Переспективи використання технологій передачі електричної енергії на номінальній напрузі 20 кВ у розподільних електричних мережах України

С. П. Денисюк; Д. С. Горенко; П. В. Соколовський; О. В. Степовий

УДК 621.31

С П. ДЕНИСЮК (1ЕЕ КП1), Д.С. ГОРЕНКО (1ЕЕ КП1), П.В. СОКОЛОВСЬКИЙ (1ЕЕ КП1), О.В. СТЕПОВИЙ (1ЕЕ КП1)

1нститут енергозбереження та енергоменеджменту Нацiонального TexHi4Horo ушверситету УкраТни «КиТв-ський полiтехнiчний шститут iMeHi 1горя CiKopcbKoro», вул. Борщапвська 115, КиТв, УкраТна, 03056, тел.: 0938315500, ел. пошта: spdens@ukr.net. aorenko.darva@vandex.ua. sokolovskyi pavlo@ukr.net, stepovovas@qmail.com. ORCID: orcid.org/0000-0002-6299-3680, orcid.ora/0000-0002-7879-780, orcid.org/0000-0002-0113-4479, orcid.ora/0000-0002-7151-0900.

ПЕРЕСПЕКТИВИ ВИКОРИСТАННЯ ТЕХНОЛОГ1Й ПЕРЕДАЧ1 ЕЛЕКТРИЧНО1 ЕНЕРГП НА НОМШАЛЬНШ НАПРУЗ1 20 КВ У РОЗПОД1ЛЬНИХ ЕЛЕКТРИЧНИХ МЕРЕЖАХ УКРА1НИ

Вступ

Провщш кра!ни ще в другш половинi ХХ ст. здiйснили перехщ на клас напруги 20 кВ, в той час як мютах Укра!ни основна увага придiляeться розподшьним мережам серед-нього i низького рiвня напруги, для яких ос-новнi технологiчнi та технiчнi ршення були спроектованi в серединi ХХ ст. Сьогодш стало неефективним та неконкурентоспромож-ним розвивати шфраструктуру мереж (6-10 кВ), у зв'язку з низькою ефективнiстю та зб> льшенням попиту на електроенергiю у великих мютах. Це обумовлено складною архтек-турною топологieю будiвель i споруд, що зу-мовлюе необхiднiсть пошуку нових рiшень в розвитку енергозабезпечення [1].

Для функщонування вiртуальних електри-чних станцiй (Virtual Power Plant - VPP) до складу яких можуть входити Microgrid необ-хщна «розумна» iнфраструктура на етапах генераци, передачi, трансформацп та кшцево-го споживання електрично! енергп, яка б га-рантувала збереження надшност та подiлу на категори електрозабезпечення споживачiв. При цьому необхщно розглянути рiзну варiа-тивнiсть оргашзаци роботи мереж на класi напруги 20 кВ з точки зору тдключення до них VPP [2].

Концепщя локальних електричних систем Microgrid набирае все бшьшо! популярностi на ринку електроенергетики, однак доцшьно дослщити особливостi адаптування роботи вiтчизняних систем електропостачання як з точки зору таких систем i варiативнiсть оргашзаци роботи мереж на клас напруги 20 кВ, так i з точки зору тдключення до них вiртуа-льних електричних систем. 1снуюче облад-нання в розподшьних мережах не дозволяе використовувати моделi згiдно концепци Smart Grid (Microgrid), локальних мереж та VPP, за рахунок морально i фiзично застар>

лого обладнання, яке не дозволяе використовувати «хмарш» вiддаленi системи контролю за станом обладнання та управлшня автоматикою, яю вже використовують розвиненi кра!ни (США, Кмеччина, Францiя, Австрiя, Iталiя, Фiнляндiя)[3, 4].

Концепщя локальних електричних систем VPP та Microgrid набирае все бшыло! попу-лярност на ринку електроенергетики, проте доцшьно дослщити особливост адаптування роботи в^чизняного електропостачання щодо переходу до таких систем.

