1. ISTCMTM
  2. Всі випуски
  3. Volume 86, no.4, 2025
  4. МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ ДОПУСТИМОЇ ПОТУЖНОСТІ ГІБРИДНИХ ІНВЕРТОРІВ ДЛЯ РОБОТИ В ІЗОЛЬОВАНИХ СИСТЕМАХ ІЗ ЗНАЧНИМ РІВНЕМ РЕАКТИВУ

МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ ДОПУСТИМОЇ ПОТУЖНОСТІ ГІБРИДНИХ ІНВЕРТОРІВ ДЛЯ РОБОТИ В ІЗОЛЬОВАНИХ СИСТЕМАХ ІЗ ЗНАЧНИМ РІВНЕМ РЕАКТИВУ

ISTCMTM.
2025;
Випуск 86(4), Номер 4
: 64-73
https://doi.org/10.23939/istcmtm2025.04.064
Автори:
  1. Roman Hrytsak
  2. Віталій Цих
1
Ivano-Frankivsk National Technical University of Oil and Gas
2
Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу

У статті представлено удосконалений метод оцінювання якості електроенергії, що генерується
фотоелектричними станціями (ФЕС), з урахуванням впливу навантаження та параметрів силових
перетворювачів. Запропонований підхід ґрунтується на побудові діаграм у координатах активної та реактивної
потужності (P-Q) з виділенням областей допустимих та заборонених режимів роботи за критерієм загального
гармонічного спотворення напруги. Для перевірки методу було проведено серію математичних моделювань у
середовищі MATLAB/Simulink, де реалізовано модель гібридної ФЕС із інвертором, акумуляторною батареєю,
фільтраційними елементами та блоком вимірювання основних показників якості електроенергії (ПЯЕ).
Результати моделювання показали, що форма діаграми допустимих режимів залежить від параметрів LCL-
фільтра та характеру навантаження (резистивного, ємнісного чи індуктивного). Встановлено, що наявні
технічні обмеження інверторів, зазначені виробниками, не завжди дозволяють дотримуватись нормативних
вимог щодо рівня гармонічних спотворень, що підтверджує необхідність вдосконалення алгоритмів керування
та механізмів фільтрації. Проведене порівняння результатів моделювання з даними вимірювань
продемонструвало високу відповідність, що підтверджує коректність запропонованого методу.
Отримані результати мають практичне значення для проєктування та експлуатації мікромереж, де основним
джерелом живлення виступають ФЕС. А запропонований метод може бути використаний як основа для
створення нових або оновлення чинних нормативних документів, які регламентують вимоги до якості
електроенергії в умовах інтеграції відновлюваних джерел енергії.

