурс], URL: http://komitet-energo.duma.gov.ru/about/ekspertnyj-sovet/sekcii-ekspertnogo-soveta/11c5daa4-3002-4672-9c24-336dbb128bd7 (дата обращения 12.04.2024).
8. Коверникова Л.И. и др. Качество электрической энергии: современное состояние, проблемы и предложения по их решению / под ред. Н.И. Воропая. Новосибирск: Наука, 2017, 219 с.
9. Czarnecki L.S. Working, Reflected and Detrimental Active Powers. – IET Generation, Transmission & Distribution, 2012, vol. 6(3), pp. 233–239, DOI:10.1049/iet-gtd.2011.0318.
10. Карташев И.И., Зуев Э.Н. Качество электроэнергии в системах электроснабжения. Способы его контроля и обеспечения. М.: Издательство МЭИ, 2001, 120 с.
11. Харлов Н.Н. и др. Энергетическое обследование несинусоидальных режимов многопроводных линий электропередачи. – Электричество, 2011, № 12, с. 12–15.
12. Жежеленко И.В. Высшие гармоники в системах электроснабжения промпредприятий. М.: Энергоатомиздат, 1994, 272 с.
13. Emanuel A.E. Power Definitions and the Physical Mechanism of Power Flow. John Wiley & Sons, Ltd, 2010, 264 p.
14. Шидловский А.К., Кузнецов В.Г. Повышение качества энергии в электрических сетях. Киев: Наукова думка, 1985, 268 с.
15. Арриллага Дж., Брэдли Д., Боджер П. Гармоники в электрических системах. М.: Энергоатомиздат, 1990, 320 с.
16. Novitskiy A., Schlegel S., Westermann D. Estimation of Power Losses Caused by Supraharmonics. – Energy Systems Research, 2022, vol. 3, No. 4, pp. 28–36.
17. Нейман Л.Р., Демирчян К.С. Теоретические основы электротехники. Т. 2. Л.: Энергоиздат, 1981, 416 с.
18. Wakileh G.J. Power Systems Harmonics. Berlin Heidelberg, Germany: Springer, 2001, pp. 221.
19. Электротехнический справочник. Т.1 / под ред. П.Г. Грудинского. М.: Энергия, 1974, 776 с.
20. Войтов О.Н., Попова Е.В., Семенова Л.В. Алгоритм расчета потокораспределения электрических сетей. – Электричество, 2013, № 12, с. 19–26.
21. Ахмедова О.О., Сошинов А.Г. Исследование работоспособности электротехнического комплекса системы релейной защиты при разнообразных внешних воздействиях. – Электроэнергия. Передача и распределение, 2019, № 5(56), с. 107–113.
22. Рокотян С.С., Шапиро И.М. Справочник по проектированию электроэнергетических систем. М.: Энергия, 1977, 288 с.
23. Измерители показателей качества электрической энергии «Ресурс–UF2»: Руководство по эксплуатации БГТК.411722.009 РЭ [Электрон. ресурс], URL: https://www.entp.ru/ (дата обращения 12.04.2024).
#
1. Zhelezko Yu.S. Nauchno-metodicheskie osnovy strategii snizheniya poter' i povysheniya kachestva elektroenergii v elektricheskih setyah: dis. … doktora tekhn. nauk (Scientific and Methodological Foundations of a Strategy to Reduce Losses and Improve the Quality of Electricity in Electric Networks: Dis. ... Dr. Sci. (Eng.)). M.: VNIIE,1996, 46 p.
2. Kovernikova L.I., Tul'skiy V.N., Shamonov R.G. Energetik – in Russ. (Power Engineer), 2022, No. 4, pp. 43–58.
3. Zapanov O.V., Kovernikova L.I. On the Power Quality of Electrical Energy Supplied to Joint Stock Company “Aleksandrovsky Mine”. – E3S Web Conf. ENERGY-21 – Sustainable Development & Smart Management, 2020, DOI: 10.1051/e3sconf/202020907012.
4. Elektronnye kopii sudebnyh aktov po AO «Rudnik Aleksand-rovskiy» (Electronic Copies of Judicial Acts on JSC "Alexandrovsky Mine") [Electron. resource], URL: https://kad.arbitr.ru/Card/c3ae7f7e-476a-4066-a5b2-c300ef5caf56 (Date of appeal 12.04.2024).
5. Postanovlenie Pravitel'stva RF (Resolution of the Government of the Russian Federation) Dated 23.12.2021 No. 2425 [Electron. resource], URL: http://publication.pravo.gov.ru/Document/View/0001202112300200?index=5&rangeSize=1 (Date of appeal 12.04.2024).
