<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">omna</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Омский научный вестник</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Omsk Scientific Bulletin</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1813-8225</issn><issn pub-type="epub">2541-7541</issn><publisher><publisher-name>Омский государственный технический университет</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.25206/1813-8225-2024-190-69-76</article-id><article-id custom-type="edn" pub-id-type="custom">WMLHGW</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">omna-259</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ЭНЕРГЕТИКА И ЭЛЕКТРОТЕХНИКА</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>ENERGY AND ELECTRICAL ENGINEERING</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Метод оптимизации размещения компенсирующих и симметрирующих устройств в электрических сетях низкого напряжения</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>The method for optimizing the placement of compensating and balancing devices in low voltage electrical networks</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Сидорова</surname><given-names>В. Т.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Sidorova</surname><given-names>V. T.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Сидорова Вера Тагировна, кандидат физико-математических наук, доцент, доцент кафедры электромеханики</p><p>AuthorID (SCOPUS): 55036200000</p><p>ResearcherID: E-3970-2014</p><p>г. Йошкар-Ола </p></bio><bio xml:lang="en"><p>Sidorova Vera Tagirovna, Candidate of Physical and Mathematical Sciences, Associate Professor, Associate Professor of Electromechanics Department</p><p>AuthorID (SCOPUS): 55036200000</p><p>ResearcherID: E-3970-2014</p><p>Yoshkar-Ola </p></bio><email xlink:type="simple">veranig@yandex.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Волков</surname><given-names>С. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Volkov</surname><given-names>S. V.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Волков Сергей Владимирович, кандидат технических наук, доцент, декан электроэнергетического факультета</p><p>ResearcherID: F-6987-2014</p><p>г. Йошкар-Ола </p></bio><bio xml:lang="en"><p>Volkov Sergei Vladimirovich, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Dean of Electrical Power Engineering Faculty</p><p>ResearcherID: F-6987-2014</p><p>Yoshkar-Ola </p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Орлов</surname><given-names>А. И.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Orlov</surname><given-names>A. I.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Орлов Александр Игоревич, кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой электромеханики</p><p>AuthorID (SCOPUS): 57196714608</p><p>ResearcherID: F-5126-2014</p><p>г. Йошкар-Ола </p></bio><bio xml:lang="en"><p>Orlov Alexander Igorevich, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Head of Electromechanics Department</p><p>AuthorID (SCOPUS): 57196714608</p><p>ResearcherID: F-5126-2014</p><p>Yoshkar-Ola </p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru">Марийский государственный университет<country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en">Mari State University<country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2024</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>30</day><month>06</month><year>2024</year></pub-date><volume>10</volume><issue>2</issue><fpage>69</fpage><lpage>76</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Сидорова В.Т., Волков С.В., Орлов А.И., 2024</copyright-statement><copyright-year>2024</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Сидорова В.Т., Волков С.В., Орлов А.И.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Sidorova V.T., Volkov S.V., Orlov A.I.</copyright-holder><license license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://onv.omgtu.ru/jour/article/view/259">https://onv.omgtu.ru/jour/article/view/259</self-uri><abstract><p>В работе исследованы особенности оптимизации режимов электрической сети низкого напряжения для энергоэффективной электропередачи. Основными особенностями данных сетей являются высокие значения коэффициента несимметрии напряжения по нулевой последовательности и несоответствие значений напряжений необходимым требованиям. Поэтому в качестве мер улучшения перечисленных параметров сети выбраны симметрирование нагрузок по фазам и компенсация реактивной мощности. Одним из главных факторов эффективного решения данной задачи является определение точек симметрирования нагрузок и компенсации реактивной мощности, а также необходимой мощности используемых устройств. Для решения многокритериальной задачи определения точек подключения устройств проведён анализ существующих целевых функций. В результате предложена целевая функция, включающая в себя приведенные