Мета

Аналiз можливост впровадження техноло-гiй Smart Grid для тдвищення рiвня надшно-стi, гнучкостi та контрольованостi електричних мереж, за рахунок змш структури розподшьних мереж 110 - 35 - 10(6) - 0,4 кВ на системи 110 - 20 - 0,4 кВ.

Результати

Система електрозабезпечення вщповщаль-них споживачiв, зокрема об'екпв Укрзалiз-нищ характеризуеться проблемами, яю вини-кають з живленням на постiйному та змшно-му струмi та тюно пов'язана з розосереджеш-стю джерел живлення на рiзних територiях протяжност лiнiй. Режими роботи мережi обумовлеш нерiвномiрнiстю створених нава-нтажень i роботи рухомого складу залiзниць

[5].

На укра!нських залiзницях застосовуються двi системи тягового електропостачання (СТЕ) постшного та змiнного струму. На вгг-чизняних магiстралях склалась тенденцiя просування СТЕ змшного струму через li переваги, проте вона мае низку суттевих недо-лiкiв. До основних та найбшьш проблематич-них можна вщнести такi як: несиметричне завантаження фаз трансформаторiв та небез-

електропостачання / power suppl

печнии електромагн1тнии вплив на сум1жн1 пристро! i прилегш дшянки [6].

Важливим е дослiдження для рекуперацш-них режимiв, несиметрп, проблем електрома-гштно! cyMicHOCTi пов'язаних з вищими гармошками CTpyMiB та напруг проводяться з точки зору обмшних процешв [8 - 9].

Виникае необхщшсть розроблення оптимь зацiИних задач для електроенергетичних систем рiзного iерархiчного рiвня [5].

Так, для систем з несинусо!дальними сигналами, поряд з реактивною потужшстю Фризе Qf (мiра квадратично! нев'язки мiж повною та активною потужностями), викори-стовують реактивну потyжнiсть Кваде (реактивна потужшсть визначаеться як квадратична нев'язка мiж реактивною потyжнiстю Фризе та основною гармошчною складовою реактивно! потyжностi), що е нев'язкою мiж неактивною потyжнiстю Фризе та першою гармонiчною складовою реактивно! потужно-

стi [5,7]: QKB = QF ~ Q1 , де Qi - реактивна потyжнiсть першо! гармонiки.

Прикладом реактивно! потyжностi, визна-чено! за допомогою обмiнних проце^в, е реактивна потyжнiсть на основi визначення об-мiнно! потужност QoБ за умови постiИно! ш-тенсивностi перетворення електроенергп в iншi види протягом перiодy Т [7].

З виразу обмшно! потужност можна отримати.

Q0Б = Um(1)Im(1) •

(т T '

3 (\ 3 j sin^tsin(-Idt + j sin^tsinI-Idt

T V 2

-у т 2

0,221Um(1) Im (i).

Реактивна потyжнiсть

O=nOoB~0,692f/„,(i)/„,(i).

Al

Q дорiвнюе

Для визначення реактивно! обмшно! поту-жностi можна використати розкладання струму i(t) на двi складовi: активну iа (t) та реактивну ip(t). Тодi з врахуванням виразiв ia(t)=u(t)P/UD2, ip(t)=i(t)-ia(t) обмшна реактивна потyжнiсть визначаеться таким чином:

i t+

QОБ,р = — j 1 u(t )ip(t )| dt.

0

(i)

При робой автономних систем електрожи-влення як в ос^вному режимi, так i парале-льно з мережею виникае низка проблем, а са-ме:

- взаемний вплив рiзнотипних генераторiв та !х вплив на навантаження як на лшшне та нелшшне представлено на рис. 1,а;

- вплив зовнiшнiх завад рiзного характеру, форми та тривалостi на генератор електро-енергi!, варiант якого показано на рис. 1,б;

- вплив рiзних гармонiчних складових час-тоти сигналiв та рiзних завад на обмшш процеси наведено на рис. 2,а;

- можливiсть виявлення рекупераци елект-роенергi! в мережу залежно вщ перiоду показано на рис. 2,б.

