Метод управления реактивной мощностью на основе нечеткой логики

Авторы

  • Мирзохид Шахобиддин угли Шаробиддинов
  • Илхомбек Хосилжонович Холиддинов

DOI:

https://doi.org/10.24160/0013-5380-2026-9-26-35

Ключевые слова:

нечеткая логика, РПН, компенсация реактивной мощности, регулирование напряжения, подстанция 110/10 кВ, ANFIS, конденсаторная батарея, распределительная электрическая сеть, качество электрической энергии

Аннотация

В статье предложен метод управления реактивной мощностью на основе нечеткой логики, направленный на снижение избыточного числа переключений ступеней устройства РПН на распределительных подстанциях 110/10 кВ. В системе управления в качестве входных параметров принимаются отклонение напряжения и скорость его изменения, а уровень компенсации реактивной мощности определяется на основе алгоритма Мамдани. Для проведения исследований разработана MATLAB/Simulink-модель, описывающая процесс интеллектуального регулирования напряжения в электрической сети 110/10 кВ. В состав модели входят трансформатор 110/10 кВ мощностью 40 МВ·А, с 19-ступенчатым устройством РПН, шина 10 кВ, нагрузка, линия электропередачи, регулируемая конденсаторная батарея и блок управления на основе нечеткой логики. Результаты исследования показали, что адаптивное управление на основе нечеткой логики позволяет повысить устойчивость напряжения, снизить поток реактивной мощности и сократить в течение суток число переключений ступеней РПН с 14 до 5. Предложенный подход способствует уменьшению механического износа трансформатора, продлению срока его службы, а также стабилизации показателей качества электрической энергии в соответствии с требованиями ГОСТ 32144–2013.

Биографии авторов

Мирзохид Шахобиддин угли Шаробиддинов

докторант кафедры «Энергетическая инженерия», Ферганский государственный технический университет, Фергана, Республика Узбекистан; mirzoxid.sharobiddinov@fstu.uz

Илхомбек Хосилжонович Холиддинов

доктор техн. наук, доцент, заведующий кафедрой «Энергетическая инженерия», Ферганский государственный технический университет, Фергана, Республика Узбекистан; i.xoliddinov@ferpi.uz

Библиографические ссылки

1. Счастный В.П., Жуковский А.И. Взаимовлияние режимов регулирования напряжения и компенсации реактивной мощности в электрических сетях промышленных предприятий. – Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ, 2021, т. 64, № 3, с. 239–249.

2. Аллаев К.Р., Холиддинов И.Х., Холиддинова M.M. Методология оценки эффективности распределительных электрических сетей. – Электричество, 2025, № 2, с. 4–14.

3. Жежеленко И.В. Основные направления повышения эффективности производства, передачи и распределения электрической энергии. – Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ, 2018, т. 61, № 1, с. 28–35.

4. Saleem A. et al. Estimation of Powerquality in Distribution System Using Fuzzy Logic Theory. – Indonesian Journal of Electrical Engineering and Computer Science, 2023, vol. 32, No. 3, pp. 1236–1245, DOI: 10.11591/ijeecs.v32.i3.pp1236-1245.

5. Ананичева С.С., Шелюг С.Н. Электроэнергетические системы и сети. Екатеринбург: Изд-во Уральского университета, 2019, 296 с.

6. Sharobiddinov M. et al. Voltage Regulation in Distribution Networks Using Fuzzy Logic Algorithms. – 14th International Conference on Electrical Power Systems, 2025, DOI: 10.1109/ICRERA66237.2025.11283883.

7. Пат. RU 2467447 C1. Устройство динамического управления режимом напряжения в электрической сети с применением fuzzy-логики / Б.Н. Абрамович и др., 2012.

8. Пат. № 11925 (на полезную модель), Республика Казахстан. Устройство автоматического регулирования напряжения в электрических сетях / А.Т. Кибишов и др., 2025.

9. Liu J. et al. An OLTC-Inverter Coordinated Voltage Regulation Method for Distribution Network with High Penetration of PV Generations. – International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 2019, vol. 113, pp. 991–1001, DOI: 10.1016/j.ijepes.2019.06.030.