6. GOST 32144-2013. Elektricheskaya energiya. Sovmestimost' tekhnicheskikh sredstv elektromagnitnaya. Normy kachestva elek-tricheskoy energii v sistemakh elektrosnabzheniya obshchego naznacheniya (Electric Energy. Electromagnetic Compatibility of Technical Equipment. Power Quality Limits in the Public Power Supply Systems). M.: Standartinform, 2014, 16 p.
7. Reshenie Komiteta Gosudarstvennoy Dumy po energetike (De-cision of the State Duma Committee on Power Engeering) [Electron. resource], URL: http://komitet-energo.duma.gov.ru/about/ekspertnyj-sovet/sekcii-ekspertnogo-soveta/11c5daa4-3002-4672-9c24-336dbb1 28bd7 (Date of appeal 12.04.2024).
8. Kovernikova L.I. et al. Kachestvo elektricheskoy energii: sovremennoe sostoyanie, problemy i predlozheniya po ikh resheniyu (The Power Quality: Current State, Problems and Suggestions for Their Solution) / By Ed. N.I. Voropay. Novosibirsk: Nauka, 2017, 219 p.
9. Czarnecki L.S. Working, Reflected and Detrimental Active Powers. – IET Generation, Transmission & Distribution, 2012, vol. 6(3), pp. 233–239, DOI:10.1049/iet-gtd.2011.0318.
10. Kartashev I.I., Zuev E.N. Kachestvo elektroenergii v sistemah elektrosnabzheniya. Sposoby ego kontrolya i obespecheniya (The Quality of Electricity in Power Supply Systems. Ways to Control and Ensure It). M.: Izdatel'stvo MEI, 2001, 120 p.
11. Harlov N.N. et al. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2011, No. 12, pp. 12–15.
12. Zhezhelenko I.V. Vysshie garmoniki v sistemah elektrosnab-zheniya prompredpriyatiy (Higher Harmonics in Industrial Power Supply Systems). М.: Energoatomizdat, 1994, 272 p.
13. Emanuel A.E. Power Definitions and the Physical Mechanism of Power Flow. John Wiley & Sons, Ltd, 2010, 264 p.
14. Shidlovskiy A.K., Kuznetsov V.G. Povyshenie kachestva energii v elektricheskih setyah (Improving the PowerQquality in Electrical Networks). Kiev: Naukova dumka, 1985, 268 p.
15. Arrillaga Dzh., Bredli D., Bodzher P. Garmoniki v elektricheskih sistemah (Harmonics in Electrical Systems). M.: Energoatomizdat, 1990, 320 p.
16. Novitskiy A., Schlegel S., Westermann D. Estimation of Power Losses Caused by Supraharmonics. – Energy Systems Research, 2022, vol. 3, No. 4, pp. 28–36.
17. Neyman L.R., Demirchyan K.S. Teoreticheskie osnovy elektrotekhniki (Theoretical Foundations of Electrical Engineering). Vol. 2. L.: Energoizdat, 1981, 416 p.
18. Wakileh G.J. Power Systems Harmonics. Berlin Heidelberg, Germany: Springer, 2001, pp. 221.
19. Elektrotekhnicheskiy spravochnik (Electrical Engineering Reference Book). Vol.1 / Ed. by P.G. Grudinsky. М.: Energiya, 1974, 776 p.
20. Voytov O.N., Popova E.V., Semenova L.V. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2013, No. 12, pp. 19–26.
21. Ahmedova O.O., Soshinov A.G. Elektroenergiya. Peredacha i raspredelenie – in Russ. (Electrical Power. Transmission and Distribution), 2019, No. 5(56), pp. 107–113.
22. Rokotyan S.S., Shapiro I.М. Spravochnik po proektirovaniyu elektroenergeticheskih system (Handbook on the Design of Electric Power Systems). M.: Energiya, 1977, 288 p.
23. Izmeriteli pokazateley kachestva elektricheskoy energii «Resurs–UF2» (Meters of Electric Energy Quality Indicators "Resurs–UF2") [Electron. resource], URL: https://www.entp.ru/ (Date of appeal 12.04.2024)
2. Коверникова Л.И., Тульский В.Н., Шамонов Р.Г. Проблемы и пути совершенствования управления качеством электрической энергии в России. – Энергетик, 2022, № 4, с. 43–58.
3. Zapanov O.V., Kovernikova L.I. On the Power Quality of Electrical Energy Supplied to Joint Stock Company “Aleksandrovsky Mine”. – E3S Web Conf. ENERGY-21 – Sustainable Development & Smart Management, 2020, DOI: 10.1051/e3sconf/202020907012.
4. Электронные копии судебных актов по АО «Рудник Александровский» [Электрон. ресурс], URL: https://kad.arbitr.ru/Card/c3ae7f7e-476a-4066-a5b2-c300ef5caf56 (дата обращения 12.04.2024).
