Стабилизация критических переходных процессов ДКИН и построение аддитивной логики координации защит

АКТУАЛЬНОСТЬ исследования обусловлена ростом доли чувствительных электроприемников в распределительных сетях низшего напряжения, где глубокие провалы и искажения напряжения вызывают остановку технологических процессов, нештатные режимы силовой электроники и настроенных защит. Динамический компенсатор искажений напряжения (ДКИН) способен восстановить форму напряжения при возникновении данных явлений, однако при длительной компенсации в условиях дефицита мощности система может перейти в предельный колебательный режим. Это нарушает штатную работу защит и усугубляет переходный процесс.

ЦЕЛЬ исследования заключается в формировании комплексного подхода к согласованию алгоритмов ДКИН и системы защит через определение границы устойчивости системы и разработку логики безопасного перехода от режима компенсации к защитным мероприятиям с учетом возможности подавления колебаний путем настройки параметров компенсатора.

МЕТОДЫ включают математическое описание ДКИН и компьютерное моделирование в MATLAB Simulink для серии глубоких провалов напряжения с параметрическим изменением компенсатора, для обеспечения стабилизации системы. По полученным данным о характере компенсации формируется аддитивная логика взаимодействия ДКИН и выбранных систем защит в первичной и вторичной конфигурации системы.

РЕЗУЛЬТАТЫ показывают, что полученные зависимости допустимого времени компенсации от глубины провала и параметров накопителя, а также выделенные признаки приближения к предельному режиму для разных вариантов настройки системы, позволяют исключить негативные последствия критических режимов при комплексной имплементации полученных данных в логику срабатывания защит. При этом правильно подобранные параметры фильтрации и других узлов системы ДКИН позволяют исключить колебательные процессы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Разработанная логика ограничивает негативное влияние динамических процессов, формирует сигнал о приближении к предельному режиму и заранее инициирует защитные действия до потери стабильности. Полученные результаты оптимизации указывают на необходимость правильного расчета и подбора параметров компенсатора, что позволяет обеспечить контролируемый выход из режима компенсации, снизить колебательность и риск внештатных срабатываний защит, уменьшая негативное влияние на нагрузку.

1. Скопин Г.А. Анализ программных средств для исследования функционирования динамических компенсаторов искажений напряжения // Нефть и газ — 2024. 2024. С. 820821.

2. Дзюин Д.В., Скопин Г.А., Комков А.Н., Дмитриева В.В. Применение динамического компенсатора искажений напряжения в системе многодвигательного электропривода ленточного конвейера // Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ. 2025. Т. 27. № 2. С. 49-62. DOI: 10.30724/1998-9903-2025-27-249-62.

3. Анализ взаимодействия динамического компенсатора искажений напряжения с системами релейной защиты и автоматики // Фёдоровские чтения 2025: материалы конференции. 2025. ISBN 978-5-7046-3297-9. URL: http://epp.mpei.ru/fedchten/.

4. Афоничев Д.Н., Пиляев С.Н., Васильев В.В. Использование устройств динамического восстановления напряжения в электрических сетях 0,4 кВ // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. 2024. Т. 17. № 3(82). С. 119-132. DOI: 10.53914/issn2071-2243_2024_3_119.

5. Abdelaal A.K. et al. Sliding mode control based dynamic voltage restorer for voltage sag compensation // Results in Engineering. 2024. Vol. 24 (102936). DOI: 10.1016/j.rineng.2024.102936.

6. Huang L. et al. Modulation strategy of dynamic voltage restorer based on dualfeedforward active disturbance rejection compound controller // Frontiers in Energy Research. 2024. Vol. 12 (1462565). DOI: 10.3389/fenrg.2024.1462565.

7. Soomro A.H. et al. Enhancement of power quality based on dynamic voltage restorer matrix inverter-sliding mode control scheme // Electric Power Systems Research. 2025. Vol. 241 (111408). DOI: 10.1016/j.epsr.2025.111408.

8. Li S. et al. Dynamic Voltage Restorer Based on Integrated Energy Optimal Compensation // Electronics. 2023. Vol. 12. № 3 (531). OI: 10.3390/electronics12030531.

9. Nori A.M. et al. Enhancing Fault Ride-Through and Power Quality in Wind Energy Systems Using Dynamic Voltage Restorer and Battery Energy Storage System // Electronics. 2025. Vol. 14. № 14 (2760). OI: 10.3390/electronics14142760.

10. Абрамович Б.Н., Богданов И.А. Повышение эффективности автономных электротехнических комплексов нефтегазовых предприятий // Записки Горного института. 2021. Т. 249. С. 408-416. DOI: 10.31897/PMI.2021.3.10.

11. Manju A.S. et al. Design and control of LCC DVR // Scientific Reports. 2025. Vol. 15 (25730). DOI: 10.1038/s41598-025-07618-x.

12. Alasali F. et al. The recent development of protection coordination schemes based on inverse of AC microgrid: A review // IET Generation, Transmission & Distribution. 2024. DOI: 10.1049/gtd2.13074.

13. Shyamaprasad A. et al. Field analysis of directionality measurement with inverter-based distributed energy resource system // IET Generation, Transmission & Distribution. 2025. DOI: 10.1049/gtd2.70008.

14. Li J. et al. Optimal protection coordination for directional overcurrent relays in radial distribution networks with inverter-based distributed energy resources // International Journal of Electrical Power & Energy Systems. 2025. Vol. 167 (110622). DOI: 10.1016/j.ijepes.2025.110622.

15. Amogne Y. et al. Fault current limiting dynamic voltage restorer for power quality improvement in distribution system // Journal of Electrical Systems and Information Technology. 2025. DOI: 10.1186/s43067-025-00233-w.