WAYS TO INCREASE THE EFFICIENCY OF REACTIVE POWER COMPENSATION IN THE POWER SUPPLY SYSTEMS OF INDUSTRIAL ENTERPRISE

Keywords: аctive power losses, reactive power compensation, compensation schemes, controllable source of reactive power

Abstract

This article presents the volumes of generation and consumption of electrical energy in Ukraine. Up to 19% of electrical energy is expended during its transmission. The principal consumers of electrical energy are industrial enterprises. For them, increasing energy efficiency and reducing losses of electrical energy in power supply networks are pressing tasks. Compensation of reactive power in the power supply system makes it possible to: ensure the balance of active and reactive power; reduce losses of electrical power; improve power quality indices. Methods of voltage regulation by altering reactive power flows are associated with ensuring its balance within the network.Voltage regulation at the nodes of an enterprise’s distribution network and directly at the terminals of electrical loads is performed by changing the voltage drops in the elements of the electrical network by regulating the flows of reactive power. It is noted that, when compensating reactive power, it is necessary to provide controllable sources of reactive power to adjust the characteristic Q = f(U). At the system nodes, specified ratios between active and reactive power must be maintained. Schemes of reactive power compensation are analysed: capacitor banks without power regulation; capacitor banks with stepwise power regulation; capacitor banks regulated by a thyristor-reactor group – static VAR compensators; static VAR compensators with stepwise controllable capacitance. The advantages and disadvantages of the schemes are noted. A combined scheme of a controllable source of reactive power has been developed. The scheme provides high speed and efficiency of power regulation, and a low content of higher current harmonics. Smooth regulation is achieved by regulating the inductive and capacitive components of reactive power.The main function of the source of reactive power is to regulate voltage in the enterprise’s electrical network, wherein the source generates or consumes reactive power. This makes it possible to obtain standardised power quality indices in the enterprise’s network, to relieve it of the transfer of reactive power, and to reduce active power losses.

References

1. Структура виробництва електроенергії в Україні на початок 2022 року. Українська енергетична біржа. URL: https://www.ueex.com.ua/presscenter/news/osoblivosti-vitchiznyanogvirobnitstva-elektroenergii/ (дата звернення : 05.09.2025).
2. Споживання електроенергії в Україні у 2021 році. Всеукраїнська енергетична асамблея. URL: https://uaea.com.ua/news/pek-news/ee-consumption-12.html (дата звернення: 05.09.2025).
3. Коваленко Л.Р. Підвищення пропускної спроможності електричних мереж шляхом упровадження засобів компенсації реактивної потужності. Розвиток сучасної науки та освіти: реалії, проблеми якості, інновації : матеріали VI Міжнародної науково-практичної Інтернет-конференції, 28–30 травня 2025 р. Запоріжжя : ТДАТУ, 2025. С. 62–68.
4. Пристрій компенсації реактивної потужності в мережі живлення змінного струму: пат. 159344 Україна: МПК H02J 3/18. № u 2024 04840; заявл. 10.10.2024; опубл. 14.05.2025 Бюл. № 20. 3 с.
5. Gayatri M.T.L., Alivelu M. Parimi A.V. Pavan Kumar. A review of reactive power compensation techniques in microgrids. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2018. 81, 1030–1036. DOI: https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.08.006.
6. Аналіз та оптимізація режимів компенсації реактивної потужності в системі електропостачання / В. Ягуп та ін. Східноєвропейський журнал передових технологій. 2019. № 3(8 (99)). С. 13–22. DOI: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.168584.
7. Говоров П.П., Говоров В.П. Компенсація реактивної потужності в системах електропостачання та освітлення міст. Наукові праці ДонНТУ. Серія «Електротехніка і енергетика». 2013. № 1(14). С. 71–76.
8. Лежнюк П.Д., Грицюк Ю.В., Пірняк В.М. Регулювання реактивної потужності й напруги в електричних мережах як допоміжна послуга. Наукові праці Вінницького національного технічного університету. Енергетика та електротехніка. 2012. № 2. С. 1–6.
9. Miron A., Cziker A.C., Ungureanu Ș., Beleiu H.G. and Dărab C.P. Reactive Power Compensation at Industrial Consumers: Romanian Study Case. International Conference and Exposition on Electrical And Power Engineering (EPE). Iasi. Romania. 2022. Р. 101–106. DOI: 10.1109/EPE56121.2022.9959800.
10. ДСТУ EN 50160:2014 – Характеристики напруги електропостачання в електричних мережах загальної призначеності [Чинний від 2014-10-01]. Вид. офіц. Київ : Національний стандарт України, 2014. 27 с.
11. Nanda P., Kumar Panigrahi C., Dasgupta A. Reactive power monitoring and compensation in a distribution network of modern power system. International Journal of Applied Engineering Research. 2017. № 12(22). Р. 12395–12402.
12. Igbinovia O., Ghaeth Fandi, Jan Švec, Zdenek Müller, Josef Tlusty Famous. Comparative Review of Reactive Power Compensation Technologies. 2015 16-th International Scientific Conference on Electric Power Engineering. DOI: 10.1109/EPE.2015.7161066.
13. Ismail B., Abdul Wahab N.I., Othman M.L., Radzi M.A.M., Naidu Vijyakumar K. and Mat Naain M.N. A Comprehensive Review on Optimal Location and Sizing of Reactive Power Compensation Using Hybrid-Based Approaches for Power Loss Reduction, Voltage Stability Improvement, Voltage Profile Enhancement and Loadability Enhancement. IEEE Access. Vol. 8, pp. 222733–222765, 2020. DOI: 10.1109/ACCESS.2020.3043297.
14. Wang L., Lam C.-S. and Wong M.-C. Design of a Thyristor Controlled LC Compensator for Dynamic Reactive Power Compensation in Smart Grid. IEEE Transactions on Smart Grid. Vol. 8, no. 1, pp. 409–417. Jan. 2017. DOI: 10.1109/TSG.2016.2578178.
15. Liu Y.-W., Rau S.-H., Wu C.-J. and Lee W.-J. Improvement of Power Quality by Using Advanced Reactive Power Compensation. IEEE Transactions on Industry Applications. Vol. 54, no. 1, pp. 18–24. Jan.-Feb. 2018. DOI: 10.1109/TIA.2017.2740840.
Published
2025-11-25
How to Cite
Коваленко, О. І., & Коваленко, Л. Р. (2025). WAYS TO INCREASE THE EFFICIENCY OF REACTIVE POWER COMPENSATION IN THE POWER SUPPLY SYSTEMS OF INDUSTRIAL ENTERPRISE. Proceedings of Tavria State Agrotechnological University, 26(3), 19-29. https://doi.org/10.32782/2078-0877-2025-25-3-2
Section
ЕЛЕКТРОЕНЕРГЕТИКА, ЕЛЕКТРОТЕХНІКА ТА ЕЛЕКТРОМЕХАНІКА