Research on accuracy of electrical energy measurement in microgrid for mine dewatering

The object of the study is the current transformers of the electricity metering unit as part of the microgrid for mine dewatering, which includes a photovoltaic station. The need to pump mine waters is caused by the danger of flooding large areas. The introduction of a photovoltaic station to power underground pumps reduces electricity consumption from the central power grid. At the same time, it changes the operating conditions of the metering unit. There is a need to measure both the currents of the pumps in the absence of solar generation, as well as relatively small current flows in the case of commensurate capacities generated and consumed within the microgrid. A feature of electromagnetic current transformers is a decrease in the accuracy of operation if the primary current is several percent of the rated value. Based on the analysis of variance of the experimental data, it was established that there is a statistically significant connection between the secondary and primary currents of the measuring transformer at insignificant values of the primary current. Estimates of the values of the linear regression parameters that link the secondary and primary currents were determined. It was established that in the range of the transformer primary current from 0.22 % to 1.4 %, the current error reaches a value of 6.7 %. Taking into account the resulting dependence in the software of the electricity metering unit will make it possible to increase the accuracy of energy metering. Accordingly, the accuracy of financial calculations will be increase

Оптимальне керування взаємовпливом електричних мереж для зменшення втрат електроенергії в них

The subject of the research comprise the methods, aimed at determination of additional losses of active power, caused by forced displacement of transit transfers from high voltage (HV) into low voltage (LV) grids, which contain besides the transformers with tap-changing under load, also cross-transformers (CT).The research for the first time performs the analysis of the impact of CT location and its angle on the losses of active power in the branches of LV grid and on general system losses, that takes into consideration the change of additional losses of active power at the expense of forced displacement of transit transfers from LV grids into HV grids and vice versa. The paper contains the algorithms and explanation of their operation, that enables to determine optimal branch and CT angle, as well as, in case of their implementation, allow to decrease power losses. Results of research, considered in the paper are used in power industry, namely for calculation of normal modes and optimal parameters of control impacts vectors in order to degrease active power losses in electric grids.The results obtained in the process of the research prove that application of CT with optimal phase angle in the branch, defined by the suggested method of CT determination of CT optimal place location allows to decrease, both losses of active power in LV grids and general system losses, the degree of mutual and transit power transfers impact on the level of active electric energy losses changes depending on autotransformers transformation ratios, value of CT phase-shifting angle, circuit parameters and electric grid loading mode; studies of additional losses of active power change, caused by the displacement of transit transfers of power from HV grids into LV grids shows that sometimes: uncoordinated usage of regulating devices of the transformers in HV and LV grids leads to growth of these additional power losses; usage of transformers tap-changing under load does not allow to decrease maximally losses of active power, greater decrease of these losses can be achieved by optimal usage of СT.Рассмотрено математические модели и алгоритмы определения потерь электроэнергии в неоднородных электрических сетях, вызванных их взаимовлиянием. Показан способ уменьшения этих потерь с помощью линейных регуляторов, которые установленные в электрических сетях низшего напряжения. Предложено метод определения оптимального места установки этих устройств.Розглянуто математичні моделі й алгоритми визначення втрат електроенергії в неоднорідних електричних мережах, викликаних їх взаємовпливом. Показано спосіб зменшення цих втрат за допомогою лінійних регуляторів, встановлених в мережі нижчої напруги. Запропоновано метод визначення оптимального місця встановлення цих пристроїв

Оптимальне керування взаємовпливом електричних мереж для зменшення втрат електроенергії в них