затраты, потери напряжения и коэффициент несимметрии напряжения по нулевой последовательности. При решении задачи оптимизации с помощью предложенной целевой функции значения напряжения и коэффициента несимметрии напряжения по нулевой последовательности в точках присоединения потребителей будут находиться в необходимых пределах. Приводятся результаты исследования оптимизационной функции на примере модельной сети. Расчеты проводились в два этапа: поиск сенсорных узлов, затем их исследование на оптимальность. Все расчеты проведены в среде MATLAB с учетом потерь напряжения и мощности. Согласно полученным результатам, в исследуемой сети потери мощности с использованием предложенной целевой функции могут быть уменьшены до 19 % от исходных потерь и получена значительная экономия финансовых средств.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The paper studies the optimization features of low-voltage electrical network modes for energy-efficient power transmission. The main features of these networks are the high values of the zero-sequence voltage unbalance factor and the mismatch of voltage values with the necessary requirements. Therefore, balancing the loads by phases and reactive power compensation are chosen as measures to improve the listed network parameters. One of the main factors for the effective solution of this problem is the determination of load balancing points and reactive power compensation, as well as the required power of the devices used. To solve the multicriteria problem of determining device connection points, an analysis of existing objective functions is carried out. As a result, a target function is proposed that includes costs, voltage losses, zero-sequence voltage asymmetry coefficient. When solving the optimization problem with the help of the proposed objective function, the voltage values and the voltage asymmetry factor at the consumer connection points will be within the required limits. The results of a study of the optimization function using the example of a model network are presented. The calculations are carried out in two stages: the search for sensor's nodes, then their study for optimality. All calculations are carried out in the MATLAB environment, taking into account voltage losses and power.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>многокритериальная оптимизация</kwd><kwd>симметрирование нагрузок</kwd><kwd>компенсация реактивной мощности</kwd><kwd>несимметрия напряжений</kwd><kwd>качество электроэнергии</kwd><kwd>потери электроэнергии</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>multicriteria optimization</kwd><kwd>load balancing</kwd><kwd>reactive power compensation</kwd><kwd>voltage unbalance</kwd><kwd>power quality</kwd><kwd>power losses</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">ГОСТ 32144-2013. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. Введ. 2014–07–01. Москва: Стандартинформ, 2014. 16 c.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">GOST 32144-2013. Elektricheskaya energiya. Sovmestimost’ tekhnicheskikh sredstv elektromagnitnaya. Normy kachestva elektricheskoy energii v sistemakh elektrosnabzheniya obshchego naznacheniya [Electric energy. Electromagnetic compatibility of technical equipment. Power quality limits in the public power supply systems]. Moscow, 2014. 16 p. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Энергетическая стратегия Российской Федерации на период до 2035 года. URL: https://minenergo.gov.ru/upload/iblock/75c/uwl0o12ve2rp8gyo3lndsy7jdr8e6q25/document_119047.pdf (дата обращения: 14.06.2023).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Energeticheskaya strategiya Rossiyskoy Federatsii na period do 2035 goda [Energy strategy of the Russian Federation for the period until 2035]. URL: https://minenergo.gov.ru/upload/iblock/75c/uwl0o12ve2rp8gyo3lndsy7jdr8e6q25/document_119047.pdf (acсessed: 14.06.2023). (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Орлов В. В., Орлова Э. О. Анализ способов симметрирования напряжения в сетях 0.4/0.23 кВ // Электроэнергия. Передача и распределение. 2020. № 2 (59). С. 56–63. EDN: HCXTRQ.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Orlov V. V., Orlova E. O. Analiz sposobov simmetrirovaniya napryazheniya v setyakh 0.4/0.23 kV [Analysis of voltage symmetry methods in 0.38/0.22 kV networks] // Elektroenergiya. Peredacha i raspredeleniye. Electricity. Transfer and Distribution. 2020. No. 2 (59). P. 56–63. EDN: HCXTRQ. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Кубарьков Ю. П., Кулаев И. С., Алехин Р. А. Оптимизация уровней напряжения в активно-адаптивных сетях с распределённой генерацией // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: технические науки. 2018. № 3 (59). С. 154–164. EDN: YPDAIP.