Разработка методики расчёта установившихся режимов электрических сетей наружного освещения с учётом нелинейных характеристик светодиодных светильников

На правах рукописи

ГУЖОВ СЕРГЕЙ ВАДИМОВИЧ

Разработка методики расчёта установившихся режимов ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ НАРУЖНОГО освещения с учётом нелинейных характеристик светодиодных светильников

Специальность 05.09.03 – Электротехнические комплексы и системы

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва - 2009

Работа выполнена в Московском государственном университете на кафедре Электроснабжения промышленных предприятий.

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент

Галина Ростиславовна Титова

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

Ершов Михаил Сергеевич

кандидат технических наук,

Зиборов Борис Николаевич

Ведущая организация: ОАО «ВНИПИнефть» г. Москва

Защита диссертации состоится «_18 »_июня__200_9_года в _14_час. _00_мин. в аудитории М-611 на заседании диссертационного совета Д 212.157.02. при Московском энергетическом институте (техническом университете) по адресу: 111250, г. Москва, ул. Красноказарменная, д.13.

Отзыв на автореферат (в двух экземплярах, заверенных печатью) просим направлять по адресу: 111250, г. Москва, ул. Красноказарменная, д.14, Ученый Совет МЭИ (ТУ).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МЭИ (ТУ).

Автореферат разослан «____» __мая__ 200_9_г.

Ученый секретарь

диссертационного Совета Д 212.157.02.

кандидат технических наук, доцент Цырук С.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Актуальность работы.

Внедрение полупроводниковых технологий в светотехнику развитием новых светодиодных источников света (ИС) с нелинейными вольтамперными характеристиками электронной пускорегулирующей аппаратуры (ЭПРА). Проблема качества электроэнергии обусловлена возрастающим влиянием высших гармонических составляющих тока на работу систем электроснабжения потребителя.

Для электрических сетей наружного освещения (ЭСНО) отсутствует нормативная база, регламентирующая требования проектирования и эксплуатации светодиодных светильников (СДС), однако существуют нормированные нормально и предельно допускаемые значения коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения в точке присоединения УОС 0,4 кВ, которые составляют 8,0% и 12,0% соответственно. Коэффициент n-ой гармонической составляющей напряжения для сетей 0,4 кВ нормируется для каждой гармоники (ГОСТом установлены нормы до 40-ой гармоники включительно). Присутствие высших гармоник тока в УОС 0,4 кВ приводят к резким скачкам напряжения в узлах нагрузки выше допустимого значения, выходу из строя технологического оборудования, дополнительной загрузке сетей, укоренному старению оборудования, увеличению погрешности измерения приборов учёта электроэнергии, нарушению законодательства РФ в области соблюдения потребителем показателей качества электроэнергии в точке присоединения.

В настоящее время данной проблеме посвящено множество публикаций и разработок, направленных на снижение гармонических составляющих тока в существующих сетях 0,4 кВ, эксплуатирующих разрядные ИС. Большой вклад в решение этих проблем внесли учёные: Железко Ю.С., Курбацкий В.Г., Кучумов Л.А., Смирнов С.С., Бердин А.С., Жежеленко И.В. и др. Вместе с тем, достаточно полного комплексного подхода к решению вопроса прогнозирования показателей качества электроэнергии (КЭЭ) для УОС, укомплектованных светодиодными ИС, пока нет.

Проведённый анализ показал, что для оценки эффективности капиталовложений при выборе мер по компенсации высших гармоник тока в настоящее время существует ряд методик, опирающиеся на принятие некоторых допущений, искажающих результаты расчётов. Расчёт, проведённый для двенадцати линий наружного освещения, принадлежащих ООО «Орехово-Зуевская электросеть», для ИС типа ДНаТ-100 без учёта нелинейности нагрузки показал несоответствие расчётного значения годового электропотребления с практическими данными в 12,3%, что составляет 16200 кВт*ч в год. Результаты расчёта сети с учётом нелинейных характеристик используемого оборудования расходятся с практическими данными на 4.5%. Применение методики расчёта установившихся режимов в сетях наружного освещения с учётом нелинейных характеристик светодиодных светильников с использованием сертификационных данных позволяет снизить погрешность расчёта, использовать предупредительные меры по снижению уровней гармонических составляющих тока, выбрать рекомендуемое место фильтрокомпенсирующих устройств без дополнительного искажения показателя несинусоидальности тока в сети наружного освещения.

