В условиях роста стоимости электроэнергии для промышленных электропотребителей актуальна проблема энергосберегающих технологий транспортировки и потребления электроэнергии. Экономия электроэнергии на предприятиях зависит от ее эффективного использования в работе отдельных промышленных систем и технологических установок. Такими стандартными системами и установками любых производственных процессов являются системы освещения, электродвигатели технологического оборудования, электронагревательные установки, сварочное оборудование, преобразователи, трансформаторы.
Среди многочисленных способов энергосбережения важное место занимает компенсация реактивной мощности (КРМ). КРМ является самым дешевым и одновременно эффективным средством улучшения технико-экономических показателей электрических систем, которое компенсирует все виды потерь и уменьшает капиталовложения в сетевые объекты. Повышение экономичности средствами КРМ происходит без вмешательства в условия и режим работы электроприемников с помощью включения в систему электроснабжения так называемых компенсирующих устройств (КУ).
Результаты исследований, приведенные в [1], показывают, что при установке КУ в сетях напряжением 0,4 кВ величина токов линии уменьшается, что позволяет увеличить передачу активной мощности на 21 %. При установке источников реактивной мощности (ИРМ) в сетях напряжением 10 кВ величина токов линии также уменьшается, и это позволяет увеличить передачу активной мощности на 8%. Таким образом, компенсация реактивной мощности необходима на всех уровнях напряжения.
Вопросы компенсации реактивной мощности и уровень компенсации нормируются приказом Минпромэнерго РФ от 22.02.2007 № 49 [2]. Этим приказом соотношение потребления активной и реактивной мощностей (tg ϕ) в точке присоединения потребителей электрической сети устанавливается для напряжения 110 кВ на уровне 0,5; для напряжения 6, 20 и 35 кВ – на уровне 0,4; для напряжения 0,4 кВ – на уровне 0,35.
При решении задачи компенсации реактивной мощности в сложных электрических системах встает вопрос максимального снижения затрат. Анализ литературы показывает, что не существует универсального метода, который позволял бы за короткое время найти решение, достаточно близкое к оптимальному. В связи с этим необходимо найти такой подход, который в лучшей степени отвечал бы требованиям, предъявляемым к решению такого рода задач в каждом конкретном случае с учетом их многомерности, мультимодальности и дискретности.