5. Постановление Правительства РФ от 23.12.2021 № 2425 [Электрон. ресурс], URL: http://publication.pravo.gov.ru/Document/View/0001202112300200?index=5&rangeSize=1 (дата обращения 12.04.2024).
6. ГОСТ 32144-2013. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. М.: Стандартинформ, 2014, 16 с.
7. Решение Комитета Государственной Думы по энергетике от 06 апреля 2022 г. № 3.25-5/22. Письмо Генеральному директору ПАО «Россети» Рюмину А.В. от 15.02.2022 № С70А-4/25 [Электрон. ресурс], URL: http://komitet-energo.duma.gov.ru/about/ekspertnyj-sovet/sekcii-ekspertnogo-soveta/11c5daa4-3002-4672-9c24-336dbb128bd7 (дата обращения 12.04.2024).
8. Коверникова Л.И. и др. Качество электрической энергии: современное состояние, проблемы и предложения по их решению / под ред. Н.И. Воропая. Новосибирск: Наука, 2017, 219 с.
9. Czarnecki L.S. Working, Reflected and Detrimental Active Powers. – IET Generation, Transmission & Distribution, 2012, vol. 6(3), pp. 233–239, DOI:10.1049/iet-gtd.2011.0318.
10. Карташев И.И., Зуев Э.Н. Качество электроэнергии в системах электроснабжения. Способы его контроля и обеспечения. М.: Издательство МЭИ, 2001, 120 с.
11. Харлов Н.Н. и др. Энергетическое обследование несинусоидальных режимов многопроводных линий электропередачи. – Электричество, 2011, № 12, с. 12–15.
12. Жежеленко И.В. Высшие гармоники в системах электроснабжения промпредприятий. М.: Энергоатомиздат, 1994, 272 с.
13. Emanuel A.E. Power Definitions and the Physical Mechanism of Power Flow. John Wiley & Sons, Ltd, 2010, 264 p.
14. Шидловский А.К., Кузнецов В.Г. Повышение качества энергии в электрических сетях. Киев: Наукова думка, 1985, 268 с.
15. Арриллага Дж., Брэдли Д., Боджер П. Гармоники в электрических системах. М.: Энергоатомиздат, 1990, 320 с.
16. Novitskiy A., Schlegel S., Westermann D. Estimation of Power Losses Caused by Supraharmonics. – Energy Systems Research, 2022, vol. 3, No. 4, pp. 28–36.
17. Нейман Л.Р., Демирчян К.С. Теоретические основы электротехники. Т. 2. Л.: Энергоиздат, 1981, 416 с.
18. Wakileh G.J. Power Systems Harmonics. Berlin Heidelberg, Germany: Springer, 2001, pp. 221.
19. Электротехнический справочник. Т.1 / под ред. П.Г. Грудинского. М.: Энергия, 1974, 776 с.
20. Войтов О.Н., Попова Е.В., Семенова Л.В. Алгоритм расчета потокораспределения электрических сетей. – Электричество, 2013, № 12, с. 19–26.
21. Ахмедова О.О., Сошинов А.Г. Исследование работоспособности электротехнического комплекса системы релейной защиты при разнообразных внешних воздействиях. – Электроэнергия. Передача и распределение, 2019, № 5(56), с. 107–113.
22. Рокотян С.С., Шапиро И.М. Справочник по проектированию электроэнергетических систем. М.: Энергия, 1977, 288 с.
23. Измерители показателей качества электрической энергии «Ресурс–UF2»: Руководство по эксплуатации БГТК.411722.009 РЭ [Электрон. ресурс], URL: https://www.entp.ru/ (дата обращения 12.04.2024).
#
1. Zhelezko Yu.S. Nauchno-metodicheskie osnovy strategii snizheniya poter' i povysheniya kachestva elektroenergii v elektricheskih setyah: dis. … doktora tekhn. nauk (Scientific and Methodological Foundations of a Strategy to Reduce Losses and Improve the Quality of Electricity in Electric Networks: Dis. ... Dr. Sci. (Eng.)). M.: VNIIE,1996, 46 p.
2. Kovernikova L.I., Tul'skiy V.N., Shamonov R.G. Energetik – in Russ. (Power Engineer), 2022, No. 4, pp. 43–58.
3. Zapanov O.V., Kovernikova L.I. On the Power Quality of Electrical Energy Supplied to Joint Stock Company “Aleksandrovsky Mine”. – E3S Web Conf. ENERGY-21 – Sustainable Development & Smart Management, 2020, DOI: 10.1051/e3sconf/202020907012.