The subject of the research comprise the methods, aimed at determination of additional losses of active power, caused by forced displacement of transit transfers from high voltage (HV) into low voltage (LV) grids, which contain besides the transformers with tap-changing under load, also cross-transformers (CT).The research for the first time performs the analysis of the impact of CT location and its angle on the losses of active power in the branches of LV grid and on general system losses, that takes into consideration the change of additional losses of active power at the expense of forced displacement of transit transfers from LV grids into HV grids and vice versa. The paper contains the algorithms and explanation of their operation, that enables to determine optimal branch and CT angle, as well as, in case of their implementation, allow to decrease power losses. Results of research, considered in the paper are used in power industry, namely for calculation of normal modes and optimal parameters of control impacts vectors in order to degrease active power losses in electric grids.The results obtained in the process of the research prove that application of CT with optimal phase angle in the branch, defined by the suggested method of CT determination of CT optimal place location allows to decrease, both losses of active power in LV grids and general system losses, the degree of mutual and transit power transfers impact on the level of active electric energy losses changes depending on autotransformers transformation ratios, value of CT phase-shifting angle, circuit parameters and electric grid loading mode; studies of additional losses of active power change, caused by the displacement of transit transfers of power from HV grids into LV grids shows that sometimes: uncoordinated usage of regulating devices of the transformers in HV and LV grids leads to growth of these additional power losses; usage of transformers tap-changing under load does not allow to decrease maximally losses of active power, greater decrease of these losses can be achieved by optimal usage of СT.Рассмотрено математические модели и алгоритмы определения потерь электроэнергии в неоднородных электрических сетях, вызванных их взаимовлиянием. Показан способ уменьшения этих потерь с помощью линейных регуляторов, которые установленные в электрических сетях низшего напряжения. Предложено метод определения оптимального места установки этих устройств.Розглянуто математичні моделі й алгоритми визначення втрат електроенергії в неоднорідних електричних мережах, викликаних їх взаємовпливом. Показано спосіб зменшення цих втрат за допомогою лінійних регуляторів, встановлених в мережі нижчої напруги. Запропоновано метод визначення оптимального місця встановлення цих пристроїв

Optimal Control of Mutual Impact of Electric Grids for the Reduction of Their Electric Energy Losses

The subject of the research comprise the methods, aimed at determination of additional losses of active power, caused by forced displacement of transit transfers from high voltage (HV) into low voltage (LV) grids, which contain besides the transformers with tap-changing under load, also cross-transformers (CT).The research for the first time performs the analysis of the impact of CT location and its angle on the losses of active power in the branches of LV grid and on general system losses, that takes into consideration the change of additional losses of active power at the expense of forced displacement of transit transfers from LV grids into HV grids and vice versa. The paper contains the algorithms and explanation of their operation, that enables to determine optimal branch and CT angle, as well as, in case of their implementation, allow to decrease power losses. Results of research, considered in the paper are used in power industry, namely for calculation of normal modes and optimal parameters of control impacts vectors in order to degrease active power losses in electric grids.The results obtained in the process of the research prove that application of CT with optimal phase angle in the branch, defined by the suggested method of CT determination of CT optimal place location allows to decrease, both losses of active power in LV grids and general system losses, the degree of mutual and transit power transfers impact on the level of active electric energy losses changes depending on autotransformers transformation ratios, value of CT phase-shifting angle, circuit parameters and electric grid loading mode; studies of additional losses of active power change, caused by the displacement of transit transfers of power from HV grids into LV grids shows that sometimes: uncoordinated usage of regulating devices of the transformers in HV and LV grids leads to growth of these additional power losses; usage of transformers tap-changing under load does not allow to decrease maximally losses of active power, greater decrease of these losses can be achieved by optimal usage of СT