Рассматриваемый вопрос воздействия высших гармонических составляющих тока от светодиодных источников света на работу электрооборудования электроустановок потребителя является актуальным, т.к. высшие гармоники приводят к остановкам технологического оборудования, материальным затратам и нарушает экологическую безопасность окружающей среды.

Идея работы заключается в построении компьютерной модели электрической сети наружного освещения, в которой учитываются параметры используемого осветительного оборудования и работы светодиодных светильников, влияющие на показатели качества электроэнергии, с последующим определением спектра частот высших гармоник тока в любой точке рассматриваемой системы.

Цель работы: разработка методики расчёта установившихся режимов электрических сетей наружного освещения с учётом нелинейных характеристик светодиодных источников света.

Объект исследования: светодиодные источники света наружного освещения с нелинейной вольтамперной характеристикой ПРА.

Предмет исследования: взаимосвязь параметров высших гармоник тока, генерируемых электронной пускорегулирующей аппаратуры различных ИС в ЭСНО, с показателями качества электрической энергии.

Задачи исследования:

1. Анализ ПРА разрядных и светодиодных источников света, как источников гармонических составляющих тока;
2. Анализ существующих методик расчёта дополнительных потерь на несинусоидальность тока в сетях 0,4 кВ;
3. Исследования вольтамперных характеристик источников света и высших гармонических составляющих тока в осветительной сети;
4. Разработка программного комплекса по расчёту дополнительных потерь электроэнергии на несинусоидальность тока в электрических сетях наружного освещения с использованием метода четырёхполюсника;
5. Апробация разработанного программного комплекса на примере общегородской уличной осветительной сети, укомплектованной ИС с нелинейными характеристиками ПРА.

Методика исследования.

Для решения вышеперечисленных задач использованы гармонический анализ, теория четырёхполюсников, принцип суперпозиции в теории электрических цепей, математические численные методы (свойства решения интегральных уравнений, алгоритм нахождения собственных значений невырожденных матриц), теория линий с распределенными параметрами.

Для расчётов по разработанной методике, реализующей используемые методы, использован пакет программ MathCAD.

Научная новизна основных результатов диссертационной работы состоит в следующем:

1. Разработана математическая модель для однофазных и трехфазных групповых линий ЭСНО, позволяющая рассчитать гармонический состав тока на аппарате защиты групповой линии, с учётом гармоник тока питающей сети, и сертификационных характеристик используемого оборудования;
2. Разработана методика расчёта мощности, потребляемой групповой и питающей сетью наружного освещения, с учётом нелинейных характеристик светодиодных источников света;
3. Доказано, что количество светодиодных источников света в фазе групповой сети определяется мощностью и напряжением зажигания светодиодного источника света с учётом дополнительных потерь от несинусоидальности тока.

Практическая значимость полученных результатов состоит в разработке математической модели сетей наружного освещения для расчёта дополнительных потерь при несинусоидальности тока в групповых линиях и прогнозировании состава высших гармоник тока для выбора места установки компенсирующих средств с целью обеспечения нормируемого уровня гармоник.

Предложенная модель прогнозирования может быть использована для коммерческих расчётов в существующих осветительных сетях, для проектирования сетей с учётом нелинейных характеристик применяемого оборудования.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Алгоритм расчёта осветительных сетей, сочетающих линейные и нелинейные нагрузки, методом четырёхполюсников с использованием сертификационных данных, предоставляемых производителем осветительных приборов.
2. Программный комплекс по определению количества светодиодных светильников в наружных осветительных сетях с учётом нелинейности применяемой электронной пускорегулирующей аппаратуры.
3. Результаты экспериментальных исследований электропотребления в сетях наружного освещения, внедренные в ООО «Орехово-Зуевские электросети» г. Орехово-Зуево Московской области, подтвердили адекватность предложенной математической модели в области рассчитанной дополнительно потребляемой мощности вследствие нелинейных характеристик используемой нагрузки.

Апробация работы.

Основные результаты исследования апробировались на научно-технических и международных конференциях и семинарах: «Энерго- и ресурсоэффективность в энергобезопасности России» (Казань. 2007); «Электрификация металлургических предприятий Сибири. К 100-летию со дня рождения А.А. Фёдорова» (Москва, 2007); Четырнадцатой международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (Москва. 2008); международной научно-технической конференции «Энергетика 2008: инновации, решения, перспективы» (Казань. 2008).

Результаты исследований опубликованы пять статей, две из которых опубликованы в журнале «Промышленная энергетика».

