tumnigИзвестия высших учебных заведений. Нефть и газOil and Gas Studies0445-01083033-8174Industrial University of Tyumen10.31660/0445-0108-2019-6-176-183tumnig-808Research ArticleМАШИНЫ, ОБОРУДОВАНИЕ И ОБУСТРОЙСТВО ПРОМЫСЛОВMACHINERY, EQUIPMENT AND FIELD CONSTRUCTIONРазработка модели автоматического регулирования компенсации реактивной мощности для нефтегазовой отраслиDevelopment of a model of automatic regulation of reactive power compensation for the oil and gas industryВласоваЕ. П.VlasovaE. P.

Власова Екатерина Петровна, кандидат технических наук, доцент кафедры электроэнергетики

Тюмень

Ekaterina P. Vlasova, Candidate of Engineering, Associate Professor at the Department of Electric Power Engineering

Tyumen

vlasovaep@tyuiu.ruБоталовА. Н.BotalovA. N.

Боталов Алексей Николаевич, магистрант кафедры электроэнергетики

Тюмень

Aleksei N. Botalov, Master's Student at the Department of Electric Power Engineering

Tyumen

Тюменский индустриальный университетРоссияIndustrial University of TyumenRussian Federation20191303202006176183Copyright © Власова Е.П., Боталов А.Н., 20202020Власова Е.П., Боталов А.Н.Vlasova E.P., Botalov A.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://tumnig.tyuiu.ru/jour/article/view/808

Реактивная мощность оказывает существенное влияние на параметры системы электроснабжения нефтегазовой отрасли, вследствие этого происходит снижение качества работы электрической сети. Актуальность исследования обоснована задачами повышения качества электроэнергии в узлах нагрузки, состоящих из асинхронных двигателей, одним из которых является компенсация реактивной мощности, включающей расчет и автоматическое регулирование компенсирующих устройств. Цель работы — разработка и исследование системы управления компенсации реактивной мощности для улучшения качества электроэнергии. В работе предложено решение актуальной задачи компенсации реактивной мощности на основе предложенного алгоритма управления качеством электроэнергии. Разработанная в программном комплексе Matlab and Simulink система автоматического регулирования компенсации реактивной мощности позволяет формировать параметры по данным текущих измерений и регулировать напряжение при изменении режима работы нагрузки. Использование в системе управления MOSFET-транзисторов позволило создать необходимые токи компенсации с малым содержанием высших гармоник, которые создают искажения в напряжении питания и обеспечить высокое быстродействие работы установки компенсации реактивной мощности.

Reactive power has a significant impact on the parameters of the power supply system in the oil and gas industry; as a result, there is a decrease in the quality of the electric network. The relevance of the study is justified by the tasks of improving the quality of electricity in the load nodes consisting of asynchronous motors, one of which is the reactive power compensation, including the calculation and automatic regulation of compensating devices. The aim of the article is to design and research a reactive power compensation control system to improve the quality of electricity. The article proposes a solution to the actual problem of reactive power compensation based on the proposed power quality control algorithm. The system of automatic control of reactive power compensation developed in the Matlab and Simulink software package allows us to generate parameters according to current measurements and adjust the voltage when the load operation mode changes. The use of MOSFET transistors in the control system made it possible to create the necessary compensation currents with a low content of higher harmonics that create distortions in the supply voltage and ensure high speed of the reactive power compensation unit operation.