З рис. 2,б видно, що на певних штервалах потужнiсть, яка проходить через контур, до-датна, а в iншi iнтервали - вiд'емна. Саме знак обмшно! потужност визначае режим споживання чи генерацп (рекуперацi!) з боку навантаження сигналiв. У випадку несинусо!-дальних сигналiв iснуе можливють виявляти та компенсувати завади, що здшснюють шкi-дливий вплив на генератор як з боку наван-таження, так i з боку iнших генераторiв сис-теми. Такi процеси проаналiзованi в однофаз-них мережах i не викликають питань. Проте при аналiзi трифазних мереж тако! однозначности немае, i це потребуе бшьш поглиблено-го аналiзу.

Рис. 1. Взаемний вплив р1знотипних генератор1в та вплив зовшшшх завад на них

Т/2 Г I

Щ<0

Ч>> и

Рис. 2. Обмшт потужностi залежно вiд рiвня гармонiчних складових та рекупераци

0бмшт процеси в однофазних системах ро-зглянуто з р1зних боюв, визначено фактори, яю впливають на обмшну потужнють, зумовлю-ючи И наявшсть або р1вшсть нулю. Проанал1зо-вано вплив р1знотипних сигнал1в та вищих гар-мошчних складових на однофазш системи з урахуванням обмшних процес1в.

Для бшьш наочного представлення особли-востей оцшки обмшних процешв проведемо анал1тичний розрахунок та побудуемо графш змши вщхилення Д^об вщ параметр1в наванта-ження у вщносних одиницях зпдно сшввщно-шення:

^ОБ = (ЕбоБ "бОБЕ)/ЕбОБ

Вщповщно до розрахункових даних побудуемо граф1чну залежшсть вщхилення обмшно! потужност Д6об вщ навантаження (рис. 3). Крива 1 вщображае залежшсть величини Д0ОБ при змш1 активно! складово! активно-!ндуктивного навантаження, а крива 2 - залежшсть величини Д0ОБ при змш1 шдуктивно! складово! активно-!ндуктивного навантаження.

АШ

В.О.

0,8

0,6 0,4 0,2 0

в.о.

0,5

1

1,5

Важливо проанал1зувати особливосп переходу на номшал напруги промислових об'екпв рекомендовано використовувати р1вень напруг, на яких енергосистема мае вшьну потужшсть, якщо це дозволяе уникнути додаткових етатв трансформацп. Напруга 110 кВ е ефективним ршенням, як з економ1чних, так { з монтажних, експлуатацшних, архiтектурно-планувальних { природо-захисних

м1ркувань, але напругу 20 кВ, як { напругу 35 { 10 кВ недоцшьно застосовувати в якост основно! напруги для перших ступешв електропостачання потужшших шдприемств. Тут виникае потреба в бшьш високих напругах [7] -як прикладу на рис. 5 зображено частину мере-ж1 20 кВ з трансформаторною шдстанщею 110/20 кВ у \iicTi Гельсшю.

Рис. 3. Ввдхилення обмiнно!' потужностi при аналiзi трифазних мереж

Рис. 4. Схема трансформаторно!' тдстанци 110/20 кВ

Зниження нижньо! межi потужностi транс-форматорiв, що випускаються напругою 110 кВ до 2,5 МВА, а також розширення використання трансформаторiв 110 кВ для електротермiчних установок обмежуе подальше використання напруги 35 кВ. При незначнш рiзницi згiдно приведених затрат, в межах 10 - 20%, перевагу при виборi слщ надавати бiльш високiй напрузi.

На основi проведених розрахункiв проведено порiвняльний аналiз втрат в мережах на рiз-них значеннях напруг (6, 10, 20 кВ) [8]. Визна-чено, що розподшьне обладнання 20 кВ i 6-10 кВ вщносяться до одного класу мереж, але за рахунок зниження рiвня струмiв короткого за-микання можливе послаблення вимог до апара-тiв релейного захисту та автоматики.