10. Spertino F. et al. Voltage Control in Low Voltage Grids with Independent Operation of on-Load Tap Changer and Distributed Photovoltaic Inverters. – Electric Power Systems Research, 2022, vol. 211, DOI: 10.1016/j.epsr.2022.108187.

11. Maataoui Y. et al. Voltage Control Using Fuzzy Logic for Radial Distribution Network with High Penetration of Photovoltaic Generators. – 10th Int. Conf. on Innovation, Modern Applied Science & Environmental Studies, 2022, vol. 351, 2022, DOI: 10.1051/e3sconf/ 202235101030.

12. Choukri L. et al. On-Load Tap-Changer Control by a Fuzzy Logic Controller. – 4th World Conf. on Complex Systems, 2019, DOI: 10.1109/ICoCS.2019.8930778.

13. Sadeghi S.E., Shahabi M., Foroud A.A. A New Approach for Static Voltage Stability Assessment in Transmission Networks in the Presence of OLTC. – Electric Power Systems Research, 2024, vol. 236, DOI: 10.1016/j.epsr.2024.110941.

14. Shokrollahi A. et al. Reliability Assessment of Distribution System Using Fuzzy Logic for Modelling of Transformer and Line Uncertainties. – North American Power Symposium, 2017, DOI: 10.1109/NAPS.2017.8107257.

15. Rakhimovich A.K. et al. Evaluation of Additional Electricity Losses in Electric Networks Using a Meter. – Indonesian Journal of Electrical Engineering and Computer Science, 2023, vol. 31, No. 2, pp. 617–625, DOI: 10.11591/ijeecs.v31.i2.pp617-625.

16. Maataoui Y. et al. New Control Scheme of on-Load Tap Changer for Voltage Regulation in Active Distribution Systems Using Fuzzy Logic. – 4th Int. Conf. on Computing and Wireless Communication Systems, 2022, vol. 48, DOI: 10.1051/ITMCONF/20224804001.

17. Emjedi M.R. et al. Reliability Evaluation of Distribution Networks Using Fuzzy Logic. – IEEE PES General Meeting, 2010, DOI: 10.1109/PES.2010.5589702.

18. Masetti C. Revision of European Standard EN 50160 on Power Quality: Reasons and Solutions. – 14th Int. Conf. on Harmonics and Quality of Power, 2010, DOI: 10.1109/ICHQP.2010.5625472.

19. Wang Y.J., Yang M.J. Probabilistic Modeling of Three-Phase Voltage Unbalance Caused by Load Fluctuations. – IEEE Power Engineering Society Winter Meeting, 2000, vol. 4, pp. 2588–2593, DOI: 10.1109/PESW.2000.847290.

20. Piasson D. et al. A Proposal for Reliability Evaluation of Components on Electric Power Distribution System Integrating Probabilistic Models and Fuzzy Inference Systems. – 6th IEEE/PES Transmission and Distribution: Latin America Conf. and Exposition, 2012, DOI: 10.1109/TDC-LA.2012.6319094.

#

1. Schastnyy V.P., Zhukovskiy A.I. Energetika. Izvestiya vysshih uchebnyh zavedeniy i energeticheskih ob’edineniy SNG – in Russ. (Power Industry. News of Higher Educational Institutions and Energy Associations of the CIS), 2021, vol. 64, No. 3, pp. 239–249.

2. Allaev K.R., Holiddinov I.H., Holiddinova M.M. Elektri-chestvo – in Russ. (Electricity), 2025, No. 2, pp. 4–14.

3. Zhezhelenko I.V. Energetika. Izvestiya vysshih uchebnyh zavedeniy i energeticheskih ob’edineniy SNG – in Russ. (Power Industry. News of Higher Educational Institutions and Energy Associations of the CIS), 2018, vol. 61, No. 1, pp. 28–35.

4. Saleem A. et al. Estimation of Powerquality in Distribution System Using Fuzzy Logic Theory. – Indonesian Journal of Electrical Engineering and Computer Science, 2023, vol. 32, No. 3, pp. 1236–1245, DOI: 10.11591/ijeecs.v32.i3.pp1236-1245.

5. Ananicheva S.S., Shelyug S.N. Elektroenergeticheskie sistemy i seti (Electric Power Systems and Networks). Ekaterinburg: Izd-vo Ural’skogo universiteta, 2019, 296 p.