Предложен комплекс мероприятий, направленных на улучшение показателей качества электроэнергии в области несинусоидальности тока в системах уличного освещения ООО «Орехово-Зуевская электросеть» г. Орехово-Зуево Московской области.

Структура и объём работы.

Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, общих выводов, списка используемых источников из 101 наименования. Работа изложена на 145 страницах машинописного текста, содержит 53 рисунка и 14 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулирована цель работы и решаемые в диссертации задачи, охарактеризованы научная новизна и практическая ценность результатов исследований, изложены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Анализ проблемы ЭМС в осветительных сетях с использованием светодиодной техники и обзор литературы по вопросам влияния несинусоидальности токов и напряжений на электрооборудование электрических сетей» проанализирована систематика электромагнитных помех по типу распространения. Определено место гармонических колебаний высших составляющих тока, генерируемых ЭПРА различных типов ИС, в классификации преобразователей и потребителей электрической энергии.

Выявлены особенности функционирования источников света различного принципа действия в групповых сетях наружного освещения. Для некоторых типов разрядных и светодиодных ИС представлены зависимости i(u), а также значения высших гармонических составляющих тока.

Показано влияние несинусоидальности тока на различные элементы систем электроснабжения, приведены формулы расчёта дополнительных потерь и используемые способы снижения уровня высших гармоник тока.

Определено, что сети наружного освещения работают в режимах, отличных от синусоидальных, обусловленных как наличием в групповой сети потребителей с нелинейной вольтамперной характеристикой, так и наличием потребителей, поставляющих высшие гармоники тока к точке общего присоединения. Это приводит к дополнительным потерям мощности и электрической энергии, а также снижению показателей КЭЭ. Повышение качества и снижение потерь электрической энергии в существующих сетях может быть достигнуто применением различных способов и технических средств.

Установлено, что в настоящее время проблема ЭМС в области соблюдения уровней высших гармоник тока для ЭСНО является актуальной. Способы устранения проблем применяются исходя из выявленных в процессе эксплуатации нарушений. Имеющиеся теоретические и экспериментальные исследования не позволяют осуществить прогнозирование уровней высших гармонических составляющих тока как на этапе проектирования, так и при выборе мер по их компенсации для эксплуатирующихся сетей. На основании проведённого анализа сформулированы выводы, цель и задачи исследования.

Во второй главе «Анализ существующих методик расчёта несинусоидальности кривых тока и напряжения в осветительных установках» представлены допущения и ограничения, принимаемые основополагающими теориям, описывающими процессы в сетях при наличии потребителей с нелинейной вольтамперной характеристикой:

• Диаметр проводников и расстояние между ними меньше длины волны;
• Между токами, протекающими по различным элементам линии, отсутствует взаимное влияние, наведённые токи не влияют друг на друга;

• Длина цепи много меньше длины волны, т.е. отсутствует эффект распространения (волновой эффект);
• Ток остаётся неизменным в пределах каждого элемента цепи.

При выполнении этих условий цепь может быть представлена сосредоточенными элементами (не имеющими размеров), соединёнными последовательно или параллельно в сеть, состоящую из узлов и ветвей, для которой составляются уравнения Кирхгофа. Искомые гармонические токи электрической цепи находятся прямым решением системы уравнений:

,

или матричного уравнения:

,

или , где - матрица комплексных сопротивлений электрической сети.

Методы, основанные на законах Кирхгофа в форме I=0 и U=0, применимы для расчёта нелинейных цепей и мгновенных значений переменных i и u. Все методы и принципы, основанные для резистивных элементов на пропорциональности току (закон Ома), неприменимы к нелинейным цепям. Вместо закона Ома необходимо пользоваться нелинейной зависимостью I(U) или U(I), поэтому невозможно использовать принцип наложения и вытекающий из него принцип эквивалентного генератора.

Рисунок 1(а)	Рисунок 1 (б)	Рисунок 2
Схемы преобразования четырёхполюсников.		Схема каскадного соединения четырёхполюсников.

Электрическая цепь, содержащая нелинейные и линейные элементы, должна быть разделена на линейную и нелинейную части, для каждой из которых применяются свои методы и принципы расчёта. Для единого описания предлагается применить метод четырёхполюсников.

Положим, что в первой ветви mn активного четырёхполюсника рисунке 1(а), есть источник э.д.с. 1, во второй ветви pq – нагрузка ZH, а в остальных ветвях (3-p), находящихся внутри четырёхполюсника, имеются или могут иметься источники э.д.с. k. Тогда, заменив по теореме компенсации сопротивление ZH на источник э.д.с. 2 рисунке 1(б), запишем выражения для токов I1 и I1:

.

