Ключевые слова
комбинированная система электроснабжения, многофункциональное фильтрокомпенсирующее устройство, качество электрической энергии

Аннотация
В статье дано описание и обоснование основных проблем, связанных с обеспечением качества электрической энергии в комбинированных системах электроснабжения. Обозначены основные режимы работы комбинированных систем электроснабжения. Приведен обзор основных методов обеспечения качества электрической энергии, включая структурные методы, параметрические методы, использование отдельно подключаемых специализированных устройств. Предложено оценивать уровень качества электрической энергии в комбинированных системах электроснабжения на основе анализа основных путей формирования несинусоидальных с выявлением компонентов результирующего коэффициента мощности. Обоснована эффективность повышения уровня качества электрической энергии в комбинированных системах электроснабжения путем применения многофункциональных фильтрокомпенсирующих устройств на основе нескольких активных преобразователей. Выполнен анализ различных топологий пассивных фильтров на выходе последовательного преобразователя многофункционального фильтрокомпенсирующего устройства, которые по-разному влияют на показатели качества электроэнергии. Выявлена наиболее эффективная топология такого фильтра для применения в комбинированных системах электроснабжения. Предложен обобщенный алгоритм выбора структуры, режимов работы и основных параметров многофункционального фильтрокомпенсирующего устройства с несколькими активными преобразователями.

Authors
Aladin M. E., Saint Petersburg Mining Universit, St.Petersburg, Russia.
Zimin R. Yu., Ph.D., Saint Petersburg Mining Universit, St.Petersburg, Russia.
E-mail: Zimin_RYu@pers.spmi.ru
Sychev Yu. A., Dr, Saint Petersburg Mining Universit, St.Petersburg, Russia.
E-mail: Sychev_YuA@pers.spmi.ru

Keywords
combined power supply system, multifunctional filter compensating device, power quality

Annotation
The article describes and substantiates the main problems associated with ensuring the quality of electrical energy in combined power supply systems. The main operating modes of combined power supply systems are outlined. An overview of the main methods for ensuring the quality of electrical energy is given, including structural methods, parametric methods, and the use of separately connected specialized devices. A method for assessing the level of electrical energy quality in combined power supply systems is proposed based on the analysis of the main paths of non-sinusoidal waveform formation with the identification of the components of the resulting power factor. A method for improving the quality of electrical energy in combined power supply systems is proposed based on the use of multifunctional filter-compensating devices based on several active converters. An analysis of various topologies of passive filters at the output of the series converter of the multifunctional filter-compensating device, which have different effects on the quality indicators of electrical energy, is performed. The most effective topology of such a filter for use in combined power supply systems is identified.

