Оптимальный выбор фильтрокомпенсирующих устройств на основе генетического алгоритма в распределительных электрических сетях низкого напряжения

Аннотация

Актуальность: в настоящее время в распределительных электрических сетях низкого напряжения 0,4 кВ
уровень гармонических искажений возрастает вследствие увеличения доли нелинейных нагрузок, вклю
чая электронные источники питания светодиодных осветительных устройств, импульсные блоки питания,
преобразователи частоты и других электронных потребителей. В результате этого усиливается несинусо
идальность напряжения, увеличивается ток в нейтральном проводнике, возникают дополнительные поте
ри мощности в трансформаторах и кабельных линиях, а также ухудшаются показатели качества электри
ческой энергии. Применение обычных компенсирующих устройств не всегда обеспечивает эффективный
результат, а в отдельных случаях может приводить к возникновению резонансных явлений. В связи с
этим оптимальный выбор фильтрокомпенсирующих устройств для снижения гармонических искажений в
сетях 0,4 кВ является актуальной научно-практической задачей.
Цель: определение оптимального типа, мощности и точки подключения фильтрокомпенсирующих
устройств для снижения гармонических искажений в распределительных электрических сетях 0,4 кВ, терь мощности и повышения показателей качества электрической энергии.
Методы: в исследовании была разработана математическая модель радиальной распределительной элек
трической сети 0,4 кВ с учетом гармонического состава нелинейных нагрузок. В качестве основного ме
тода решения задачи выбора фильтрокомпенсирующих устройств использован генетический алгоритм.
При этом тип устройства, его мощность и точка подключения оптимизировались на основе целевой
функции. В целевую функцию были включены суммарный коэффициент гармонических искажений
напряжения, доля отдельных гармоник, активные потери мощности и ток нейтрального проводника.
Результаты: задача снижения гармонических искажений в распределительных электрических сетях 0,4
кВ была проанализирована на примере 8-узловой радиальной тестовой схемы. Приведены результаты
оценки влияния гармонических искажений, возникающих под воздействием нелинейных нагрузок, на
режимные показатели сети. Установлена возможность улучшения показателей качества электрической
энергии за счет выбора фильтрокомпенсирующих устройств на основе генетического алгоритма.