Power quality analysis in the 220 kV supply network with connected traction substations
Keywords:
power supply system, power quality, voltage unbalance, sinusoidal distortion, voltage deviationAbstract
The paper deals with the actual problem of assessing the power quality in a public power supply systems where asymmetric and non-sinusoidal loads of industrial enterprises and railway transport are connected. The current state of art in the field of legal regulation and economic stimulation of electricity supply participants in the field of power quality improving is analyzed. Analysis of domestic and foreign studies is carried out in the field of identifying sources of distortion, determining and evaluating the contribution of power supply participants to the power quality deterioration. The functional capabilities of the electricity parameters automatic monitoring system installed at the control points of the power network section located on the Far East of Russia were analyzed. Based on its databases, the calculation and analysis of power quality indicators at the mentioned control points were carried out. The degree of their compliance with existing regulatory documents was estimated. The results of the power quality indicators probabilistic and statistical analysis suggest that in the 220 kV section of the three-phase network under consideration, voltage sinusoidity is significantly distorted resulting from connected traction substations’ loads. In addition, an unsatisfactory situation is recorded with a positive voltage deviation. Against expectation, the symmetry of voltages in a three-phase system at control points turned out to be satisfactory. The importance of developing methods and ways for identifying distortion sources and assessing their contribution to the power quality deterioration is emphasized. Necessity of expanding the existing automatic monitoring system functionality in terms of assessing the degree of conformity of power quality indicators with the norms of the current State standard is recognized.
References
Карташов И.И., Тульский B.Н., Шамонов Р.Г. Управление качеством электроэнергии: учебное пособие. Москва: Издательский дом МЭИ. 2017. 347 с.
ГОСТ 32144-2013. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. Введ. 2014-07-01. М.: Стандартинформ, 2014. 16 с.
Макашева С.И., Пинчуков П.С. Качество электрической энергии: мониторинг, прогноз, управление. Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2020. 114 с.
Вагин Г.Я., Куликов А.Л. Качество электрической энергии в системах электроснабжения. Анализ состояния методов нормирования и контроля // Электрические станции. 2019. № 6 (1055). С. 54–59.
Висящев А.Н., Федосов Д.С. Оценка влияния потребителей на искажение напряжения в электрической сети // Электроэнергия. Передача и распределение. 2018. № 3 (48). С. 46–51.
Montoya F.G., García-Cruz A., Montoya M.G., Manzano-Agugliaro F. Power quality techniques research worldwide: A review // Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2016, Vol. 54, Pp. 846–856. DOI: 10.1016/j.rser.2015.10.091.
Makasheva S., Pinchukov P., Szołtysek J. The Power Quality as a Pretext for Developing Smart City Concepts // 2020 International Multi-Conference on Industrial Engineering and Modern Technologies (FarEastCon), 2020, pp. 1–7. DOI: 10.1109/FarEastCon50210.2020.9271462.
Кудряшев Г.С., Третьяков А.Н. Эффективность снижения уровня несинусоидальности напряжения на сельскохозяйственных предприятиях Иркутской области // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2021. № 6 (200). С. 121–128.
Mahela P., Shaik A.G., Gupta N. A critical review of detection and classification of power quality events // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2015. Vol. 41. Pp. 495–505. DOI: 10.1016/j.rser.2014.08.070.
Hong W., Liu Z., Wu X. Power quality disturbance recognition based on wavelet transform and convolutional neural network // 2021 IEEE International Conference on Artificial Intelligence and Computer Applications (ICAICA). 2021. Pp. 193–197. DOI: 10.1109/ICAICA52286.2021.9498060.
Кузнецов А.В., Чикин В.В. Управление качеством электроэнергии в электроэнергетической системе // Промышленная энергетика. 2021. № 5. С. 53–59. DOI: 10.34831/EP.2021.30.84.008.
André L., David T., Hugo V.N., Hugo F.V. Novelty detection and multi-class classification in power distribution voltage waveforms // Expert Systems with Applications. 45. DOI: 10.1016/j.eswa.2015.09.048.
Кононенко В.Ю., Мурачев А.С., Смоленцев Д.О. Задачи научно-технической политики в области качества электроэнергии на современном этапе формирования цифровой экономики РФ // Электроэнергия. Передача и распределение. 2018. №2(47). С. 28–31.
Бартоломей П.И., Паздерин А.А., Паздерин А.В. Направления совершенствования системы оплаты услуг на передачу электроэнергии с учетом международного опыта // Электроэнергия. Передача и распределение. 2019. № 5 (56). С. 66–71.
Макашева С.И., Пинчуков П.С. Качество тока: аспекты оценки и нормирования // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика. 2020. Т. 20. № 4. С. 23–35. DOI: 10.14529/power200403.
Овсейчук В.А. Федеральный Закон «Об электроэнергетике»: о необходимости внесения изменений или разработки нового документа // Новости электротехники. 2015. № 1(91). URL: http://news.elteh.ru/arh/2015/91/03.php.
Makasheva S.I., Pinchukov P.S. Cost reduction ability by electricity tariff selection for construction facilities located in non-price areas // MATEC Web of Conferences. 2016. Vol. 86. DOI:10.1051/matecconf/20168605025.
Bulycheva E., Yanchenko S. Online determination of varying harmonic load contribution to grid voltage distortion // 2020 International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM), 2020. Pp. 1–6, DOI:10.1109/ICIEAM48468.2020.9112017.
Gonzalez-Abreu A.-D., Delgado-Prieto M., Osornio-Rios R.-A., Saucedo-Dorantes J.-J., Romero-Troncoso R.-d.-J. A novel deep learning-based diagnosis method applied to power quality disturbances // Energies. 2021. No. 14. Pp. 2839. DOI: 10.3390/en14102839.
Mariscotti A.; Sandrolini L. Detection of harmonic overvoltage and resonance in AC railways using measured pantograph electrical quantities // Energies. 2021. № 14. C. 5645. DOI:10.3390/en14185645.
Тигунцев С.Г., Турдиев А.Т., Ахмедов С.Б. Исследование методики оценки вклада участников электроснабжения в качество электрической энергии // Электрические станции. 2020. № 6 (1067). С. 29–34.
Кудряшев Г.С., Селезнёв А.С., Федосов Д.С. Выявление источников искажения формы кривой напряжения в электроэнергетических системах // Машиностроение: сетевой электронный научный журнал. 2014. Т. 2. № 3. С. 59–65.
Макашёва С.И. Автоматизированная система мониторинга как инструмент бережливого производства системы тягового электроснабжения // Электротехника. 2016. № 2. С. 52–55.
Klyuev R.V., Fomenko O.A., Gavrina O.A., Sokolov A.A., Sokolova O.A., Dzeranov B.V., Morgoev I.D., Zaseev S.G. Analysis of non-sinusoidal voltage at metallurgical enterprises // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2019. Vol. 663. Pp. 012032 DOI: 10.1088/1757-899X/663/1/012032.
Макашева С.И., Пинчуков П.С., Мамаев А.Р., Терлецкий С.Г. Оценка качества напряжения на шинах 27,5 кВ тяговой подстанции с устройством продольной емкостной компенсации // Вестник Брянского государственного технического университета. 2020. № 3(88). С. 11–20.
Kaleybar H.J., Brenna M., Foiadelli F., Fazel S.S., Zaninelli D. Power quality phenomena in electric railway power supply systems: an exhaustive framework and classification // Energies. 2020. No. 13. Pp. 6662. DOI: 10.3390/en13246662.
