CC BY
1СОВРЕМЕННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИЕЙ: КЛЮЧЕВОЙ ФАКТОР МОДЕРНИЗАЦИИ В РЕСПУБЛИКЕ УЗБЕКИСТАН 1Амурова Н. Ю, ^Борисова Е.А, 3Абдуллаева С.М.
1,2'3Ташкентский университет информационных технологий имени Мухаммада ал-Хоразмий.
1 amuryonok@list.ru https://doi.org/10.5281/zenodo.10719664
Аннотация. в настоящей статье рассматривается влияние современных технологий на поддержание качества энергии в сетях электроснабжения. С учетом постоянного роста энергопотребления и развития новых технологий в области генерации, передачи и потребления электроэнергии, обеспечение высокого уровня качества энергии становится все более актуальной задачей. Основные аспекты, включая использование сетевых фильтров, активных компенсаторов мощности, технологий управления нагрузкой и дистанционного мониторинга, а также роль и преимущества смарт-сетей. Будущее энергетики неразрывно связано с развитием современных технологий, которые позволяют эффективно поддерживать и улучшать качество энергии для обеспечения надежного и экономичного функционирования энергосистем.
Ключевые слова: Энергоэффективность, энергопотребление, каналы передачи, качество энергии, сетевые технологии, электроэнергетика, энергетическая система, интеллектуальные системы управления, смарт-системы.
Введение: С развитием современных технологий энергосистемы сталкиваются с новыми вызовами и возможностями. В современном мире, где потребление энергии постоянно растет, обеспечение высокого качества энергии является необходимым условием для эффективного функционирования различных отраслей промышленности, коммерции и жизнедеятельности человека. В данной статье рассматриваются современные технологии, которые активно влияют на поддержание и улучшение качества энергии в сетях электроснабжения [2].
Электроэнергия, как специфический продукт, обладает определенными свойствами, по которым можно судить о ее пригодности для различных производственных процессов. Общее понятие качества электроэнергии (КЭ) объединяет совокупность характеристик, которые определяют способность потребителей электроэнергии выполнять свои функции. Качество электроэнергии оценивается через технико-экономические показатели, учитывающие как технологические, так и электромагнитные аспекты ущерба, наносимого народному хозяйству.
Желание повысить производительность труда на современных промышленных предприятиях и усложнение технологических процессов привели к широкому применению мощных регулируемых вентильных приводов и преобразовательных установок, мощных дуговых печей и сварочных установок. Работа таких потребителей оказывает существенное воздействие на качество электроэнергии в сетях, а нормальная эксплуатация электрооборудования зависит от качества электропитания [1].
Качество электроэнергии, наряду с надежностью, безопасностью и экономичностью, является одним из ключевых требований к системам электроснабжения. Оно определяется совокупностью свойств и показателей качества энергии (ПКЭ), которые нормируются стандартом. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения
устанавливают уровни электромагнитной совместимости для предприятий, электрооборудования и электрических сетей. Под электромагнитной совместимостью понимается способность технических средств функционировать нормально в условиях электрических и электромагнитных полей без создания помех другим объектам.
Для обеспечения надлежащих технико-экономических показателей функционирования систем электроснабжения необходимо поддерживать показатели качества электроэнергии на соответствующем уровне. Современные средства на уровне использования интеллектуальных систем управления позволяют выйти на более качественный уровень контроля и мониторинга современных сетей [3].
1. Использование сетевых фильтров и активных компенсаторов мощности: Сетевые фильтры и активные компенсаторы мощности являются важными элементами в системах управления качеством энергии. С их помощью можно снижать уровень гармонических искажений, компенсировать реактивную мощность и улучшать коэффициент мощности. Применение сетевых фильтров позволяет сокращать помехи и интерференцию в энергосистемах, что способствует более стабильной и надежной работе электрооборудования. Активные компенсаторы мощности позволяют эффективно регулировать напряжение и мощность в сетях, обеспечивая оптимальные условия для работы потребителей.
Сетевые фильтры используются для снижения уровня гармонических искажений в электросетях. Использование сетевых фильтров и активных компенсаторов мощности с применением интеллектуальных систем управления является эффективным способом поддержания качества энергии в электросетях. Эти технологии позволяют не только снижать уровень гармонических искажений, но и компенсировать реактивную мощность, а также регулировать напряжение и мощность в сетях, обеспечивая оптимальные условия для работы потребителей [6].
Они обнаруживают и фильтруют высокочастотные компоненты в электрических сигналах, которые могут возникать вследствие работы нелинейных нагрузок, таких как частотные преобразователи, сварочные аппараты и другое оборудование. Снижение уровня гармоник в сети помогает предотвратить перегрузки и повреждения оборудования, а также снижает энергопотери.