1. Абрамович, Б. Н. Повышение эффективности автономных электротехнических комплексов нефтегазовых предприятий / Б. Н. Абрамович, И. А. Богданов // Записки Горного института.
   — 2021. — Т. 249. — С. 408–416. — DOI: 10.31897/PMI.2021.3.10. EDN: VBNNKN.
2. Семенов, А. С. Повышение энергетической эффективности электротехнического комплекса нефтедобывающего предприятия / А. С. Семенов, С. В. Мишуринских, А. Б. Петроченков //Электротехника. — 2023. — № 11. — С. 29–37. —DOI: 10.53891/00135860_2023_11_29. EDN: CDMPNU.
3. Козярук, А. Е. Повышение энергетической эффективности электромеханической трансмиссии карьерного автосамосвала / А. Е. Козярук, А. М. Камышьян // Записки Горного института. — 2019.
   — Т. 239. — С. 576–582. — DOI: 10.31897/PMI.2019.5.576. EDN: EMLXSO.
4. Жуковский, Ю. Л. Анализ взаимосвязи роста потерь электроэнергии и остаточного ресурса асинхронных двигателей электромеханического оборудования горных предприятий /Ю. Л. Жуковский, Н. А. Королев, П. К. Сусликов // Промышленная энергетика. — 2024. —№ 4. — С. 9–18. — DOI: 10.34831/EP.2024.53. 54.002. EDN: RHLPID.
5. Ляхомский, А. В. Оценка влияния показателей качества электроэнергии на эффективность функционирования электротехнического комплекса угольной шахты / А. В. Ляхомский, С. Н. Решетняк, Е. Н. Кутепова // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). — 2025. — № 6. —С. 168–180. — DOI: 10.25018/0236_1493_202 5_6_0_168. EDN: SDSKWV.
6. Булдыско, А. Д. Комплекс программных сервисов для управления эффективностью эксплуатации электрического привода горно-транс-портного комплекса / А. Д. Булдыско, Ю. Л. Жуковский // Горная промышленность. — 2025. —№ S1. — С. 41–46. — DOI: 10.30686/1609-9192-2025-1S-41-46. EDN: UMCZNK.
7. Зимин, Р. Ю. Применение преобразователей на постоянном и переменном токе в автономных системах электроснабжения на основе ветрогенераторов в условиях арктического шельфа /
   Р. Ю. Зимин, С. Л. Сержан, Д. В. Малеванный // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). — 2024. — № 6. — С. 69–87. — DOI: 10.25018/0236_1493_2024_6_0_69. EDN: IPJXJB.
8. Дмитриев, Б. Ф. Гибридные энергоустановки на базе электрохимических генераторов для морских транспортных средств / Б. Ф. Дмитриев, С. Я. Галушин // Электротехника. — 2025. —№ 1. —
   С. 80–86. — DOI: 10.53891/00135860-2025-1-80-86. EDN: HIQLVT.
9. Назарычев, А. Н. Оценка надежности автономных электростанций электротехнических комплексов газовой отрасли / А. Н. Назарычев, О. С. Мельникова, Д. Д. Манукян, А. Х. Сафиуллин // Надежность и безопасность энергетики. — 2025. — Т. 18. — № 1. — С. 21–30. — DOI: 10.24223/1999-5555-2025-18-1-21-30. EDN: WBSWJL.
10. Устинов, Д. А. Анализ влияния объектов распределенной генерации на системы защиты и режим напряжения: обзор / Д. А. Устинов, А. Р. Айсар // Безопасность труда в промышленности. — 2023. — № 2. — С. 15–20. — DOI: 10.24000/0409-2961-2023-2-15-20. EDN: DEUMCI.
11. Герман-Галкин, С. Г. Аналитическое и модельное исследование гибридной судовой электроэнергетической системы / С. Г. Герман-Галкин, Б. Ф. Дмитриев // Электротехника. —2024. — № 4. — С. 53–62. — DOI: 10.53891/00135860-2024-4-53-62. EDN: TWHXSS.
12. Брилинский, А. С. Определение условий возникновения опасных аварийных возмущений при эксплуатации генераторов большой единичной мощности / А. С. Брилинский, Н. В. Гришин, Л. А. Кощеев, С. В. Смоловик // Известия НТЦ Единой энергетической системы. —2023. — № 1. —
    С. 5–10. — EDN: NTQKRA.
13. Решетняк, С. Н. Декомпозиционный анализ системы электроснабжения угольных шахт для оценки генерации высших гармоник технологическим оборудованием поверхностно-го комплекса /