Фотоелектрична система; гармонічні спотворення; Matlab/Simulink модель; спотворення напруги; фільтрація вищих гармонік; математичне моделювання; метод; якість електроенергії; обмеження потужності; фотоелектростанція; гармоніки.
  1. A. Mohammed, E. K. Sakr, and M. Abo-Adma, "A comprehensive review of advancements and challenges in reactive power planning for microgrids," Energy Informatics, vol. 7, no. 1, p. 63, Aug. 2024. [Online]. Available: https://doi.org/10.1186/s42162-024-00341-3.
  2. R. I. Hrytsak and A. V. Yavorsky, "Problems of Power Quality in Microgrids Based on Hybrid Photovoltaic Systems," Visnyk VPI, no. 4, pp. 22–31, Aug. 2025.
  3. A. A. Zhirnova, V. V. Zhirnov, and S. N. Tkachenko, “The Influence of LED Lighting Sources on the Nature of Power Consumption and Power Quality Indicators,” Energies, vol. 11, no. 6, p. 1479, Jun. 2018, doi: 10.3390/en11061479.
  4. A. S. Lapacheva, A. V. Lebedev, and A. S. Lebedeva, “Research of the Negative Influence of Dimmed LED Lighting on Power Quality Indicators,” Sustainability, vol. 13, no. 17, p. 9753, 2021, doi: 10.3390/su13179753.
  5. I. P. Kaur, M. Aggarwal, and A. L. Sharma, “Effects of Waveform Distortion for Household Appliances on Power Quality,” Journal of Electrical Engineering & Technology, vol. 14, pp. 2137–2147, Sep. 2019, doi: 10.1007/s42835-019-00227-3.
  6. European Committee for Electrotechnical Standardization (CENELEC), "EN 50160:2022 - Voltage characteristics of electricity supplied by public electricity networks," Dec. 2022. [Online]. Available: https://standards.iteh.ai/catalog/ standards/clc/083c552d-f4b8-4373-a5ec-8a27b6c8d37d/en-50160-2022
  7. R. Haghighi, V.-H. Bui, M. Wang, and W. Su, "Survey of reliability challenges and assessment in power grids with high penetration of inverter-based resources," Energies, vol. 17, no. 21, p. 5352, Nov. 2024. [Online]. Available: https://doi.org/10.3390/en17215352.
  8. R. Thiagarajan, A. Nagarajan, P. Hacke, and I. Repins, "Effect of reactive power on photovoltaic inverter relia- bility and lifetime: Preprint," National Renewable Energy Laboratory, Golden, CO, NREL/CP-5D00-73648, Sep. 2019.    [Online]. Available: https://docs.nrel.gov/docs/fy19osti/73648.pdf.
  9. IEC 62109-2:2011, Safety of power converters for use in photovoltaic power systems – Part 2: Particular requirements for inverters. International Electrotechnical Commission, 2011.
  10. EN 50530:2010, Overall efficiency of grid connected photovoltaic inverters. European Committee for Electrotechnical Standardization (CENELEC), 2010.
  11. IEEE Std 1547-2018, IEEE Standard for Interconnection and Interoperability of Distributed Energy Resources with Associated Electric Power Systems Interfaces. IEEE Standards Association, 2018.
  12. IEC 61000-3-2:2018, Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 3-2: Limits – Limits for harmonic current emissions (equipment input current ≤16 A per phase). International Electrotechnical Commission, 2018.
  13. International Electrotechnical Commission (IEC), "IEC 61000-4-30:2015 - Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-30: Testing and measurement techniques - Power quality measurement methods," Feb. 2015. [Online]. Available: https://webstore.iec.ch/en/publication/21844.
  14. European Committee for Electrotechnical Standardization (CENELEC), "EN 50160:2022+A1:2025 - Voltage characteristics of electricity supplied by public electricity networks,"         Jan.         10,           2023.       [Online]. Available: https://standards.iteh.ai/catalog/standards/clc/c8691375- 8082-4c4c-8a5d-01b79af10f85/en-50160-2022-a1-2025.
  15. IEC 61010-2-030:2021, Safety requirements for electrical equipment for measurement, control, and laboratory use – Part 2-030: Particular requirements for testing and measuring circuits. International Electrotechnical Commission, 2021.
  16. S. I. Bielov, Teoriia elektrychnykh kil. Kyiv: Vyshcha shkola, 2009.
  17. B. Singh, S. Singh, A. Chandra, and K. Al-Haddad, "Power quality issues and their mitigation in microgrids: A comprehensive review," IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 56, no. 4, pp. 4012–4029, Jul.-Aug. 2020. [Online]. Available: doi: 10.1109/IICPE.2016.8079543.
  18. Y. Yang, H. Xiao, L. Lu, and F. Blaabjerg, "LCL filter design and control in grid-connected converters: An overview," Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 109, pp. 1–15, Feb. 2019. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.rser.2019.04.043.
  19. D. Graovac, M. Knezović, and D. Žarko, "Harmonic miti- gation challenges in microgrids," Electric Power Systems Research, vol. 195, p. 107155, Mar. 2021. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.epsr.2021.107155.
  20. M. Liserre, F. Blaabjerg, and S. Hansen, "Active power filters and modern control strategies for power quality improvement," IEEE Industrial Electronics Magazine, vol. 12, no. 2, pp. 20–31, Jun. 2018. [Online]. Available: https://doi.org/10.1109/MIE.2018.2813278.
  21. IEEE Standard for Interconnection and Interoperability of Distributed Energy Resources with Associated Electric Power Systems Interfaces, IEEE Std. 1547-2018, Jul. 27, 2018.               [Online]. Available: https://standards.ieee.org/standard/1547-2018.html.