Проблеми якості електроенергії при впровадженні фотоелектричних станцій в мережі 0,4 кВ
DOI:
https://doi.org/10.31498/2225-6733.51.2025.344730Ключові слова:
якість електричної енергії, фотоелектричні станції, розподілена генерація, мережі 0,4 кВ, гармонічні спотворення, підвищення напруги, смарт-інвертори, активні фільтри, Smart GridАнотація
Сучасний розвиток енергетики характеризується активною інтеграцією фотоелектричних станцій (ФЕС), особливо малих і середніх, у розподільчі мережі низької напруги 0,4 кВ. Цей процес відповідає світовим тенденціям і сприяє підвищенню енергетичної стійкості України, зменшенню втрат електроенергії та підвищенню енергоефективності. Однак зростання частки ФЕС створює низку критичних викликів для забезпечення належного рівня показників якості електроенергії (ПЯЕ) в мережах 0,4 кВ. Аналіз літературних джерел та практичних досліджень показав, що основними проблемами, які виникають при підключенні ФЕС, є підвищення напруги та її флуктуації при змінній інсоляції, а також гармонічні спотворення. Зокрема, дослідження демонструють, що при проникненні ФЕС до 50% загальний коефіцієнт гармонік (THD) може перевищувати нормативні межі. Додатково виникають проблеми несиметрії напруги через нерівномірне підключення однофазних інверторів і реверсивні потоки потужності. Ці явища негативно впливають на надійність роботи мережі та експлуатацію електрообладнання. Для нівелювання цих технічних проблем та забезпечення надійної роботи системи рекомендовано впровадження комплексних рішень, що включають інвертори з функціями керування напругою та реактивною потужністю (смарт-інвертори), які можуть підтримувати напругу в допустимих межах. Ключовим заходом для боротьби з гармоніками є використання активних фільтрів, таких як розподільчі статичні компенсатори (DSTATCOM), інтегровані з накопичувачами енергії (BESS). Ефективними також є організаційні заходи, такі як балансування навантажень по фазах та оптимізація точок підключення джерел генерації. Впровадження цих технологій разом із модернізацією мережевого обладнання та розбудовою інтелектуальних систем управління (Smart Grid) є необхідною умовою для підвищення операційної надійності енергосистеми в умовах зростаючої децентралізації
Посилання
Державне агентство з енергоефективності та енергозбереження України. Інформаційні матеріали. URL: https://old.saee.gov.ua/uk/content/informatsiyni-materialy (дата звернення: 15.05.2025).
Ігнатьєв С. За перше півріччя 2025 року енергосистема додала 1 ГВт розподіленої генерації. Український інститут майбутнього (UIF). 2025. URL: https://uifuture.org/publications/energosystema-1-gvt/ (дата звернення: 15.05.2025).
Prospects for the integration of distributed energy sources into the Ukrainian power grid / I. Hrytsiuk et al. Machinery & Energetics. 2025. Vol. 16. Pp. 130-145. DOI: https://doi.org/10.31548/machinery/1.2025.130.
The impact of meteorological data on the accuracy of solar electricity generation forecasting using neural networks / Sayenko Y., Pawelek R., Baranenko T., Liubartsev V. Energies. 2025. Vol 18(9). Article 2309. DOI: https://doi.org/10.3390/en18092309.
Sayenko Y., Baranenko T., Liubartsev V. Forecasting of electricity generation by solar panels using neural networks with incomplete initial data. 2020 IEEE 4th International Conference on Intelligent Energy and Power Systems (IEPS), Istanbul, Turkey, 07-11 September 2020. Pp. 140–143. DOI: https://doi.org/10.1109/IEPS51250.2020.9263085.
Sharew E. A., Kefale H. A., Werkie Y. G. Power quality and performance analysis of grid-connected solar PV system based on recent grid integration requirements. International Journal of Photoenergy. 2021. Vol. 16(1). Pp. 1-14. DOI: https://doi.org/10.1155/2021/4281768.
Причини підвищення напруги у вузлі підключення ФЕС до розподільної мережі та інверторне регулювання напруги / Гаєвський О. Ю., Гаєвська Г. М., Бодняк В. В., Коновалов М. О. Відновлювана енергетика. 2022. Вип. 1(68). С. 27-36. DOI: https://doi.org/10.36296/1819-8058.2022.1(68).27-36.
Zhao B., Wang C., Zhang X. Grid‐integrated and standalone photovoltaic distributed generation systems: Analysis, Design, and Control. 2017. 344 p. DOI: https://doi.org/10.1002/9781119187349.
Сенько В. І., Трубіцин К. В., Чибеліс В. І. Інвертори і перетворювачі частоти : монографія. Київ : Видавництво Ліра-К, 2020. 300 с.
Лежнюк П., Комар В., Сікорська О. Розосереджене генерування в задачах підвищення енергоефективності розподільних електричних мереж : монографія. Вінниця : ВНТУ, 2023. 195 с.
Harmonic mitigation and power quality improvement in utility grid with solar energy penetration using distribution static compensator / O. P. Mahela et al. IET Power Electron. 2021. Vol. 14 (5). Pp. 912-922. DOI: https://doi.org/10.1049/pel2.12074.
Standardization of power quality indicators and the causes of their deviations from established norms / V. Kovalenko et al. Системні технології. 2025. Vol. 1(156). Pp. 177-189. DOI: https://doi.org/10.34185/1562-9945-1-156-2025-20.
Яндульський О.С., Труніна Г.О., Нестерко А. Б. Регулювання напруги в розподільних електричних мережах з відновлюваними джерелами енергії. Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023. 184 с.
Лежнюк П., Рубаненко О., Гунько І. Вплив сонячних електричних станцій на напругу споживачів 0,4 кВ. Енергетика: економіка, технології, екологія. 2015. Вип. 3. С. 7-13.
Гребченко М. В., Єрьоменко Є. В. Швидкодіючий адаптивний захист від коротких замикань в електричних мережах microgrid з розподіленою генерацією. Технічна електродинаміка. 2021. Вип. 1. С. 57-60. DOI: https://doi.org/10.15407/techned2021.01.057.
Сабарно Л., Кошман В., Севастюк І. Модель універсальної адаптивної системи релейного захисту для мереж з розподіленою генерацією. Вісник Харківського національного технічного університету сільського господарства. Проблеми енергозабезпечення та енергозбереження в АПК України. 2019. Вип. 204. С. 32-34
Визначення оптимальної точки приєднання сонячної електростанції до мережі методом комп’ютерного моделювання / Плєшков П., Зінзура В., Плєшков С., Солдатенко В. Центральноукраїнський науковий вісник. Технічні науки. 2023. Вип. 8(39) С. 48-57. DOI: https://doi.org/10.32515/2664-262X.2023.8(39).2.48-57.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Журнал "Вісник Приазовського державного технічного університету. Серія: Технічні науки" видається під ліцензією СС-BY (Ліцензія «Із зазначенням авторства»).
Дана ліцензія дозволяє поширювати, редагувати, поправляти і брати твір за основу для похідних навіть на комерційній основі із зазначенням авторства. Це найзручніша з усіх пропонованих ліцензій. Рекомендується для максимального поширення і використання неліцензійних матеріалів.
Автори, які публікуються в цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи в цьому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди, які стосуються неексклюзивного поширення роботи в тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи в цьому журналі.
