В настоящее время проблема обеспечения потребителей электрической энергией высокого качества значительно усложняется по мере расширения использования нелинейных систем с полупроводниковой преобразовательной техникой в промышленных системах электроснабжения (СЭС) [1–3]. Особенно острой данная проблема стала в последнее время в связи с массовым внедрением частотно-регулируемых электроприводов (ЧРП) переменного тока [4–7], генерирующих высшие гармоники, что характерно для предприятий топливно-энергетической комплекса (ТЭК). В результате в узлах электрической нагрузки и на трансформаторных подстанциях некоторых производств (рис. 1) суммарная доля мощности ЧРП достигает, а в некоторых режимах СЭС и превышает 50% от общей мощности нагрузки. Однако системы электроснабжения многих промышленных предприятий ТЭК оказались не готовы к модернизации технологических процессов средствами ЧРП, поскольку стало ухудшаться качество электроэнергии во внутризаводских распределительных сетях, что привело к увеличению количества отказов электрооборудования [8–11].
Вместе с тем, часть потребителей электроэнергии предприятий ТЭК (вентиляторы приточно-вытяжных систем взрывоопасных технологических установок, системы управления и аварийного освещения, светоограждение дымовых труб, питательные насосы котлов, противопожарные насосы и насосов системы водооборота и др.), относится к особой группе I категории с жесткими требованиями по надежности, для которой необходим третий автономный источник питания.
Ситуация усугубляется тем, что внедрение ЧРП и другого полупроводникового оборудования осуществляется на действующих производствах, в отсутствии системной методологической базы, позволяющей контролировать выполнение условий электромагнитной совместимости преобразовательной техники в многомашинных электротехнических системах [12–16]. Основной действующий отечественный государственный стандарт в области электромагнитной совместимости и норм качества электрической энергии ГОСТ 32144-2013 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения» в первую очередь ориентирован на задачи, решаемые при взаимоотношениях поставщиков и потребителей электрической энергии. Ряд других отечественных стандартов (например, ГОСТ 29037-91, ГОСТ 30804.3.12-2013, ГОСТ 30804.3.2-2013, ГОСТ Р 50034-92 и ГОСТ Р 51317.3.4-2006 и т. д.) регламентируют вопросы, в первую очередь относящиеся к производителям преобразовательной техники и частотно-регулируемых приводов. Системные вопросы электромагнитной совместимости промышленных СЭС требуют дальнейшей методической проработки и являются актуальными и для надежного электроснабжения ответственных производств.