Проаналiзовано переваги використання напруги 20 кВ на II та III рiвнях:

- у порiвняннi з класом напруг 35 кВ, ме-режi 20 кВ мають простiший з техшчно! точки зору склад мереж та дешевих апаратiв релейного захист i автоматики;

- у порiвняннi з напругою 10 кВ, мережа 20 кВ характеризуеться значно нижчим рiвнем втрат електрично! енергп в елементах системи електропостачання i струмiв КЗ в мережах;

- усунення промiжних етапiв перетво-рення напруги (35, 10, 6 кВ), дозволить змен-шити загальну протяжшсть ЛЕП та зменшити втрати в мереж 0,4 кВ (якi станом на 2016 рш складають 70% втрат в нащональнш енергосис-тем^, шляхом використання щоглових КТП 20/0,4 кВ [1];

- виходячи з умови того, якщо площа поперечного перерiзу проводiв однакова F6 = F10 = F20, то збiльшення пропускно! здатносп ЛЕП напругою 20 кВ в ш^внянш з мережею 10 кВ збшьшуеться в 2 рази, а в порiвняннi з мережею 6 кВ в 3 рази;

- покращення якостi напруги, за рахунок зменшення падiння напруги та втрат потужнос-тi в лiнiях на 75%, за умови, якщо навантажен-ня в мережах 10 кВ i 20 кВ однаковi; покращення показниюв SAIDI та SAIFI[9];

- перспективнiсть для пiдключення дже-рел розподшено! генераци та можливють побу-дови розумно! мереж Smart Grid;

- цшодобовий монiторинг стану мережi та зниження затрат на обслуговування елект-ромереж за рахунок модершзацп обладнання.

Напруга 10 кВ е бшьш економiчною в порь внянш з напругою 6 кВ. Напругу 6 кВ можна застосовувати тшьки в тих випадках, коли на шдприемсга переважають приймачi з номша-льною напругою 6 кВ чи коли значна частина

навантаження тдприемства живиться вiд за-водсько! ТЕЦ, де встановленi генератори напругою 6 кВ. Тому необхщно в першу чергу виконати план, щодо переведення розподшьних мереж 3i значення 6 кВ, на напругу 20 кВ [12].

Визначено проблеми переведення розпо-дшьних мереж з номшально! напруги 6 - 10 кВ на напругу 20 кВ:

- вщсутшсть широко! лшшки електрооб-ладнання на номшал напруги 20 кВ;

- вщсутшсть досконало! нормативно-правово! бази використання в ОЕС Украши напруги 20 кВ, як одного з ключових аспектов переходу до моделей ВЕС;

- вщсутшсть партнерсько! програми з крашами, яю вже використовують технологiю використання напруги 20 кВ;

- вщсутшсть проекту сценарного типу, який враховував би особливосто переведення частин мереж з напруги 6 (10) кВ на напругу 20 кВ з паралельною роботою основно! кiлькостi цих мереж.

Несиметричнють та несинусоïдальнiсть безпо-середньо викликають збiльшення втрат актив-ноï потужносто, скорочення термiну служби обладнання, порушення технологiчних роботи, додатковий нагрiв устаткування вiд впливу ви-щих гармошчних складових. Виникнення ви-щих гармошчних складових на залiзничному транспортi зумовлеш роботою трансформато-рiв, випрямлячiв, iнверторiв та несиметричнiс-тю напруги живлення.

Наявний стан обладнання, виробтоок ресурсу вимагае застосування новоï схемотехнiки тягових мереж, перетворювальноï технiки, обладнання для тдсилення тягових мереж, що подолають проблеми недостатнього рiвня напруги i питомоï потужностi в тяговiй мережа

Важливим завданням е дотримання напруги в заданих межах, так як рiвень напруги загалом визначае енергетичш показники функщонуван-ня енергосистеми. Пщ час передачi потужностi додаються несинусощальшсть, несиметрiя та нерiвномiрнiсть навантаження.

Регулювання напруги в тягових мережах здшснюегься за допомогою технiчних засобiв

[5]:

- повздовжня компенсацiя, яка компенсуе ошр в тяговiй мережi внаслщок чого зменшу-ються втрати напруги;

- поперечна компенсащя виконуе компе-нсацiю реактивно!' потужносто вiд навантаження таким чином зменшуючи втрати потужностi в мережi

- симетрування навантажень i напруг.