Предположим короткое замыкание одновременно на зажимах mn и pq. При этом по первой ветви протекает ток , а по второй . Заменим вместо , а вместо - . Кроме того, заменим 1 на и 2 на . Получим:

.

Последние два уравнения отличаются от двух предыдущих только тем, что в их левых частях находятся и вместо и соответственно. Отсюда следует, что все уравнения, получающиеся в результате их преобразований, справедливы и для активного четырёхполюсника. Заменим на и на . Так, в А-форме уравнений пассивного четырёхполюсника соответствует А-форма уравнений активного четырёхполюсника:

.

Можно считать, линия с распределёнными параметрами может быть заменена симметричным четырёхполюсником. Каскадное соединение двух четырёхполюсников (рисунке 2) определяется по формуле:

.

Коэффициент искажения синусоидальности кривой тока можно определить, как отношение действующего значения тока первой гармоники (I01) к действующему значению сетевого тока (I0): . При кривая сетевого тока синусоидальна.

Таким образом, использование методов, основанных на использовании четырёхполюсников, позволяет в расчётах оперировать такими электрическими единицами, как блок или комплекс электроприёмников. При расчёте используются предварительно полученные данные о поведении исследуемых составляющих сети в зависимости от изменения входных параметров.

Для разработки методики прогнозирования уровней несинусоидальности тока требуется предварительный анализ несинусоидальности токов питающей сети и построение математической модели ЭПРА с нелинейными характеристиками при генерации токов высших гармоник в условиях снижения напряжения для существующих осветительных линий освещения.

В третьей главе «Разработка математической модели электрической сети с распределёнными параметрами с нелинейными нагрузками» произведено моделирование типовых четырёхполюсников для составляющих осветительной сети с линейными и нелинейными характеристиками. Разработана математическая модель расчёта ЭМО в области несинусоидальной формы кривой тока для групповой осветительной сети. Предложенный способ формирования математической модели позволяет перейти к моделированию режимов работы питающей сети.

В качестве среды для моделирования был выбран программный комплекс MathCad 13.0, позволяющей создавать собственные алгоритмы и функций, необходимые для расчёта индивидуальной задачи. Программирование производится путём использования операторов, аналогичных блок-схемам, что позволяет существенно сократить время расчёта, за счёт подбора или создания соответствующего алгоритма.

Моделирование осветительной сети осуществлялось на основе каскадного соединения двух типов четырёхполюсников (рисунок 3). Первый, изображённый на рисунке 3 (четырёхполюсник I), блок является схемой замещения передающей сети, второй (четырёхполюсник II) – блока ИС+ЭПРА. Использование параметров r0, g0, l0, с0 является следствием наличия в передающих сетях активных и реактивных потерь, а также токов утечки. Это означает, что сопротивление такого четырёхполюсника является нелинейным, т.е. различно для различных значений воздействующего несинусоидального напряжения.

Рисунок 3 - Представление блока сеть-светильник в виде двух составляющих

В таком случае возникает необходимость расчёта параметров A, B, C, D для частот всего исследуемого гармонического ряда. Значения каждой из переменных будет представлять собой одномерный массив, включающий по 40 значений. Матрица коэффициентов имеет вид:

где - номера гармоник.

Рисунок 4 - ЩНО ОС

В процессе моделирования формируется функция зависимости напряжения в начале цепи от напряжения в конце каскада четырёхполюсников U11= f(U2n). Процесс формирования функции происходит путём последовательного перечисления четырёхполюсников от конца каскада к его началу с добавлением соответствующих сопротивлений элементов в общую функцию.

В силу отсутствия в алгоритме численных значений, индивидуальных для источника света или проводника, данная методика может быть без преобразований применена не только для решения искомой задачи, а для ряда аналогичных задач.

Для дальнейшего решения необходимо решить обратную функцию и вычислить такое значение U2n при котором U11 будет равно известному напряжению сети UСЕТИ. Т.к. данная задача является требует решения уравнения, обратного сформированному, то при вычислении используются методы обратных итераций. Результатом является формирование столбцов векторов токов и напряжений на зажимах каждого блока ИС+ЭПРА.