    С. Н. Решетняк, В. В. Зотов, Д. С. Сучко, С. В. Мустафаев // Уголь. —2025. — № 1. — С. 93–99. — DOI: 10.18796/0041-5790-2025-1-93-99. EDN: AIAINA.
14. Семенов, А. С. Моделирование процессов потребления и распределения электроэнергии в электротехническом комплексе нефтедобываюшего предприятия / А. С. Семенов, А. Б. Петроченков, В. И. Южаков, С. Д. Иванов // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Электротехника, информационные технологии, системы управления. — 2024. — № 50. — С. 82–103. — DOI: 10.15593/2224-9397/2024.2.05. EDN: TBVHXG.
15. Шевырев, Ю. В. Оценка эффективности применения активных фильтров гармоник в распределительных сетях с частотно-регулируе-мыми электроприводами / Ю. В. Шевырев,
    П. С. Крещановский // Промышленная энергетика. — 2024. — № 11. — С. 52–59. — DOI: 10.71759/j1gb-tj18. EDN: DXVRVK.
16. Дюдяков, А. А. Снижение эффективности работы гибридного фильтра в реальных электрических сетях / А. А. Дюдяков, С. А. Янченко // Промышленная энергетика. — 2023. —№ 4. — С. 40–47. — DOI: 10.71759/p7zp-kr04. EDN: UEHYVW.
17. Сычев, Ю. А. Многофункциональные фильтрокомпенсирующие устройства в комбинированных системах электроснабжения предприятий минерально-сырьевого комплекса /Ю. А. Сычев,
    М. Е. Аладьин, Р. Ю. Зимин // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). — 2022. — № 7. — С. 164–179. — DOI: 10.250 18/0236_1493_2022_7_0_164. EDN: MCYQRC.
18. Шевырев, Ю. В. Исследование и разработка методики выбора параметров и регулятора напряжения активного фильтра гармоник /Ю. В. Шевырев, П. С. Крещановский //Промышленная энергетика. — 2025. —№ 1. — С. 24–31. — DOI: 10.71759/ssgm-2b10. EDN: AABEIG.
19. Устинов, Д. А. Разработка нового рабочего алгоритма для повышения эффективности удаленной защиты в сетях распределенной генерации / Д. А. Устинов, А. Р. Айсар //Безопасность труда в промышленности. —2023. — № 5. — С. 20–27. — DOI: 10.24000/0409-2961-2023-5-20-27.
    EDN: EPDDYO.
20. Клюев, Р. В. Системный анализ устойчивости электроэнергетической системы по критерию Гурвица в горных территориях / Р. В. Клюев //Устойчивое развитие горных территорий. —2025. — Т. 17. — № 1(63). — С. 173–182. —DOI: 10.21177/1998-4502-2025-17-1-173-182. EDN: WEQEBL.
21. Денисенко, А. И. Сравнение влияния устройств продольной и поперечной компенсации на предел динамической устойчивости /А. И. Денисенко, Д. О. Михайлов, С. В. Смоловик, В. С. Чудный // Известия НТЦ Единой энергетической системы. — 2022. — № 1. — С. 99–107. — EDN: HDDULM.
22. Плащанский, Л. А. Повышение качества электрической энергии в подземных электрических сетях высокопроизводительных угольных шахт /Л. А. Плащанский, С. Н. Решетняк, М. Ю. Решетняк // Горные науки и технологии. —2022. — Т. 7. — № 1. — С. 66–77. — DOI: 10.17073/2500-0632-2022-1-66-77. EDN: YGKNDP.
23. Вынгра, А. В. Модели устройств повышения качества электроэнергии на основе нейронных сетей / А. В. Вынгра, С. Г. Черный // Робототехника и техническая кибернетика. —2024. — Т. 12. — № 4. — С. 253–260. — DOI: 10.31776/RTCJ.12402. EDN: IKNHWO.
24. Янченко, С. А. Обеспечение электромагнитной совместимости в сетях с частотно-регулируемыми приводами / С. А. Янченко, К. Ф. Шарафеддин, С. А. Цырук // Промышленная энергетика. — 2024. — № 5. — С. 43–49. —DOI: 10.34831/EP.2024.11.35.006. EDN: ASIUIH.
25. Курносов, Р. А. Проблемы, возникающие при эксплуатации частотно-регулируемых погружных электродвигателей, и способы их решения / Р. А. Курносов, В. А. Сериков // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. —2024. — № 4. — С. 9–12. — EDN: ALRUPC.