Контроль та покращення якості електроенергії в мережах промислових підприємств
Loading...
Date
2025
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Український державний університет науки і технологій, ННІ ≪Інститут промислових та бізнес технологій≫, ІВК ≪Системні технології≫, Дніпро
Abstract
UKR: Метою роботи Метою дослідження є комплексний аналіз проблем якості електроенергії (PQ) в мережах промислових підприємств, а також розробка та систематизація методів контролю, діагностики і покращення основних PQ-параметрів, таких як гармонічні спотворення, флікер, провали напруги, несиметрія фаз і реактивна потужність. Методика. У роботі використано поєднання теоретичного аналізу, огляду стандартів (IEC 61000-4-30, EN 50160, IEEE 519) та практичного досвіду впровадження сучасних цифрових аналізаторів PQ. Проаналізовано застосування фільтрів, компенсаторів та інтелектуальних систем, зокрема DVR, STATCOM, гібридних активних фільтрів, а також машинного навчання для класифікації PQ-подій. Результати. У ході дослідження охарактеризовано основні показники PQ, наведено методи їх вимірювання, діагностики та компенсації. Представлено приклади впровадження технічних рішень для покращення якості енергії, зокрема: пасивні та активні фільтри гармонік, SVC і STATCOM для боротьби з флікером, методи зниження несиметрії та захисту від короткочасних порушень живлення. Наукова новизна. Запропоновано концепцію розподіленої компенсації якості електроенергії із використанням можливостей смарт-інверторів та зарядних станцій. Розглянуто застосування нейромереж та S-перетворень для ідентифікації джерел збурень у режимі реального часу. Обґрунтовано переваги інтегрованих підходів до локальної та централізованої корекції PQ. Практичне значення. Результати можуть бути використані інженерами з енергоменеджменту та персоналом підприємств для побудови систем моніторингу, захисту критичного обладнання та підвищення енергоефективності. Запропоновані рішення зменшують аварійність, втрати енергії та витрати на обслуговування, забезпечуючи відповідність сучасним стандартам сталого розвитку.
ENG: The aim of this research is a comprehensive analysis of power quality (PQ) issues in industrial power networks, as well as the development and systematization of methods for monitoring, diagnosing, and improving key PQ parameters, such as harmonic distortions, flicker, voltage sags, phase unbalance, and reactive power. The methods. The study employs a combination of theoretical analysis, review of relevant standards (IEC 61000-4-30, EN 50160, IEEE 519), and practical experience in the implementation of modern digital PQ analyzers. The use of filters, compensators, and intelligent systems is analyzed, including DVR, STATCOM, hybrid active filters, and machine learning algorithms for classifying PQ events. Findings. The research outlines the main PQ indicators and presents methods for their measurement, diagnosis, and compensation. Examples of implemented technical solutions for improving power quality are provided, including passive and active harmonic filters, SVC and STATCOM for flicker mitigation, methods for reducing phase unbalance, and protection against short-term voltage disturbances. The originality. The study proposes a concept of distributed power quality compensation using smart inverters and charging stations. The application of neural networks and S-transforms for real-time identification of disturbance sources is discussed. The advantages of integrated approaches to both local and centralized PQ correction are substantiated. Practical implementation. The results can be used by energy management engineers and enterprise personnel to build monitoring systems, protect critical equipment, and enhance energy efficiency. The proposed solutions reduce failure rates, energy losses, and maintenance costs, ensuring compliance with modern sustainable development standards.
ENG: The aim of this research is a comprehensive analysis of power quality (PQ) issues in industrial power networks, as well as the development and systematization of methods for monitoring, diagnosing, and improving key PQ parameters, such as harmonic distortions, flicker, voltage sags, phase unbalance, and reactive power. The methods. The study employs a combination of theoretical analysis, review of relevant standards (IEC 61000-4-30, EN 50160, IEEE 519), and practical experience in the implementation of modern digital PQ analyzers. The use of filters, compensators, and intelligent systems is analyzed, including DVR, STATCOM, hybrid active filters, and machine learning algorithms for classifying PQ events. Findings. The research outlines the main PQ indicators and presents methods for their measurement, diagnosis, and compensation. Examples of implemented technical solutions for improving power quality are provided, including passive and active harmonic filters, SVC and STATCOM for flicker mitigation, methods for reducing phase unbalance, and protection against short-term voltage disturbances. The originality. The study proposes a concept of distributed power quality compensation using smart inverters and charging stations. The application of neural networks and S-transforms for real-time identification of disturbance sources is discussed. The advantages of integrated approaches to both local and centralized PQ correction are substantiated. Practical implementation. The results can be used by energy management engineers and enterprise personnel to build monitoring systems, protect critical equipment, and enhance energy efficiency. The proposed solutions reduce failure rates, energy losses, and maintenance costs, ensuring compliance with modern sustainable development standards.
Description
В. Стьопкін: ORCID 0000-0001-5727-8343; В. Радченко: ORCID 0000-0001-6473-2524; А. Єрофєєва: ORCID 0000-0002-2981-4118; В. Піліпенко: ORCID 0009-0004-7301-2501; В. Прихно: ORCID 0000-0001-7834-3618
Keywords
якість електроенергії, PQ-норми, стандарти IEEE, EN 50160, гармонічні спотворення, флікер, розподілена генерація, мікромережі, компенсація, енергетичні стандарти, power quality, PQ standards, IEEE standards, harmonic distortion, flicker, distributed generation, microgrids, compensation, energy standards, КЕЛІ
Citation
Стьопкін В. В., Радченко В. В., Ровенський О. О., Єрофєєва А. А., Піліпенко В. О., Прихно В. Л. Контроль та покращення якості електроенергії в мережах промислових підприємств. Системні технології. Дніпро, 2025. Т. 2, № 157. С. 197–209. DOI: https://doi.org/10.34185/1562-9945-2-157-2025-20.