Поскольку к каждой фазе, как правило, присоединено несколько отходящих линий (рисунок 4), то расчёт итогового искажения формы кривых тока на шине каждой из фаз осуществляется по формуле:

На основе математической модели разработан программный продукт «Rearx», исходными данными к которому являются: средняя горизонтальная освещённость покрытия дороги (категория улицы) и длина улицы, либо количество опор; удельные параметры применяемого проводника, количество часов использования ЭСНО в год и спектр гармонических составляющих тока питающей сети, а также такие паспортные характеристики ИС, как его тип, электрическую мощность и спектр гармонических составляющих тока.

На риснке 5 представлен лист «Вывода результирующих данных». Для используемого и предполагаемого к замене комплекта ИС+ЭПРА, программа позволяет рассчитать:

• вектор и модуль напряжения в конце линии;
• вектор и модуль тока в начале линии;
• модуль тока в начале линии, рассчитываемый без учёта нелинейности;
• расчётную величину дополнительных потерь мощности за счёт несинусоидальности тока для обоих вариантов;
• количество киловатт-часов, потребляемых за год (позволяет оценить стоимость расходуемой электроэнергии);
• процентное содержание тока первой гармоники от полного тока;
• номиналы автомата защиты, выбранные с учётом нелинейности нагрузки и без.

Рисунок 5 - Вывод результирующих данных

Проведённое математическое и компьютерное моделирование позволяет проводить исследования по режимам работы исследуемой сети и осуществлять прогнозирование влияния различных изменений параметров групповой сети на функционирование сети в целом.

В четвёртой главе «Оптимизация параметров расчёта групповых линий при расчёте осветительных сетей с нелинейными элементами» приведены результаты экспериментальных исследований по определению дополнительных затрат электроэнергии на токи высших гармоник в действующих сетях наружного освещения г. Орехово-Зуево Московской области. В результате проведённых исследований на примере ООО «Орехово-Зуевская электросеть» выявлены уровни искажения синусоидальности тока от используемых ИС и дополнительные потери электроэнергии, возникающие вследствие несинусоидальности тока.

Рисунок 6 - Расчётные кривые результирующих токи и мощности в ЩНО (ось абсцисс – время, с; левая ось ординат – значение тока, А; правая ось ординат – значения мощности, Вт).

Корректность предложенных формул подтверждается путём сравнения результатов расчёта с практическими данными, полученными на ООО «Орехово-Зуевская электросеть» для шести ЩНО, получающих питание от шести различных ТП. Учёт электроэнергии на сборке ЩНО осуществлялся приборами учёта электроэнергии типа СЭТ 4 - 1/2 М, измеряющим полную мощность, потребляемую групповой линией, класс точности 1,0. Расчёт производился для трёхфазной осветительной линии, имеющей по 20 ИС в каждой фазе. При расчёте с учётом нелинейности нагрузки допущение о нулевом сдвиге фаз высших гармоник, как наиболее тяжёлый вариант для сетей и электрооборудования. Разница в результатах расчёта составляет 4,5%, против 12,3%, получаемых при расчёте без учёта нелинейности нагрузки, для ИС типа ДНаТ-100, и 4,1% и 10,4% соответственно – для ДРЛ-150.

На рисунке 6. представлены графики мгновенного и действующего значения тока, протекающего через аппарат защиты, и кривая мощности для осветительной сети, укомплектованной ДНаТ-100: результирующий ток (жирная кривая), действующее значение тока (горизонтальная прямая) и мгновенное значение потребляемой мощности (пунктирная кривая).

Дополнительные потери электроэнергии на высшие гармоники тока для наиболее модернизированных ИС типа ДРЛ-150 превышают данные расчёта ЭСНО, проведённые без учёта нелинейности нагрузки, на 0,3%; для ДНаТ-100 – на 8,5%.

Рисунок 7 - Расчёт для ЭСНО, укомплектованной ИС типа ДРЛ-150

На рисунке 7 приведёна зависимость напряжения (левая шкала ординат) в конце линии от номера светильника (жирная убывающая линия). Напряжение зажигания для современной ДРЛ-150 составляет 180 В (горизонтальный мелкий штрих). Точка их пересечения (вертикальный мелкий штрих) - это теоретическое максимальное количество светильников в группе, которое для данного случая составляет 36 ед. для ДРЛ-150, 31 ед. – для ДНаТ-100 и более 40 ед. для светодиодного светильника. Вертикальными сплошными линиями показаны номиналы автоматов защиты для соответствующего количества источников света.