Сетевые фильтры в сочетании с смарт-системами представляют собой современное решение для поддержания качества энергии в электросетях. Вот как это работает:
Обнаружение и анализ искажений позволяют смарт-системам мониторинга и управления непрерывно анализировать параметры электрической сети, включая уровни напряжения, тока и гармоник. Они могут использовать датчики и сенсоры, размещенные в различных точках сети, для наблюдения за изменениями в электрических сигналах [5].
Реакция на изменения при обнаружении уровней гармоник выше заданного порога, смарт-система передает команды сетевому фильтру для активации. Это может быть выполнено автоматически с использованием алгоритмов машинного обучения или искусственного интеллекта, которые определяют оптимальные параметры фильтрации для улучшения качества энергии.
Регулирование сетевых фильтров, оснащенных смарт-технологиями, могут быть программируемыми и иметь возможность автоматической настройки в соответствии с текущими условиями сети. Это позволяет им эффективно фильтровать гармоники и
улучшать качество энергии, а также реагировать на изменения в нагрузке и другие факторы, влияющие на электрическую сеть.
Смарт-системы также могут интегрироваться с другими устройствами в электрической сети, такими как активные компенсаторы мощности, смарт-счетчики и устройства управления нагрузкой. Это позволяет создать комплексную систему управления энергопотреблением, которая может оптимизировать работу сети в реальном времени и улучшать ее производительность.
Таким образом, сетевые фильтры в сочетании с смарт-системами обеспечивают эффективное и гибкое решение для поддержания качества энергии в электросетях. Они позволяют быстро реагировать на изменения в сети и обеспечивать надежную и стабильную работу оборудования, что в конечном итоге повышает эффективность и надежность электроэнергетической системы [4].
2. Интеллектуальные системы управления: Использование интеллектуальных систем управления позволяет автоматизировать процессы управления сетевыми фильтрами и активными компенсаторами мощности. Эти системы могут анализировать данные о состоянии сети, определять потребности в компенсации реактивной мощности и фильтрации гармоник, а также принимать соответствующие решения по регулированию параметров работы устройств. Благодаря использованию алгоритмов и искусственного интеллекта, такие системы способны быстро реагировать на изменения в сети и обеспечивать оптимальное функционирование электроэнергетической системы.
Использование сетевых фильтров и активных компенсаторов мощности с интеллектуальными системами управления позволяет эффективно улучшать качество энергии в электросетях, обеспечивая надежную работу оборудования и снижая потери энергии. Эти технологии играют важную роль в современной энергетике, повышая эффективность и экономичность работы электросетей.
Интеллектуальные системы управления контроля электрической энергии (ИСУКЭЭ) представляют собой комплексные решения, разработанные для эффективного управления и контроля электрической энергией в энергосистемах. Эти системы используют передовые технологии информационной обработки, аналитики данных и автоматизации для оптимизации производства, передачи и потребления электроэнергии. Вот основные компоненты и принципы работы интеллектуальных систем управления контроля электрической энергии [1].
Некоторые из ключевых систем и технологий, используемых в ИСУКЭЭ, включают
в себя:
БСЛВЛ-системы (системы контроля и сбора данных о диспетчерском управлении) -используются для мониторинга и управления процессами в энергосистемах. Они собирают данные с датчиков и устройств в реальном времени и предоставляют операторам информацию о состоянии системы.
Системы управления нагрузкой. Эти системы позволяют управлять потреблением электроэнергии в реальном времени. Они могут включать в себя умные счетчики, которые отслеживают и анализируют потребление энергии, а также устройства для удаленного управления нагрузкой, такие как смарт-розетки или умные термостаты.
Системы прогнозирования и аналитики данных - используют алгоритмы машинного обучения и аналитические методы для прогнозирования будущего спроса на энергию и оптимизации работы энергосистемы. Они анализируют большие объемы данных, включая
исторические данные о потреблении энергии, погодные условия и другие факторы, чтобы прогнозировать будущие потребности и оптимизировать работу системы.
Системы автоматизации производства процессов производства электроэнергии, позволяя оптимизировать работу генераторов, турбин и другого оборудования. Они могут включать в себя системы автоматического регулирования, контроля параметров и диагностики оборудования [2].
Системы управления качеством энергии - обеспечивают контроль и управление качеством электрической энергии в сети. Они могут включать в себя фильтры гармоник, компенсаторы реактивной мощности и другие устройства для улучшения стабильности и надежности энергосистемы.
Эти системы работают совместно для обеспечения надежного, эффективного и устойчивого функционирования энергосистемы, а также для оптимизации потребления и производства электроэнергии.
Помимо SCADA (системы контроля и сбора данных о диспетчерском управлении), существует ряд других систем, используемых в управлении и контроле электрической энергии. Вот некоторые из них:
EMS (система управления энергией) - представляет собой высокоуровневую систему, которая управляет и координирует работу различных элементов энергосистемы, включая генерацию, передачу и распределение энергии. EMS обычно включает в себя функциональные блоки для планирования, оптимизации и управления операциями сети.