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kubar’kov Yu. P., Kulayev I. S., Alekhin R. A. Optimizatsiya urovney napryazheniya v aktivno-adaptivnykh setyakh s raspredelennoy generatsiyey [Optimization of voltage levels in active-adaptive networks with distributed generation] // Vestnik Samarskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Seriya: tekhnicheskiye nauki. Vestnik of Samara State Technical University. Technical Sciences Series. 2018. No. 3 (59). P. 154– 164. EDN: YPDAIP. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Варганова А. В. О методах оптимизации режимов работы электроэнергетических систем и сетей // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика. 2017. Т. 17, № 3. С. 48–55. DOI: 10.14529/power170309. EDN: ZGQBYH.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Varganova A. V. O metodakh optimizatsii rezhimov raboty elektroenergeticheskikh sistem i setey [About optimization methods of power supply system and network modes] // Vestnik Yuzhno-Ural’skogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Energetika. Bulletin of South Ural State University. Series Power Engineering. 2017. Vol. 17, no. 3. P. 48–55. DOI: 10.14529/power170309. EDN: ZGQBYH. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Толба М. А. Х. Развитие методов оптимизации размещения компенсирующих устройств и возобновляемой распределённой генерации в радиальных электрических сетях: дис. … канд. тех. наук. Москва, 2018. 171 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Tolba M. A. Kh. Razvitiye metodov optimizatsii razmeshcheniya kompensiruyushchikh ustroystv i vozobnovlyayemoy raspredelennoy generatsii v radial’nykh elektricheskikh setyakh [Development of methods for optimizing the placement of compensating devices and renewable distributed generation in radial electric networks]. Мoscow, 2018. 171 p. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Sidorova V. T. Determining Mains Connection Points Charging Stations on RES for Electric Vehicles // 2021 International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM), Sochi, Russia. 2021. P. 85–89. DOI: 10.1109/ICIEAM51226.2021.9446376.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sidorova V. T. Determining Mains Connection Points Charging Stations on RES for Electric Vehicles // 2021 International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM), Sochi, Russia. 2021. P. 85–89. DOI: 10.1109/ICIEAM51226.2021.9446376. (In Engl.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Тульский В. Н., Ванин А. С., Толба М. А. Х. Оптимальное размещение батарей конденсаторов в радиальной распределительной сети // Электричество. 2017. № 6. С. 16–23. DOI: 10.24160/0013-5380-2017-6-16-23. EDN: YQFRCZ.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Tul’skiy V. N., Vanin A. S., Tolba M. A. Kh. Optimal’noye razmeshcheniye batarey kondensatorov v radial’noy raspredelitel’noy seti [Optimal capacitor allocations and sizing in radial distribution networks using a novel hybrid particle swarm optimization algorithm] // Elektrichestvo. Elektrichestvo. 2017. No. 6. P. 16–23. DOI: 10.24160/0013-5380-2017-6-16-23. EDN: YQFRCZ. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Третьяков Е. А. Совершенствование методов управления передачей и распределением электроэнергии в адаптивных системах электроснабжения стационарных потребителей железных дорог: дис. … д-ра техн. наук. Омск, 2021. 403 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Tretyakov E. A. Sovershenstvovaniye metodov upravleniya peredachey i raspredeleniyem elektroenergii v adaptivnykh sistemakh elektrosnabzheniya statsionarnykh potrebiteley zheleznykh dorog [Improving methods for managing the transmission and distribution of electricity in adaptive power supply systems for stationary railway consumers]. Omsk, 2021. 403 p. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Лыкин А. В. Электрические системы и сети. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2017. 363 с. ISBN 978-5-7782-3037-8.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Lykin A. V. Elektricheskiye sistemy i seti [Electrical systems and networks]. Novosibirsk, 2017. 363 p. ISBN 978-5-7782-3037-8. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Abdelaziz A. Y., Ali E. S, Abd-Elazim S. M. Optimal Sizing and Locations of capacitors in radial distribution systems via flower pollination optimization algorithm and power loss index // Engineering Science and Technology an International Journal. 2016. Vol. 19, Issue 1. P. 610–618. DOI: 10.1016/j.jestch.2015.09.002.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Abdelaziz A. Y., Ali E. S., Abd-Elazim S. M. Optimal Sizing and Locations of capacitors in radial distribution systems via flower pollination optimization algorithm and power loss index // Engineering Science and Technology an International Journal. 2016. Vol. 19, Issue 1. P. 610–618. DOI: 10.1016/j.jestch.2015.09.002. (In Engl.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