реактивная мощностькоэффициент мощностикомпенсация реактивной мощностикомпенсирующее устройствоreactive powerpower factorreactive power compensationcompensating deviceReferencesАзаров М. С., Власова Е. П. Автоматическая компенсация реактивной мощности // Энергосбережение и инновационные технологии в топливно-энергетическом комплексе: материалы Междунар. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов, молодых ученых и специалистов. – Тюмень, 2018. – С. 232–234.Azarov, M. S., Vlasova, E. P. (2018). Avtomaticheskaya kompensatsiya reaktivnoy moshchnosti. Energosberezheniye i innovatsionnyye tekhnologii v toplivno-energeticheskom komplekse: materialy Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii studentov, aspirantov, molodykh uchenykh i spetsialistov. Tyumen, pp. 232-234. (In Russian).Бурман А. П., Розанок Ю. К., Шакарян Ю. Г. Управление потоками электроэнергии и повышение эффективности энергетических систем. – М.: Изд-во МЭИ, 2012. – 336 с.Burman, A. P., Rozanok, Yu. K., & Shakaryan, Yu. G. (2012). Upravleniye potokami elektroenergii i povysheniye effektivnosti energeticheskikh sistem. Moscow, MEI Publ., 336 p. (In Russian).Красник В. В. Автоматические устройства по компенсации реактивной мощности в электросетях предприятий. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1983. – 136 с.Krasnik, V. V. (1983). Avtomaticheskiye ustroystva po kompensatsii reaktivnoy moshchnosti v elektrosetyakh predpriyatiy. 2nd edition, revised and expanded. Moscow, Energoatomizdat Publ., 136 p. (In Russian).Вагин Г. Я., Севостьянов А. А., Юртаев С. Н. К вопросу о выборе источников реактивной мощности на промышленных предприятиях // Промышленная энергетика. – 2012. – № 4. – С. 26–30.Vagin, G. Ya., Sevost'yanov, A. A., & Yurtaev, S. N. (2012). K voprosu o vybore istochnikov re-aktivnoy moshchnosti na promyshlennykh predpriyatiyakh. Industrial Power Engineering, (4). pp. 26-30. (In Russian).Васюченко П. В., Кирисов И. Г., Овчаренко Т. И. Обоснование целесообразности компенсации реактивной мощности в условиях эксплуатации // Энергосбережение. Энергетика. Энергоаудит. – 2013. – № 7 (113). – С. 24–28.Vasyuchenko, P. V., Kirisov, I. G., & Ovcharenko, T. I. (2013). Feasibility study of reactive power compensation under operation conditions. Energosberezheniye. Energetika. Energoaudit, (7(113)), pp. 24-28. (In Russian).Радкевич В. Н., Тарасова М. Н. Оценка степени снижения потерь активной мощности в линиях электропередачи при компенсации реактивной мощности // Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. – 2016. – Т. 59, № 1. – С. 5–13. DOI: 10.21122/1029-7448-2016-59-1-5-13Radkevich, V. N., & Tarasova, M. N. (2016). Evaluating degree of active power losses reduction in the electric power lines with reactive power compensation. ENERGETIKA. Proceedings of CIS higher education institutions and power engineering associations, 59(1), pp. 5-13. (In Russian). DOI: 10.21122/1029-7448-2016-59-1-5-13Malyar V. S., Dobushovska I. A. Reactive power compensation in asynchronous electric drives // Electrical Engineering & Electromechanics. – 2013. – № 5. – P. 36–38.Malyar, V. S., & Dobushovska, I. A. (2013). Reactive power compensation in asynchronous electric drives. Electrical Engineering & Electromechanics, (5), pp. 36-38. (In English).Homaee O., Zakariazadeh A., Jadid Sh. Real-time voltage control algorithm with switched capacitors in smart distribution system in presence of renewable generations // International Journal of Electrical Power & Energy Systems. – 2014. – Vol. 54. – P. 187–197. DOI: 10.1016/j.ijepes.2013.07.010Homaee, O., Zakariazadeh, A., & Jadid, Sh. (2014). Real-time voltage control algorithm with switched capacitors in smart distribution system in presence of renewable generations // International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 54, pp. 187-197. (In English). DOI: 10.1016/j.ijepes.2013.07.010Ajjarapu V., Lau P. L., Battula S. An optimal reactive power planning strategy against voltage collapse // IEEE Transactions on Power Systems. – 1994. – Vol. 9, Issue 2. – P. 906–917. DOI: 10.1109/59.317656Ajjarapu, V., Lau, P. L., & Battula, S. (1994). An optimal reactive power planning strategy against voltage collapse. IEEE Transactions on Power Systems, 9(2), pp. 906-917. (In English). DOI: 10.1109/59.317656Черных И. В. Моделирование электротехнических устройств в MATLAB, SimPowerSystems и Simulink. – М.: ДМК Пресс; СПб.: Питер, 2008. – 288 с.Chernykh, I. V. (2008). Modelirovaniye elektrotekhnicheskikh ustroystv v MATLAB, SimPowerSystems i Simulink. Moscow, DMK Press Publ., St. Petersburg, Piter Publ., 288 p. (In Russian).Chavez D., Espinosa S., Cazco D. A. Reactive Power Optimization of the Electric System based on Minimization of Losses // IEEE Transactions on Power Systems. – 2016. – Vol. 14. – Р. 4540–4546. DOI: 10.1109/TLA.2016.7795826Chavez, D., Espinosa, S., Cazco, D. A. (2016). Reactive Power Optimization of the Electric System based on Minimization of Losses. IEEE Transactions on Power Systems, 14, pp. 4540–4546. (In English). DOI: 10.1109/TLA.2016.7795826Boudrias J.-G., Bannard J. Power factor correction and energy saving // Annual petroleum and chemical industry conference. – 2002. – Vol. 49. – P. 99–102.Boudrias, J.-G., Bannard, J. (2002). Power factor correction and energy saving. Annual petroleum and chemical industry conference, 49, pp. 99-102.Юртаев С. Н. Повышение эффективности средств компенсации реактивной мощности на предприятиях со специфическими электроприемниками: дис. … канд. техн. наук. – Нижний Новгород, 2012. – 249 с.Yurtayev, S. N. (2012). Povysheniye effektivnosti sredstv kompensatsii reaktivnoy moshchnosti na predpriyatiyakh so spetsificheskimi elektropriyemnikami: Diss. kand. tekhn. nauk. Nizhny Novgorod, 249 p. (In Russian).

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