Таю недолши стали причиною для постш-них модернiзацiй системи постачання на змш-ному струмi та пристро1в для !х усунення i за-хисту вiд них. В умовах необхщносп дотри-мання якосп електропостачання е актуальним питанням перехщ системи тягового електропостачання виключно на постiйний струм, що дозволить позбутися основних недолшв вщ ви-користання змiнного струму, а також дасть мо-жливiсть використовувати рекуперативне галь-мування. Рекуперацiя електроенерги - дозволяе повернути частку спожито! слсктроснсргп на-

зад у мережу або на сумiжнi Microgrid вщ елек-трорухомого складу (ЕРС).

На рис. 5 зображено структурну схема об-мiнних процесiв, що представляе напрями пе-ретокiв потужностей i негативних впливiв вна-слiдок попршення якостi електроенерги. Скла-довi схеми показують основнi ланки, що беруть участь у обмш енергiею та 1х можливий вплив на сумiжнi елементи як в серединi системи електропостачання залiзничного транспорту так i до системи зовнiшнього електропостачання.

Система зовшшнього електропост ачанн я (С ЗЕ) Тягот шдстанци-

Нетягав1 споживащ

Система два проводи-рейки (ДПР)

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Живпе ННЯ ПрИСТр01Б С ЦБ (ПЛСЦБ 10 кВ)

Рис. 5. Структурна с

Система зовшшнього електропостачання впливае на яюсть електропостачання шляхом передачi потужностi до тягових шдстанцш по лiнiям електропередачi, вiд яких також отри-мують живлення iншi рiзнотипнi навантаження (СЗЕ виступае генеруючим елементом по вщ-ношенню до системи електропостачання залiз-ницi). Потужшсть, що надходить вiд системи до вводiв тягово! шдстанци, впливае на облад-нання i на енергетичш показники.

Наслiдком чого е негативний вплив на уста-ткування i його режими роботи.

Зi сторони системи зовшшнього електропостачання безпосередньо на рiвень напруги на шинах високо! сторони тягових шдстанцш впливають таю чинники як:

- габарити та параметри лшш електропе-редачц

- характер навантажень, якi приеднаннi до одше! лши електропередач разом з тяговими шдстанщями;

1а обмшних процеав

- потужшсть енергосистеми, яка живить тяговi шдстанци.

Елементи системи тягового електропостачання генерують реактивну потужнiсть та власш завади, внаслiдок чого спотворюють енергетичнi показники, якi впливають на роботу вшх сумiжних пристро!в.

Важливо усунути цей негативний вплив, так як вiд однше! лши чи до одше! шини шдстанци можуть бути пiдключенi iншi споживачi, яю е особливо чутливими до якосп електроенерги. Частину негативного впливу позбуваються шляхом використання технiчних засобiв для дотримання необхщного рiвня напруги, змен-шення активних втрат потужностi та ор-ганiзацiйнi заходи.

Внаслiдок чого залишаеться певна частка енерги, яка шляхом обмшних процесiв впливае на споживач^ що отримують живлення вщ тягових пiдстанцiй залiзниць або вщ лiнiй ПЕ/ДПР.

Висновки

Переведення мереж на напругу 20 кВ особливо актуально проводити в мютах з високою густиною електричних навантажень [13, 14], а також потребують наявност у центрах живлен-ня 110 кВ резервiв потужносп на рiвнi 20 кВ. Мультиагентне або оптимальне керування не-обхщне з одного боку для модершзування електричних мереж, шляхом перегляду можливос-тi переведення мереж на напругу 20 кВ, а з ш-шого боку для оптимального керування додат-ковою генеращею електрично! енерги.

Використання ще! технологи необхiдно ре-тельнiше дослiдити, у виглядi пшотних проек-

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. Циганенко Б.В. Перспективи переведення ро-зподшьних мереж Украши на номшальну напругу 20 кВ / Науюда пращ ВНТУ. - 2016 - № 1. - С. 1 -4.

2. Кириленко О.В. Сучасш тенденцп побудови та керування режимами електроенергетичних мереж / О.В. Кириленко, С.П. Денисюк // Энергосбережение. Энергетика. Энергоаудит. - 2014. - № 9. -Спец. вып. Т.2: Силовая электроника и энергоэффективность. - С. 82-94.

