Компенсация и учет реактивной мощности в электротехнических системах с несимметричными режимами

Abstract

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.09.03 - электротехнические комплексы и системы. - Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт". - Харьков, 2015. Диссертационная работа посвящена решению важной научно-технической проблемы создания обобщенной теории мощности (ТМ), единого комплексного подхода к компенсации и учету неактивных составляющих полной мощности (ПМ) для обеспечения оптимального режима потребления электрической энергии (ЭЭ) в точке подключения неидеальной нагрузки к сети с несимметричным напряжением. На основе теоретических исследований, использующих метод ортогонального разложения векторов мгновенных значений 3-фазного тока и напряжения, получена обобщенная векторная математическая модель (ВММ), которая классифицирует электроэнергетические режимы (ЭР) в 3-фазной схеме электроснабжения с помощью векторной мгновенной мощности (ММ). Сформулированы и обоснованы предложения политики повышения качества поставки и потребления электроэнергии в 3-фазной сети, сочетающие установку поставщиком в каждой точке подключения потребителя счетчика, измеряющего каждую ЭКТ, заключение публичного договора, в котором предусмотрена оплата каждой ЭКТ по своему тарифу, установки потребителем КУ, применение компенсации неактивных составляющих ПМ на каждом уровне для уменьшения групповых потерь в сетях поставщика. Предложенная политика позволит учесть разную степень влияния ЭКТ на качество электроэнергии и обеспечит потребителю выбор выгодного для него способа потребления электроэнергии, стимулирует установку КУ, а поставщику обеспечит надежную методологию повышения качества электроэнергии в рамках несимметрии нагрузки и напряжения.Thesis for a Doctor’s degree in Engineering Sciences by specialty 05.09.03 - Electrical Engineering Complexes and Systems. - National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Kharkiv, 2015. The dissertation is devoted an important scientific and technical issues to improve the power quality of supply and consumption (SC) in three-phase networks through further development of die power theory, development of methods and ways of compensation, proposals for the accounting and payment of the inactive components of the apparent power (AP). A generalized mathematical model (GMM) of electric power processes (EPP) in a 3-phase SC scheme was developed. The model of 3-wire circuit is provided by a special (О-balanced) mode of the model 4-wire circuit The developed GMM classifies the SC modes using the vectorial instantaneous power (IP) and summarizes the class of models used in the theory of IP. For sinusoidal mode with asymmetric voltage the refines vectorial mathematical model (VMV) 3-phasors (complex rms vectors) was created. The analytical expressions for the integral characteristics of the classified modes are founded and their relationship with standard IP and vectorial IP are established. With asymmetrical voltage and asymmetrical loading a sinusoidal mode can be both unbalanced and pulsed. Each mode is represented by its power equation and the equivalent orthogonal decomposition of the 3-phase current Both decompositions are used to create the optimal mode of SC with a constant IP at asymmetrical voltage. The proposed compensator provides the non-puised energy supply with the highest possible power factor and with the same average (active) power as the initial current. Based on the evaluation and calculation of the power equation components of a unbalanced mode was developed a methodology for calculating the loss of the measuring selection. A methodology and technique of analytical calculation of additional losses on the passport data of the connected electrical equipment was proposed. Formulated and proved offers on differential measurement and payment of the energy components of AP will stimulate consumer sets the compensator, and provide a reliable methodology for improving the quality of SC (within unbalance loading and voltage).