6. Sharobiddinov M. et al. Voltage Regulation in Distribution Networks Using Fuzzy Logic Algorithms. – 14th International Conference on Electrical Power Systems, 2025, DOI: 10.1109/ICRERA 66237.2025.11283883.

7. Pat. RU 2467447 C1. Ustroystvo dinamicheskogo upravleniya rezhimom napryazheniya v elektricheskoy seti s primeneniem fuzzy-logiki (A Device for Dynamically Controlling the Voltage Regime in an Electrical Network Using Fuzzy Logic) / B.N. Abramovich et al., 2012.

8. Pat. No. 11925 (Utility Model), Republic of Kazakhstan. Ustroystvo avtomaticheskogo regulirovaniya napryazheniya v elektricheskih setyah (Automatic Voltage Regulation Device in Electrical Networks) / A.T. Kibishov et al., 2025.

9. Liu J. et al. An OLTC-Inverter Coordinated Voltage Regulation Method for Distribution Network with High Penetration of PV Generations. – International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 2019, vol. 113, pp. 991–1001, DOI: 10.1016/j.ijepes.2019.06.030.

10. Spertino F. et al. Voltage Control in Low Voltage Grids with Independent Operation of on-Load Tap Changer and Distributed Photovoltaic Inverters. – Electric Power Systems Research, 2022, vol. 211, DOI: 10.1016/j.epsr.2022.108187.

11. Maataoui Y. et al. Voltage Control Using Fuzzy Logic for Radial Distribution Network with High Penetration of Photovoltaic Generators. – 10th Int. Conf. on Innovation, Modern Applied Science & Environmental Studies, 2022, vol. 351, 2022, DOI: 10.1051/e3sconf/202235101030.

12. Choukri L. et al. On-Load Tap-Changer Control by a Fuzzy Logic Controller. – 4th World Conf. on Complex Systems, 2019, DOI: 10.1109/ICoCS.2019.8930778.

13. Sadeghi S.E., Shahabi M., Foroud A.A. A New Approach for Static Voltage Stability Assessment in Transmission Networks in the Presence of OLTC. – Electric Power Systems Research, 2024, vol. 236, DOI: 10.1016/j.epsr.2024.110941.

14. Shokrollahi A. et al. Reliability Assessment of Distribution System Using Fuzzy Logic for Modelling of Transformer and Line Uncertainties. – North American Power Symposium, 2017, DOI: 10.1109/NAPS.2017.8107257.

15. Rakhimovich A.K. et al. Evaluation of Additional Electricity Losses in Electric Networks Using a Meter. – Indonesian Journal of Electrical Engineering and Computer Science, 2023, vol. 31, No. 2, pp. 617–625, DOI: 10.11591/ijeecs.v31.i2.pp617-625.

16. Maataoui Y. et al. New Control Scheme of on-Load Tap Chan-ger for Voltage Regulation in Active Distribution Systems Using Fuzzy Logic. – 4th Int. Conf. on Computing and Wireless Communication Systems, 2022, vol. 48, DOI: 10.1051/ITMCONF/20224804001.

17. Emjedi M.R. et al. Reliability Evaluation of Distribution Networks Using Fuzzy Logic. – IEEE PES General Meeting, 2010, DOI: 10.1109/PES.2010.5589702.

18. Masetti C. Revision of European Standard EN 50160 on Power Quality: Reasons and Solutions. – 14th Int. Conf. on Harmonics and Quality of Power, 2010, DOI: 10.1109/ICHQP.2010.5625472.

19. Wang Y.J., Yang M.J. Probabilistic Modeling of Three-Phase Voltage Unbalance Caused by Load Fluctuations. – IEEE Power Engineering Society Winter Meeting, 2000, vol. 4, pp. 2588–2593, DOI: 10.1109/PESW.2000.847290.

20. Piasson D. et al. A Proposal for Reliability Evaluation of Components on Electric Power Distribution System Integrating Probabilistic Models and Fuzzy Inference Systems. – 6th IEEE/PES Transmission and Distribution: Latin America Conf. and Exposition, 2012, DOI: 10.1109/TDC-LA.2012.6319094

Загрузки

Опубликован

2026-09-13

Выпуск

№ 9 (2026): Выпуск № 9

Раздел

Статьи