probenerИзвестия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИPower engineering: research, equipment, technology1998-99032658-5456Kazan State Power Engineering University10.30724/1998-9903-2022-24-4-105-115probener-2310Research ArticleЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ И СИСТЕМЫELECTROTECHNICAL COMPLEXES AND SYSTEMSИспользование и совершенствование автоматических систем для управления рассредоточенными источниками электроэнергии в локальных электрических системахUse and improvement of automatic systems for control of reduced electric power sources in local electric networksСавенкоА. Е.SavenkoA. E.

Савенко Александр Евгеньевич – канд. техн. наук, доцент кафедры Электрооборудования судов и автоматизации производства

г. Керчь, Республика Крым

Alexandr E. Savenko

Kerch, Republic of Crimea

Savenko-70@mail.ruСавенкоП. С.SavenkoP. S.

Савенко Павел Станиславович – курсант морского факультета

г. Керчь, Республика Крым

Pavel S. Savenko - marine faculty cadet

Kerch, Republic of Crimea

Керченский государственный морской технологический университетРоссияKerch State Maritime Technological UniversityRussian Federation202217082022244105115Copyright © Савенко А.Е., Савенко П.С., 20222022Савенко А.Е., Савенко П.С.Savenko A.E., Savenko P.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.energyret.ru/jour/article/view/2310

ЦЕЛЬ. Рассмотреть применение автоматических систем для управления рассредоточенными источниками электроэнергии в локальных электрических системах. Исследовать возможности расширения функций таких автоматических систем управления для повышения качества электроэнергии с точки зрения устранения обменных и синфазных колебаний мощности. МЕТОДЫ. Исследования дизель-генераторных агрегатов, параллельно работающих в локальных электрических системах, проведены методами математического моделирования. В математической модели учтено наличие явления «люфта» в контурах регулирования частоты вращения. РЕЗУЛЬТАТЫ. Отмечена целесообразность применения в локальных электрических системах аккумуляторных батарей, выпрямительных и инверторных преобразователей. Экспериментальные исследования в локальной электрической системе выявили существование обменных и синфазных колебаний мощности. Математическое моделирование также подтвердило возникновение в локальной электрической системе обменных колебаний мощности из-за «люфта» в контуре регулятора частоты, а также синфазных колебаний мощности из-за различия коэффициентов передачи регуляторов частоты у параллельно работающих дизель-генераторных агрегатов. Получена карта зависимости амплитуды обменных колебаний мощности от зазоров люфта и карта зависимости амплитуды синфазных колебаний мощности от значений коэффициента усиления регулятора частоты. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Установлена возможность устранения обменных и синфазных колебаний мощности уменьшением и обеспечением равенства коэффициентов передачи регуляторов частоты. Добавление функции устранения обменных и синфазных колебаний мощности в системы автоматического управления рассредоточенными источниками электроэнергии в локальных электрических системах обеспечивает поддержание необходимого качества электроэнергии в квазиустановившихся режимах работы.

THE PURPOSE. Consider the use of automatic systems for controlling reduced sources of electricity in local electrical networks. Explore the possibilities of expanding the functions of such automatic control systems to improve the quality of electricity in terms of eliminating power exchange and common-mode oscillations. METHODS. Studies of diesel generator units operating in parallel in local electrical networks were carried out using mathematical modeling methods. The mathematical model takes into account the presence of the "backlash" phenomenon in the speed control loops. RESULTS. The expediency of using batteries, rectifier and inverter converters in local electrical networks is noted. Experimental studies in the local electrical network revealed the existence of power exchange and common-mode oscillations. Mathematical modeling also confirmed the occurrence of power exchange oscillations in the local electrical network due to the “backlash” in the frequency controller circuit, as well as power common-mode oscillations due to the difference in the frequency controller transmission coefficients for diesel generator units operating in parallel. A map of the dependence of the amplitude of power exchange oscillations on backlash gaps and a map of the dependence of the amplitude of power common-mode oscillations on the values of the gain of the frequency controller are obtained. CONCLUSION. The possibility of eliminating power exchange and common-mode oscillations by reducing and ensuring equality of the transmission coefficients of frequency controllers has been established. Adding the function of eliminating power exchange and common-mode oscillations to automatic control systems for reduced sources of electricity in local electrical networks ensures that the required quality of electricity is maintained in quasi-steady operating modes.