3. Borscevskis О. 20kV Voltage Adaptation Problems in Urban Electrical Networks [Електронный ресурс]. URL: http://egdk.ttu.ee (дата звернення 05.12.2016).

4. Асташев Д.С. Применение напряжения 20 кВ для распределительных электрических сетей России / Д.С. Асташев, Р.Ш. Бедретдинов, Д.А. Кисель, Е.Н. Соснина // Вестник НГИЭИ. - 2015. - № 4. - С. 6 -9.

5. Саблш О1. Оптим1защя режим1в тягового електроспоживання та рекуперацп енерги в системах електричного транспорту / О.! Саблш / Науко-вий журнал «Електрифжащя транспорту» 2016. -№ 11. - С. 53 - 60.

6. Ягуп В.Г. Компенсация реактивной мощности в тяговой системе переменного тока / В.Г. Ягуп, Е.В. Ягуп / Науковий журнал «Електрифжацгя транспорту» J014. - № 6 - С. 60 - 66.

7. Денисюк С.П. Анал1з проблем впровадження в1ртуальних електростанцш / С. П. Денисюк, Д. С. Горенко // Енергетика: економша, технологи, еколопя. - 2016. - № 2. - С. 25 - 33.

8. Денисюк С. П. Анал1з обмшних процеав при паралельнш робот вироелектричних установок / С. П. Денисюк, Д. С. Горенко // Схвдно-£вропей-ський журнал передових технологш. - 2016. - № 4/8 (82). - С. 26-32.

9. Денисюк С.П. Обмшш процеси в трифазних автономних системах електроживлення / С. П. Де-нисюк, Д. С. Горенко // Пращ Шституту електроди-намши НАН Украши. - 2016. - № 45. - С. 9-15.

10. Виб1р рацюнально! напруги розподшьчо! ме-реж1 тдприемства [Електронний ресурс]. URL

тов для конкретних мют з подальшим виконан-ням технiко-економiчним обгрунтування. Таке переведення дозволить розширити можливосп проектування нових та реконструкцi! вже юну-ючих пiдстанцiй, за рахунок збшьшення пропу-скно! спроможностi електричних мереж змен-шення «транзитних» пункпв передачi та розпо-дiлу електрично! енерги, а також дозволить ро-зглядати !х в якостi складових УРР. Вiдкриваеться перспектива для побудови ште-лектуальних локальних електричних мереж Microgrid, з !х подальшою роботою у складi УРР.

REFERENCES

1. Tsyganenko B.V. Perspectivy perevedennya rozpodilnih merezsh Ukrainu na nominalnu naprugu 20 kV [Outlook conversion of distribution grids for nominal valtage 20 kV]. Science works VNTU. - 2016 - № 1 - pp. 1 - 4.

2. Kyrylenko O.V. Suchasni tendentsii pobudovu ta keruvannya rezshimamu electroenergetuchnih merezsh / O.V. Kyrylenko, S.P. Denysuik // Energy saving. Power engineering. Energy audit. - 2014. - № 9. - Spec. issue P. 2 : Power electronics and energy efficiency. - pp. 82

- 94.

3. Borscevskis O. 20kV Voltage Adaptation Problems in Urban Electrical Networks [Web resource]. URL: http://egdk.ttu.ee (appeal date 05.12.2016).

4. Astashev D.S., Bedretdinov R. Sh., Kisel D.A. Primenenie napryazshenia 20 kV dlya raspredelitelnih setei Rossii [Application of voltage 20 kV for distribution grids of Russia]. Messenger NGIEI. - 2015. - № 4.

- pp. 6 - 9.

5. Sablin O.I. Optimizaciya rezshimiv tyagovogo electrospozshivannya ta recuperacii energii v sistemah electrichnogo transportu [Optitmisation of operating modes traction power and recuperation energy in systems of electrical transport]. Science magazine «Electrification of transport». 2016. - № 11. - pp. 53 - 60.

6. Yagup V.G., Yagup E.V. Kompensaciya reak-tivnoy moschnosti v tyagovoi sisteme peremenogo toka [Reactive power compensation in traction system of alternative current]. Science magazine «Electrification of transport». 2014. - № 6 - pp. 60 - 66.