4. Elektronnye kopii sudebnyh aktov po AO «Rudnik Aleksand-rovskiy» (Electronic Copies of Judicial Acts on JSC "Alexandrovsky Mine") [Electron. resource], URL: https://kad.arbitr.ru/Card/c3ae7f7e-476a-4066-a5b2-c300ef5caf56 (Date of appeal 12.04.2024).
5. Postanovlenie Pravitel'stva RF (Resolution of the Government of the Russian Federation) Dated 23.12.2021 No. 2425 [Electron. resource], URL: http://publication.pravo.gov.ru/Document/View/0001202112300200?index=5&rangeSize=1 (Date of appeal 12.04.2024).
6. GOST 32144-2013. Elektricheskaya energiya. Sovmestimost' tekhnicheskikh sredstv elektromagnitnaya. Normy kachestva elek-tricheskoy energii v sistemakh elektrosnabzheniya obshchego naznacheniya (Electric Energy. Electromagnetic Compatibility of Technical Equipment. Power Quality Limits in the Public Power Supply Systems). M.: Standartinform, 2014, 16 p.
7. Reshenie Komiteta Gosudarstvennoy Dumy po energetike (De-cision of the State Duma Committee on Power Engeering) [Electron. resource], URL: http://komitet-energo.duma.gov.ru/about/ekspertnyj-sovet/sekcii-ekspertnogo-soveta/11c5daa4-3002-4672-9c24-336dbb1 28bd7 (Date of appeal 12.04.2024).
8. Kovernikova L.I. et al. Kachestvo elektricheskoy energii: sovremennoe sostoyanie, problemy i predlozheniya po ikh resheniyu (The Power Quality: Current State, Problems and Suggestions for Their Solution) / By Ed. N.I. Voropay. Novosibirsk: Nauka, 2017, 219 p.
9. Czarnecki L.S. Working, Reflected and Detrimental Active Powers. – IET Generation, Transmission & Distribution, 2012, vol. 6(3), pp. 233–239, DOI:10.1049/iet-gtd.2011.0318.
10. Kartashev I.I., Zuev E.N. Kachestvo elektroenergii v sistemah elektrosnabzheniya. Sposoby ego kontrolya i obespecheniya (The Quality of Electricity in Power Supply Systems. Ways to Control and Ensure It). M.: Izdatel'stvo MEI, 2001, 120 p.
11. Harlov N.N. et al. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2011, No. 12, pp. 12–15.
12. Zhezhelenko I.V. Vysshie garmoniki v sistemah elektrosnab-zheniya prompredpriyatiy (Higher Harmonics in Industrial Power Supply Systems). М.: Energoatomizdat, 1994, 272 p.
13. Emanuel A.E. Power Definitions and the Physical Mechanism of Power Flow. John Wiley & Sons, Ltd, 2010, 264 p.
14. Shidlovskiy A.K., Kuznetsov V.G. Povyshenie kachestva energii v elektricheskih setyah (Improving the PowerQquality in Electrical Networks). Kiev: Naukova dumka, 1985, 268 p.
15. Arrillaga Dzh., Bredli D., Bodzher P. Garmoniki v elektricheskih sistemah (Harmonics in Electrical Systems). M.: Energoatomizdat, 1990, 320 p.
16. Novitskiy A., Schlegel S., Westermann D. Estimation of Power Losses Caused by Supraharmonics. – Energy Systems Research, 2022, vol. 3, No. 4, pp. 28–36.
17. Neyman L.R., Demirchyan K.S. Teoreticheskie osnovy elektrotekhniki (Theoretical Foundations of Electrical Engineering). Vol. 2. L.: Energoizdat, 1981, 416 p.
18. Wakileh G.J. Power Systems Harmonics. Berlin Heidelberg, Germany: Springer, 2001, pp. 221.
19. Elektrotekhnicheskiy spravochnik (Electrical Engineering Reference Book). Vol.1 / Ed. by P.G. Grudinsky. М.: Energiya, 1974, 776 p.
20. Voytov O.N., Popova E.V., Semenova L.V. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2013, No. 12, pp. 19–26.
21. Ahmedova O.O., Soshinov A.G. Elektroenergiya. Peredacha i raspredelenie – in Russ. (Electrical Power. Transmission and Distribution), 2019, No. 5(56), pp. 107–113.
22. Rokotyan S.S., Shapiro I.М. Spravochnik po proektirovaniyu elektroenergeticheskih system (Handbook on the Design of Electric Power Systems). M.: Energiya, 1977, 288 p.
23. Izmeriteli pokazateley kachestva elektricheskoy energii «Resurs–UF2» (Meters of Electric Energy Quality Indicators "Resurs–UF2") [Electron. resource], URL: https://www.entp.ru/ (Date of appeal 12.04.2024)
