Крупенёва Яна Игоревна, инженер 1 категории сектора проектирования, Служба релейной защиты и автоматики; аспирант
664043, г. Иркутск, бул. Рябикова, 67
664033, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 130
Yana I. Krupeneva, First Category Engineer of the Design Sector, Relay Protection and Automation Service; Postgraduate Student
67, Ryabikov Blvd., Irkutsk 664043
130, Lermontov St., Irkutsk 664033
664033, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 130
664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83
Evgeniy V. Boloev, Cand. Sci. (Eng.), Senior Researcher; Associate Professor of the Department of Electric Stations
130, Lermontov St., Irkutsk 664033
83, Lermontov St., Irkutsk 664074
Голуб Ирина Ивановна, доктор технических наук, профессор, ведущий научный сотрудник; заведующий кафедрой электроэнергетических систем
664033, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 130
664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83
Irina I. Golub, Dr. Sci. (Eng.), Professor, Leading Researcher; Head of the Department of Energy Systems
130, Lermontov St., Irkutsk 664033
83, Lermontov St., Irkutsk 664074
Цель – определение способов вычисления потерь энергии в трехфазной четырехпроводной распределительной сети низкого напряжения с использованием измерений балансового интеллектуального счетчика и интеллектуальных счетчиков потребителей, и установление факторов, влияющих на потери, а также разнесение потерь между отдельными проводами сети, нагрузками и потребителями. Анализируется три способа расчета потерь для текущего среза измерений. В первом способе потери определяются как разность поступающей в сеть мощности и мощности суммарного потребления, во втором расчет потерь производится методом адресности. В третьем способе, для которого помимо информации об измерениях требуется знание топологии и параметров элементов схемы сети, потери определяются по результатам метода оценивания состояния. Предложен алгоритм перехода от четырехпроводного моделирования распределительной сети к трехпроводному, заключающийся в разнесении потерь мощности в нейтральном проводе между фазными проводами. Показано, что в сети с несбалансированными нагрузками фаз причиной отрицательных потерь является наличие в узлах наименее загруженной фазы более высоких напряжений, чем напряжение в узле питания. Установлено, что причиной более высоких потерь в фазах с минимальной нагрузкой является неравномерность распределения нагрузок в фазах. Кроме того, установлено, что значения потерь, полученных методом адресности, т.е. непосредственно по измерениям интеллектуальных счетчиков, ближе к потерям по показаниям балансового счетчика и счетчиков потребителей по сравнению с потерями, найденными по результатам оценивания состояния режима сети. Рассмотренные методы расчета и разнесения потерь проиллюстрированы на примере реальной распределительной сети, оснащенной интеллектуальными счетчиками, приведены примеры разнесения суммарных потерь мощности между фазными проводами и нейтральным проводом, только между фазными проводами, между суммарными нагрузками в узлах фаз и отдельными потребителями в фазах.
The goal is to determine methods for calculating power losses in a three-phase four-wire low voltage distribution network using measurements of a balance smart meter and consumer smart meters, and to establish the factors influencing the power losses and their allocation among individual network wires, loads, and consumers. The study involved examining three methods for determining power losses for current measurement snapshot. The first method suggests calculating losses as the difference between the power supplied to the network and the total power consumed. The second method calculates power losses using the contribution method. The third method, which in addition to measurement information requires knowledge of the topology and parameters of the network components, determines power losses based on the results of the state estimation method. The research proposes an algorithm for transition from a four-wire distribution network modeling to a three-wire one. The algorithm allocates power losses of the neutral wire among the phase wires. The findings indicate that the negative losses in the network with unbalanced phase loads are caused by the presence at the nodes of the least loaded phase of higher voltage than the voltage at the power supply node. The reason for higher losses in phases with minimal load is the uneven allocation of loads in the phases. In addition, the study reveals that the power loss values obtained by the contribution method, i.e. directly from the measurements of smart meters, are closer to the losses determined from the readings of the balance meter and consumer meters, compared to the losses found from the state estimation results. The considered methods for calculation and allocation of power losses are illustrated by an example of a real-world distribution network equipped with smart meters. The paper demonstrates the examples of allocating total power losses between phase wires and a neutral wire, among phase wires only, and between total loads at phase nodes and individual consumers in phases.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.