Застосування удосконаленої цільової функції для мінімізації активних втрат потужності
DOI:
https://doi.org/10.15588/1607-6761-2024-4-1Ключові слова:
цільова функція, відновлювальні джерела електроенергії, конденсаторні установки, моделювання, активні втрати, ефективністьАнотація
Мета роботи. Вдосконалення метода оптимізації активних втрат потужності в мережах із використанням динамічного управління параметрами конденсаторних установок, враховуючи змінність генерації та навантажень.
Методи дослідження. Аналіз електричної системи, змодельованої в MATLAB, із використанням елементів відновлювальних джерел енергетики та конденсаторних установок. Виконується дослідження оптимізації активних втрат потужності за рахунок застосування удосконаленої цільвої функції, яка включає в себе багатофакторність системи та певні обмеження. Проведено порівняння активних втрат та їх змін при наявності в електричній мережі відновлювальних джерел енергетики та конденсаторних установок.
Отримані результати. Отримані результати моделювання демонструють практичну придатність запропонованого метода для зниження активних втрат у системі. Це, у свою чергу, веде до скорочення витрат на експлуатацію та обслуговування мереж, зменшення енергетичних втрат, а також до покращення якості енергопостачання. Зниження активних втрат сприяє підвищенню економічної ефективності енергосистеми.
Моделювання в MATLAB/Simulink надає можливість проводити аналіз для оцінки поведінки системи в різних умовах роботи, таких як пікові навантаження або різкі коливання генерації. Це дозволяє забезпечити гнучкість і адаптивність енергосистеми до реальних умов експлуатації.
Отримані результати також сприяють вирішенню завдань сталого розвитку, оскільки вони забезпечують ефективну інтеграцію ВДЕ без погіршення стабільності та параметрів мережі.
Наукова новизна. Запропоновано комплексне моделювання роботи енергосистеми з урахуванням динамічного управління конденсаторними установками та інтеграції відновлюваних джерел енергії (ВДЕ), що дозволяє оцінювати ефективність різних компенсаційних заходів та їх вплив на активні втрати. Наукова новизна полягає у створенні моделі, яка враховує змінний характер навантаження, параметри ліній електропередачі та нестабільну генерацію ВДЕ, забезпечуючи комплексний підхід до оптимізації роботи енергосистеми.
Практична цінність. Вдосконалення цільової функції для мінімізації активних втрат потужності, шляхом додавання в функцію генерації конденсаторних установок, зміну генерацію відновлюваних джерел енергії, зміне навантаження ПС (активне та реактивне), це дозволило більш точно оцінити вплив реактивної потужності та інтеграції ВДЕ на активні втрати, підвищити ефективність управління енергосистемою за рахунок врахування реальних умов роботи системи (динаміка навантаження та генерації).
Посилання
Kupin A.I., Osadchuk Yu.G., Savytsky O.I., Sherstnоv Yu.V. (2022). Enhancement of the voltage supply quality of substations at mining and processing plants. Tavrichesky National University named after V. I. Vernadsk, 149-159. DOI https://doi.org/10.32838/2663-5941/2022.4/23
Lezhnyuk P.D. (2018). Electricity-saving technologies in electric networks of power systems. Lutsk: IVV Lutsk NTU. 328.
Lesko V. O., Kulyk V. V., Netrebsky V. V. (2020). Lec-ture notes: "Optimization of power system regimes". Vinnytsia National Technical University FEEEM. 138.
Kuchansky V. V., Sabarno L. R., Koshman V. I. (2022). Assessment of the influence of controlled re-active power compensation devices on the choice of overhead line cross-section. Institute of Electrody-namics of the NAS of Ukraine. 1-10.
Rubanenko O. Ye., Gunko I. O., Lezhnyuk P. D. (2018). Optimization of power grid modes with re-newable energy sources. VNTU. 174.
Hrytsyuk I. V. (2014). Determination of economically justified levels of reactive power compensation in power grids with distributed generation. Lutsk NTU. Issue 15. 54-59.
Potter А., Haider R. (2022). A Reactive Power Market for the Future Grid. Advances in Applied Energy. 1-14.
Danylchenko, D.O., Kuznetsov, D.S. (2022). Use of reactive power compensation devices at stations with renewable energy sources. ISSN 2222-2944. Infor-mation technologies: science, engineering, technolo-gy, education, health, 70.
Shevchenko, S., Danylchenko, D., Kuznetsov, D., Pe-trov, S. (2021). Use of Capacitor Batteries to Im-prove the Quality of Electrical Energy. IEEE 2nd KhPI Week on Advanced Technology (KhPIWeek), 666 – 669 .
Danilchenko, D. O., and D. S. Kuznetsov. (2024). “Use of reactive power compensation devices in the implementation of distributed generation”. Bulletin of the National Technical University “KhPI”. Series: Energy: Reliability and Energy Efficiency, Vol. 1 (8). 24-31. doi:10.20998/2224-0349.2024.01.08.
Johnson, L., Lee, M. (2020). Reactive Power Man-agement for Renewable Energy Integration. Renew-able Energy Global (REGlobal), 12(3). 45-49.
Müller, P., Wang, S. (2022). Reactive Power Support from Converter Connected Renewables in Low-Voltage Grids. IEEE Power & Energy Society General Meeting. 1327-1331.
Patel, K., Kumar, R. (2024). A Comprehensive Re-view of Advancements and Challenges in Reactive Power Compensation for Renewable Energy Sys-tems. Energy Informatics, 8(1).112-117.
Zeng, Y., Zhou, B., Zhu, J. (2023). Coordinated Ac-tive-Reactive Power Management of Renewable Power-to-Hydrogen Systems with Multiple Electro-lyzers. arXiv preprint, arXiv:2312.14473.
Nepal, R.K., Khanal, B., Khatiwada, S. (2024). Com-pensation for Reactive Power and Harmonic Current Drawn by a Non-linear Load in a PV-Micro Hydro Grid. arXiv preprint, arXiv:2406.05342.
Pan, S., Maleki, S., Lakshminarayana, S. (2023). Optimal Placement and Power Supply of Distributed Generation to Minimize Power Losses. arXiv preprint, arXiv:2308.15789.
Doe, J., Smith, A. (2019). Reactive Power Compensa-tion with PV Inverters for System Loss Reduction. Energies, 12(21). 4062.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 D.O. Danylchenko, D.S. Kuznetsov
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
Положення про авторські права Creative Commons
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
