Розробка системи балансування фаз в трифазній електромережі

Abstract

У роботі розглянуто проблему дисбалансу фаз в трифазних низьковольтних електричних мережах, що виникає через нерівномірний розподіл однофазних споживачів, роботу нелінійного обладнання та інтеграцію розосереджених джерел енергії. Об’єкт дослідження – процеси електропостачання в трифазних електричних мережах. Предмет дослідження – процес автоматизованого балансування фаз у трифазній низьковольтній електромережі. Для вирішення проблеми дисбалансу фаз запропоновано систему автоматизованого балансування фаз на основі нечіткого логічного контролера, який використовує два вхідні параметри – абсолютну різницю струмів між фазами та відносний коефіцієнт незбалансованості – для прийняття рішень про дискретне перемикання одиничних електроприймачів між фазами. Досліджено два варіанти реалізації нечіткого логічного контролера – з трикутними та гауссовими функціями приналежності. На основі 1000 симуляцій у середовищі MATLAB проведено комплексний аналіз ефективності, збіжності та якості балансування. Результати показали, що обидва підходи забезпечують високу стабільність і точність: понад 75% симуляцій завершуються з коефіцієнтом незбалансованості не більше 0,016 та різницею струмів не більше 1,5 А. При цьому система з трикутними функціями приналежності демонструє трохи кращу швидкість, тоді як гауссові функції дають дещо вищу концентрацію результатів у найточнішому діапазоні. Запропонована система придатна для інтеграції в інтелектуальні системи управління електромережами (Smart Grid).