Перспективы снижения затрат на электроэнергию у потребителя могут быть решены только благодаря одновременным превентивным мерам с двух сторон. С одной стороны, предлагаются новые решения по совершенствованию учета потребления электроэнергии при имеющемся спектральном составе напряжений и токов [1–4]. С другой стороны, применение устройств, подавляющих высшие гармоники и компенсирующие реактивную мощность с использованием распределительных устройств (РУ) в трансформаторных подстанциях (КТП) (рис. 1), что интегрально приводит к уменьшению энергопотребления [5–8].
К устройствам, предназначенным к снижению уровня несинусоидальности, традиционно относят пассивные и активные фильтрокомпенсирующие устройства (ФКУ) [9–12], рассчитанные на различные уровни напряжения. В сетях среднего напряжения широкое распространение получили устройства СТАТКОМ (статические компенсаторы), которые могут выполнять несколько функций одновременно:
• снижать уровень искажений;
• регулировать уровень реактивной мощности;
• поддерживать заданный уровень напряжения, компенсируя его провалы.
Независимо от выбранного предприятием типа ФКУ (СТАТКОМ или силовой активный фильтр), для его работы необходимо определить:
• спектральный состав искаженного напряжения/тока для выявления гармоник, подлежащих подавлению;
• требуемую реактивную мощность, необходимую для компенсации реактивной мощности.
Для корректной работы силовых ФКУ на предприятиях среднего уровня напряжения (6–10 кВ) необходимо не только определить спектральный состав напряжения, но и обеспечить минимальную инерционность в системе управления фильтром. Это может быть достигнуто с помощью модификаций метода преобразования Фурье, которые позволяют быстрее определить гармонический состав напряжения/тока системы. При определении суммарного коэффициента искажения по напряжению необходимо учитывать модуль полного сопротивления системы, соотношение его составляющих (активной и реактивной) и закладывать математический аппарат расчета мощности под соответствующие характеристики сети [13–16].