локальные электрические сетиэнергосистемаобменные колебания мощностисинфазные колебания мощностирассредоточенные источники электроэнергииlocal electric networkpower systempower exchange oscillationspower commonmode oscillationsreduced electric power sourcesReferencesJiang, J., Peyghami, S., Coates, C., Blaabjerg, F. A Decentralized Reliability-Enhanced Power Sharing Strategy for PV-Based Microgrids. IEEE Transactions on Power Electronics. 2021;36(6):7281–7293, 9272881.Jiang J., Peyghami S., Coates, C., Blaabjerg F. A Decentralized Reliability-Enhanced Power Sharing Strategy for PV-Based Microgrids. IEEE Transactions on Power Electronics. 2021,36(6):7281–7293, 9272881.Gracheva E. I., Alimova A.N. Calculating Methods and Comparative Analysis of Losses of Active and Electric Energy in Low Voltage Devices . International Ural Conference on Electrical Power Engineering (UralCon), 2019. 361-367.Gracheva E. I., Alimova A.N. Calculating Methods and Comparative Analysis of Losses of Active and Electric Energy in Low Voltage Devices. International Ural Conference on Electrical Power Engineering (UralCon), 2019. 361-367.Савенко А.Е., Рыбин А.Г. Оптимизация схемы присоединения рассредоточенных источников электроэнергии к распределительным электрическим сетям Темрюкского района. Вестник КГЭУ.2022;1(53): 76–85.Savenko A.E., Rybin A.G. Optimization of the scheme of connection of reduced electric power sources to the distribution electric networks in Temryuk region. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo jenergeticheskogo universiteta. 2022;1(53):76–85.Лежнюк П.Д., Нетребский В.В., Никиторович А.В. Оптимизация распределения нагрузки между рассредоточенными источниками энергии в локальной электрической системе / Технiчна електродинамiка. 2012;2:38-39.Lezhnyuk P.D., Netrebskiy V.V., Nikitorovich A.V. Optimizatsiya raspredeleniya nagruzki mezhdu rassredotochennymi istochnikami energii v lokal'noy elektricheskoy sisteme. Tekhnichna elektrodinamika. 2012,2:38-39.Lezhniuk, P., Komar, V., Rubanenko, O. Information Support for the Task of Estimation the Quality of Functioning of the Electricity Distribution Power Grids with Renewable Energy Source. 2020 IEEE 7th International Conference on Energy Smart Systems, ESS 2020 – Proceedings. 2020:168–171, 9159965.Lezhniuk, P., Komar, V., Rubanenko, O. Information Support for the Task of Estimation the Quality of Functioning of the Electricity Distribution Power Grids with Renewable Energy Source. 2020 IEEE 7th International Conference on Energy Smart Systems, ESS 2020. Proceedings. 2020:168–171, 9159965.Lezhniuk, P., Komar, V., Kravchuk, S. Regimes Balancing in the Local Electric System with Renewable Sources of Electricity. 2019 IEEE 20th International Conference on Computational Problems of Electrical Engineering. CPEE 2019, 8949118.Lezhniuk P., Komar V., Kravchuk S. Regimes Balancing in the Local Electric System with Renewable Sources of Electricity. 2019 IEEE 20th International Conference on Computational Problems of Electrical Engineering. CPEE 2019, 8949118.Грачева Е.И., Алимова А.Н., Абдуллазянов Р.Э. Анализ и способы расчета потерь активной мощности и электроэнергии в низковольтных цеховых сетях. Вестник КГЭУ.2018;4(40):53-65.Gracheva E.I., Alimova A.N., Abdullazjanov R.Je. Analiz i sposoby rascheta poter' aktivnoj moshhnosti i jelektrojenergii v nizkovol'tnyh cehovyh setjah. Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo jenergeticheskogo universiteta. 2018;4(40):53–65.Грачева Е.И., Садыков Р.Р. Исследование вероятностных характеристик систем электроснабжения / Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики.2017;1-2:95–101.Gracheva E.I., Sadykov R.R. Issledovanie veroyatnostnykh kharakteristik sistem elektrosnabzheniya. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Problemy energetiki. 2017;1-2;95-101.Martinez, M.S., Nozik, A.J., Beard, M.C. Theoretical limits of multiple exciton generation and singlet fission tandem devices for solar water splitting. Journal of Chemical Physics. 2019;151(11),114111.Martinez M.S., Nozik A.J., Beard M.C. Theoretical limits of multiple exciton generation and singlet fission tandem devices for solar water splitting. Journal of Chemical Physics. 2019;151(11),114111.Грачева Е.И., Шакурова З.М., Абдуллазянов Р.Э. Сравнительный анализ наиболее распространенных детерминированных методов определения потерь электроэнергии в цеховых сетях. Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ. 2019;21(5):87-96.Sangwongwanich A., Blaabjerg F. Monte Carlo Simulation with Incremental Damage for Reliability. Assessment of Power Electronics IEEE Transactions on Power Electronics. 2021:36(7):7366–7371, 9293165.Sangwongwanich, A., Blaabjerg, F. Monte Carlo Simulation with Incremental Damage for Reliability. Assessment of Power Electronics IEEE Transactions on Power Electronics. 2021,36(7):7366–7371, 9293165.Gracheva E.I., Shakurova Z.M., Abdullazyanov R.E. A comparative analysis of the most common deterministic methods for the calculation of electricity losses in industrial networks. Power engineering: research, equipment, technology. 2019;21(5):87-96.Banin U., Waiskopf N., Hammarström L., Batista V.S., Brudvig G.W. Nanotechnology for catalysis and solar energy conversion. Nanotechnology. 2020;32(4),042003.Banin U., Waiskopf N., Hammarström L., Batista V.S., Brudvig G.W. Nanotechnology for catalysis and solar energy conversion. Nanotechnology. 2020;32(4),042003.Мещеряков В.Н., Черкасова В.С., Мещерякова О.В. Коррекция системы векторного управления асинхронным электроприводом / Системы управления и информационные технологии, 2015. №3(61). C. 36-38.Meshherjakov VN, Cherkasova VS, Meshherjakova OV. Korrekcija sistemy vektornogo upravlenija asinhronnym jelektroprivodom. Sistemy upravlenija iinformacionny etehnologii. 2015;3(61):36-38Губанов Ю.А., Калинин И. М., Корнев А.С., Кузнецов В.И., Сеньков А.П. Направления совершенствования судовых единых электроэнергетических систем. Морские интеллектуальные технологии, 2019, №1-1(43), стр. 103–109.Gubanov Y.A., Kalinin I.M., Kornev A.S., Kuznetsov V.I., Sen'kov A.P. Directions of improvement for ship unified power systems. Marine Intelligent Technology, 2019, №1-1(43), pp. 103 –109.Савенко А.Е., Голубев А.Н. Обменные колебания мощности в судовых электротехнических комплексах /Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина. Иваново, 2016. – 172 с.Savenko A.E., Golubev A.N. Obmennye kolebaniya moshchnosti v sudovykh elektrotekhnicheskikh kompleksakh. Ivanovskiy gosudarstvennyy energeticheskiy universitet imeni V.I. Lenina. Ivanovo, 2016. 172 p.Savenko A.E., Savenko P.S. Analysis of Power Oscillations Parameters in Autonomous Electrical Complexes Using the Method of Customization Charts Designing. Proceedings – 2020 International Ural Conference on Electrical Power Engineering, UralCon 2020, Proc. 2020 Int. Ural Conf. on Electrical Power Engineering. С. 400–405.Savenko A.E., Savenko P.S. Analysis of Power Oscillations Parameters in Autonomous Electrical Complexes Using the Method of Customization Charts Designing. Proceedings-2020 International Ural Conference on Electrical Power Engineering, UralCon 2020, Proc. 2020 Int. Ural Conf. on Electrical Power Engineering, pp. 400–405.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.