Method for compensation of mutual influence of heterogeneous electric network

Спосіб компенсації взаємовпливу неоднорідних електричних мереж полягає в вимірюванні величини напруги в контрольованих вузлах електричної мережі, визначенні транзитних та загальносистемних втрат електричної потужності в лініях електропередач в електричних мережах, визначенні величини зрівнювальної електрорушійної сили, вибиранні параметрів встановлювального крос-трансформатора, визначенні чутливості параметрів режиму роботи системи до зміни вузлових потужностей. Визначають узагальнений показник неоднорідності усієї електроенергетичної системи, встановлюють реальний вплив крос-трансформатора на сумарні втрати потужності в електроенергетичній системі і втрати від транзитних перетікань, змінюють поточні параметри встановлених крос-трансформаторів на оптимальні.Способ компенсации взаимовлияния неоднородных электрических сетей заключается в измерении величины напряжения в контролируемых узлах электрической сети, определении транзитных и общесистемных потерь электрической мощности в линиях электропередач в электрических сетях, определении величины выравнивающей электродвижущей силы, выборе параметров установочного кросс-трансформатора, определении чувствительности параметров режима работы системы до изменения узловых мощностей. Определяют обобщенный показатель неоднородности всей электроэнергетической системы, устанавливают реальное влияние кросс-трансформатора на суммарные потери мощности в электроэнергетической системе и потери от транзитных перетеканий, изменяют текущие параметры установленных кросс-трансформаторов на оптимальные.A method for compensation of mutual influence of heterogeneous electric networks consists in measuring voltage in electric network control points, determination of transit and total-system losses of electric power in electric networks of the power transmission lines, determination of compensating electromotive intensity, selection of parameters of a cross-transformer adjustment, determination of parameters sensitivity of the system mode prior to change of nodal power. A heterogeneous composite index of the electrical power system is determined; actual influence of the cross-transformer on total power loses in the electric power system and transit overflow losses are defined, and the current parameters of installed cross-transformers are changed to the optimal ones

Method for compensation of mutual influence of inhomogeneous electric networks

Спосіб компенсації взаємовпливу неоднорідних електричних мереж полягає в вимірюванні величини напруги в контрольованих вузлах електричної мережі, визначенні транзитних та загальносистемних втрат електричної потужності в лініях електропередач в електричних мережах, визначенні величини зрівнювальної електрорушійної сили, вибиранні параметрів встановлювального крос-трансформатора, визначенні чутливості параметрів режиму роботи системи до зміни навантаження. Згідно зі способом, спочатку визначають узагальнений показник неоднорідності усієї електроенергетичної системи, чутливість узагальненого показника неоднорідності до місця установки крос-трансформатора, визначають місце установки крос-трансформатора, встановлюють крос-трансформатор, визначають зону нечутливості потужностей у вузлах, визначають зону нечутливості коефіцієнтів розподілу втрат потужності у гілках схеми, визначають оптимальне комплексне значення зрівнювальної електрорушійної сили на шинах контрольованої підстанції, виконують контрольний розрахунок узагальненого показника неоднорідності, встановлюють реальний вплив крос-трансформатора на сумарні втрати потужності в електроенергетичній системі і втрати від транзитних перетікань.Способ компенсации взаимовлияния неоднородных электрических сетей заключается в измерении величины напряжения в контролируемых узлах электрической сети, определении транзитных и общесистемных потерь электрической мощности в линиях электропередач в электрических сетях, определении величины выравнивающей электродвижущей силы, выборе параметров устанавливаемого кросс-трансформатора определении чувствительности параметров режима работы системы к изменению нагрузки. Согласно способу, сначала определяют обобщенный показатель неоднородности всей электроэнергетической системы, чувствительность обобщенного показателя неоднородности к месту установки кроссового трансформатора, определяют место установки кросс-трансформатора, устанавливают кросс-трансформатор, определяют зону нечувствительности мощностей в узлах, определяют зону нечувствительности коэффициентов распределения потерь мощности в ветвях схемы, определяют оптимальное комплексное значение выравнивающей электродвижущей силы на шинах контролируемой подстанции, выполняют контрольный расчет обобщенного показателя неоднородности, устанавливают реальное влияние кроссового трансформатора на суммарные потери мощности в электроэнергетической системе и потери от транзитных перетоков.A method for compensation of mutual influence of inhomogeneous electric networks comprises measurement of voltage in electric network controlled nodes, determination of transient and system-wide losses of electric power in power transmission lines, determination of compensating electromotive force; selection of parameters of a cross-transformer being mounted, determination of system mode parameters to load changing. According to the method a complex inhomogeneous factor is determined; also sensitivity of complex inhomogeneous factor to a mounting point, a point for transformer mounting are determined, the cross-transformer is installed. One determines capacities neutral zone in nodes, a neutral zone of power losses distribution coefficients in the circuit branches, complex value of compensating electromotive force at buses of controlled substation are determined, checking calculation of complex inhomogeneous factor, real influence of the cross transformer to total power losses in electric system and losses caused by transit flows are determined