7. Denysiuk S.P., Horenko D.S. Analis problem vprovadzshennya virtualnih electrostanciy [Problem analysis of realization virtual power plants]. Energy: economy, technology, ecology. - 2016. - № 2. - pp. 25

- 33.

8. Denysiuk S.P., Horenko D.S. Analis obminnih procesiv pru paralelniy roboti vitroelectichnih ustano-vok [Power exchange processes analysis in parallel work of wind power installations]. East Europe magazine of modern technologies. - 2016. - № 4/8 (82). -pp. 26 - 32.

9. Denysiuk S.P., Horenko D.S. Obminni procesu v trifaznih autonomnuh sistemah electrozshivlennya

http://elib .lutsk-ntu.com.ua (дата звернення 05.12.2016).

11. Юрик В.В. Мгжнародний досвщ використан-ня мереж 20 кВ / В.В. Кирик А.Е. Наливайська / Мгжнародний науково-технiчний журнал "Сучасш проблеми електроенерготехнiки та автоматики. -2015 - С. 95 - 97.

12. Гончар М.1. Деяш аспекти вибору напруги 20 кВ для сiльських розподiльних мереж. // М.1. Гончар, С.А. Попадченко /Вiсник ХНТУСГ iм. Петра Василенка. Випуск 130 "Проблеми енергозабезпе-чення та енергозбереження в АПК Украши" - Хар-к1в: ХНТУСГ, 2012. - с.6-8.

13. Соснина Е.Н., Лоскутов А.Б., Лоскутов А.А. Топология городских распределительных интеллек-ту-альных электрических сетей 20 кВ // Промышленная энергетика. 2012. № 5. С. 11-17.

14. Маслов А.Н. Проблемы и особенности построения распределительных сетей крупных городов и мегаполисов // Тр. XII Всемирного электротехнического конгресса. 2011. [Електронний ресурс]. URL: http://wetc.ru (дата звернення 05.12.2016).

Надшшла до друку 21.11.2016.

[Power exchange processes in triphase self-dependent power supply systems]. Works of Institute of electrodynamics Ukrainian NAS. - 2016. - № 45. - pp. 9-15

10. Vubyr racionalnoi naprugu rozpodilchoi me-rezshi pidpriemstva [The choice of a rational voltage of company's distribution grids]. [Web resource]. URL: http://elib.lutsk-ntu.com.ua (appeal date 05.12.2016).

11. Kiryk V.V., Naluvayska A.E. Mizsharodnyi dosvid vukorystannya merezsh 20 kV [International experience of using 20 kV grids] International science and technology magazine «Modern problems of power engineering and automatics». - 2015 - pp. 95 - 97.

12. Gonchar M.I., Popadchenko S.A. Deyaki aspektu viboru naprugu 20 kV dlya silskih rozpodilchih merezsh [Some aspects of choice voltage 20 kV for village grids]. Messenger HNTUVA n.a. Petro Vasylenko. Issue 130 «Energy supply and energy saving in Ukrainian AFC». Kharkiv, HNTUVA - 2012. - pp.6 - 8.

13. Sosnina E.N., Loskutov A.B., Loskutov A.A Topologiya gorodskih raspredelitelnih intelectualnih electricheskih setei 20 kv [Urban topology of 20 kv distribution smart grids]. Industrial power enegineering. -2012. № 5. pp. 11-17.

14. Maslov A.N. Problemi I osobennosti postroeniya raspredelitelnih setei krupnih gorodov i megapolisov. [Problems and specialties construction of big cities and metropolis distribution grids]. [Web source]. URL: http://wetc.ru (appeal date 05.12.2016).

Внутршнш рецензент Сиченко В.Г. Зовшшнш рецензент Лежнюк П.Д.

Виконано аналiз та оцшено потеншал переведення систем розподшу електричноТ енерги з триступене-воТ на двоступеневу для подальшоТ адаптацп Тх роботи в структурi VPP.

Розглянуто та видтено ряд техшко-оргашзацшних завдань i ршень на початковому етапi, щодо прова-дження таких систем в умовах електрозабезпечення мюта УкраТни.