DMS (система управления дистрибуционной сетью) - предназначена для управления операциями в дистрибуционных сетях, которые доставляют электроэнергию от станций распределения до конечных потребителей. DMS обычно включает в себя функции мониторинга, управления оборудованием и управления нагрузкой в дистрибуционной сети.
ADMS (автоматизированная система управления распределенными ресурсами) -объединяет функции EMS и DMS для управления операциями и ресурсами как в трансмиссионных, так и в дистрибуционных сетях. Эта система позволяет координировать работу различных элементов сети, включая генераторы, подстанции, линии передачи и распределительные устройства.
SCS (система управления счетчиками) - управляет работой умных счетчиков, которые используются для измерения потребления электроэнергии у конечных потребителей. Эти системы обеспечивают сбор данных о потреблении энергии, а также функции удаленного чтения, управления и мониторинга счетчиков.
Системы управления качеством энергии - обеспечивают контроль и управление качеством электрической энергии в сети. Они могут включать в себя фильтры гармоник, компенсаторы реактивной мощности и другие устройства для улучшения стабильности и надежности энергосистемы [3].
Эти системы взаимодействуют между собой и обеспечивают комплексное управление и контроль энергосистемы от производства до потребления.
Заключение: Современные технологии играют ключевую роль в поддержании качества энергии в сетях электроснабжения. Использование сетевых фильтров, активных компенсаторов мощности, технологий управления нагрузкой и смарт-сетей позволяет эффективно справляться с вызовами, связанными с ростом энергопотребления и изменениями в структуре энергосистемы. Будущее энергетики неразрывно связано с
развитием современных технологий, которые обеспечивают надежное, экономичное и экологически устойчивое функционирование энергосистемы.
Взаимодействие и интеграция различных систем управления и контроля электрической энергии позволяют создать комплексное решение для обеспечения эффективной и устойчивой работы энергосистемы от производства до потребления. Это позволяет оптимизировать производство, передачу и потребление электроэнергии, снижать потери энергии и обеспечивать надежное и стабильное энергоснабжение.
Для Республики Узбекистан внедрение современных систем управления и контроля электрической энергии является чрезвычайно актуальным в контексте стремления к модернизации и оптимизации энергетической инфраструктуры. Вот несколько причин:
В целом, современные системы управления и контроля электрической энергии представляют собой важный инструмент для модернизации и улучшения энергетической системы Узбекистана, способствуя устойчивому развитию страны [2].
REFERENCES
1. Амурова, Н. Ю. Моделирование систем дистанционного контроля электроснабжения по средствам сети SMART GRID / Н. Ю. Амурова // Актуальные проблемы науки и образования в современном ВУЗе : сборник трудов IV Международной научно-практической конференции, Стерлитамак, 23-25 мая 2019 года / Отв.ред. А.Л. Галиев. Том II. - Стерлитамак: Башкирский государственный университет, 2019. - С. 26-35. -EDN VXNQZV.
2. Амурова, Н. Ю. Тенденции оценки энергоснабжения в Узбекистане с применением ВИЭ на основе концепции Smart Grid / Н. Ю. Амурова // Высшая школа. - 2017. - № 4. - С. 90-91. - EDN XYEKTT.
3. Амурова, Н. Ю. Моделирование энергосберегающих систем на базе Smart grid / Н. Ю. Амурова // Актуальные проблемы науки и образования в современном ВУЗе : сборник трудов IV Международной научно-практической конференции, Стерлитамак, 23-25 мая 2019 года / Отв.ред. А.Л. Галиев. Том II. - Стерлитамак: Башкирский государственный университет, 2019. - С. 17-26. - EDN ZWMQMA.
4. Borisova Yelena, Amurova Natalya, Kodirov Fazliddin, & Abdullayeva Surayyo (2022). COMPUTERIZED ENVIRONMENTAL MONITORING SYSTEMS. Universum: технические науки, (2-6 (95)), 66-70.
5. Kh, S. I., Amurova, N. Y., Khonturaev, I. M., & Abdumalikov, A. A. (2005). Indicators of reliability and probability of operational condition of sensors of microprocessor and electronic of communication devices. International Journal of Advanced Science and Technology (IJAST). India. ISSN, 4238, 11420-11428.
6. Qodirov, F. M., Abdullayeva, S. M., Borisova Ye, A., & Amurova, N. (2022). Yu. Methodology for Assessing the Consequences of an Earthquake on the Territory of the Location of Economic Facilities. CENTRAL ASIAN JOURNAL OF THEORETICAL AND APPLIED SCIENCES. Special Issue, 142-151.
7. Eshmuradov D., Ergashov B. GENERAL ISSUES OF IMPLEMENTATION OF INTELLECTUAL TRANSPORT SYSTEMS IN THE CITIES OF UZBEKISTAN //Science and innovation. - 2023. - Т. 2. - №. A4. - С. 112-116.