Описано вплив обмшних процесiв з рiзнотипними сигналами. Систематизовано взаемний зв'язок мiж елементами електропостачання залiзничного транспорту та Тх можлив^ь функцiонування з локальними електроенергетичними системами.

Наведено структурну схему обмшних проце0в в системi електрифiкованого транспорту, яка включае можливiсть приеднання та паралельноТ роботи з VPP.

Ключовi слова: електричнi мережi; розподiльнi мережi; Virtual Power Plant; Smart Grid; Microgrid; обмiннi процеси .

УДК 621.31

СП. ДЕНИСЮК (ИЭЭ КПИ), Д.С. ГОРЕНКО (ИЭЭ КПИ), П.В. СОКОЛОВСКИЙ (ИЭЭ КПИ), А.В. СТЕПОВОЙ (ИЭЭ КПИ)

Институт энергосбережения и энергоменеджмента, Национального технического университета Украины «Киевский политехнический институт имени Игоря Сикорского», ул. Борщаговская 115, Киев, Украина, 03056, тел.: 0938315500, эл. почта: spdens@ukr.net, gorenko.darya@yandex.ua,

sokolovskyi pavlo@ukr.net, stepovoyas@gmail.com, ORCID: orcid.org/0000-0002-6299-3680, orcid.org/0000-0002-7879-780, orcid.org/0000-0002-0113-4479, orcid.org/0000-0002-7151-0900.

ПЕРЕСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕДАЧИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ НА НОМИНАЛЬНОМ НАПРЯЖЕНИИ 20 КВ В РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ УКРАИНЫ

II Выполнен анализ и оценен потенциал перевода систем распределения электрической энергии с трех-|| ступенчатой на двухступенчатую для дальнейшей адаптации их работы в структуре VPP.

Рассмотрены и выделен ряд технико-организационных задач и решений на начальном этапе, по осуществлению таких систем в условиях электроснабжения города Украины.

Описано влияние обменных процессов с разнотипными сигналами. Систематизированы взаимное влияние между элементами электроснабжения железнодорожного транспорта и их возможность функционирования с локальными электроэнергетическими системами.

Приведена структурная схема обменных процессов в системе электрифицированного транспорта, которая включает возможность присоединения и параллельной работы с VPP.

Ключевые слова: электрические сети; распределительные сети; Virtual Power Plant; Smart Grid; Microgrid; обменные процесы.

UDC 621.31

S P. DENYSIUK (IEE KPI), D.S. HORENKO (IEE KPI), P.V. SOKOLOVSKYI (IEE KPI), O.V. STEPOVYI (IEE KPI)

Institute of Energy Saving and Energy Management National Technical University of Ukraine «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute», 03056, Kyiv, Borschagivska st., 115, tel.: 0938315500, e-mail: spdens@ukr.net, gorenko.darya@yandex.ua, sokolovskyi pavlo@ukr.net, stepovoyas@gmail.com, ORCID: orcid.org/0000-0002-6299-3680, orcid.org/0000-0002-7879-780, orcid.org/0000-0002-0113-4479, orcid.org/0000-0002-7151-0900.

ELECTRIC ENERGY TRANSMISSION AT NOMINAL VOLTAGE 20 KV IN UKRAINIAN DISTRIBUTION NETWORKS TECHNOLOGY PERSPECTIVE

Analysed and evaluated potential changing system of distribution electrical power from three step to two step for next work adaptation in structure VPP.

Reviewed and separated a number technical & economical tasks and solutions on initial phase about realization this systems in power supply town conditions of Ukraine.

Described effect exchange processes with different types signals. Systematized a interconnection between power supply elements of railway transport and their ability of functioning with local power engineering systems.

Shows a block diagram of metabolic processes in the system of electrified transport, which involves joining and parallel operation of VPP.

Keywords: electrical grids; distribution grids; Virtual Power Plant; Smart Grid; Microgrid; exchange processes.

Внутренний рецензент Сыченко В.Г.

Внешний рецензент Лежнюк П. Д.

Internal reviewer Sychenko V.G.

External reviewer Lezhniuk P.D.