Жирным пунктиром показаны процентные значения коэффициента запаса, используемого при выборе номинала вводного аппарата защиты ЩНО относительно расчётного тока, полученного без учёта нелинейности нагрузки (правая шкала ординат). В своей минимальной точке он равен единице (или 100%). Т.е. это тот случай, когда действует прямой расчёт. Примечательно, что для разрядных источников света этот случай соответствует 20 источникам света в группе, что подтверждает требования ПУЭ. В остальных случаях для достижения необходимой точности необходимо пользоваться увеличивающим коэффициентом , учитывающим наличие высших гармоник тока.

Рисунок 8 - Расчёт для ЭСНО, укомплектованной ИС типа LZ-70

В отличие от разрядных ИС, светодиодные имеют минимальное значение рабочего напряжения в 150 В. Результаты расчёта для рассматриваемой модели-аналога ДНаТ-100, потребляющей 70 Вт (производитель ProSoft) приведены на рисунке 8.

В отсутствие других предписаний и исходя из моделирования, не зависит от количества ИС в групповой линии, а количество ИС в группе определяется исходя из падении напряжения в моделируемой сети и напряжением зажигания используемой модели СДС. Вместе с тем, дополнительные потери электроэнергии на высшие гармоники тока для исследуемого СДС составляют 13,3%.

Таким образом, расчёт мощности, потребляемой линией, укомплектованной светодиодными светильниками, должен производиться по формуле

,

где - коэффициент энергосбережения по несинусоидальности, вычисленный для рассматриваемого комплекта ИС+ЭПРА. Тогда в действительности сеть, состоящая из 20 СДС типа LZ-70 потребляет мощность, равную:

=70*20*1,133=1’586.2 Вт

вместо 72*20=1’400 Вт, полученных по обычному расчёту.

Коэффициент в этом случае имеет характер повысительного. Использование его в практике проектирования необходимо для наиболее точного выбора номинала аппарата защиты групповой линии и расчёта потребляемой электроэнергии для расчёта аналогичных сетей.

Вместе с тем данный показатель означает максимальное процентное значение от потребляемой установкой электроэнергии, которое можно выручить путём приведения ВАХ комплекта ИС и его ЭПРА к линейной функции, т.е. при применении на рассматриваемой линии всех возможных мер по компенсации несинусоидальности тока.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Разработанные модели сети наружного освещения рекомендуются для анализа режимов работы и расчётов потерь мощности в осветительных сетях с нелинейными характеристиками осветительного оборудования.
2. Предложенная модель учитывает характеристики питающей сети наружного освещения, что позволяет прогнозировать уровень гармонических составляющих тока на действующих и проектируемых объектах.
3. Установлено, что погрешность результатов моделирования с использованием предлагаемых моделей не превышает 5% от экспериментальных данных.
4. По результатам моделирования режимов работы сетей наружного освещения, содержащих источники высших гармоник, установлен коэффициент несинусоидальности тока в пределах: , позволяющий рассчитать дополнительные потери мощности в существующих осветительных сетях.
5. Предложенная методика позволяет разработать рекомендации по использованию в осветительных сетях светодиодных источников света, рассчитать коэффициент энергосбережения по несинусоидальности тока и мощность, потребляемую групповой линией с учётом нелинейных характеристик осветительного оборудования.
6. Разработанная методика позволяет повысить скорость процесса проектирования вновь создаваемых сетей наружного освещения.
7. Предложенная методика позволяет провести анализ существующих сетей наружного освещения с целью оценки эффективности капиталовложений при выборе мер по компенсации гармонических составляющих тока сети.
8. Разработанный программный продукт может быть использован для технико-экономических расчётов в существующих осветительных сетях наружного освещения для учёта нелинейных характеристик применяемого оборудования.
9. По результатам диссертационной работы в ООО «Орехово-Зуевская электросеть» предложен комплекс мероприятий, направленных на улучшение показателей качества электроэнергии в сетях наружного освещения. Ожидаемый экономический эффект состоит в уменьшении количества потребляемой электроэнергии на 5,3%, что составляет 16’200 кВт*ч в год для двенадцати групповых осветительных линий, укомплектованных источниками света типа ДнаТ-100 в количестве 720 шт.

Основные положения диссертации изложены в следующих опубликованных работах:

1. Гужов С.В. О применении светильников со светодиодами в уличных осветительных установках.// «Промышленная энергетика» №1, 2008.
2. Гужов С.В. Методика расчёта несинусоидальных режимов в сетях уличного освещения с полупроводниковыми управляющими устройствами.// «Промышленная энергетика» №10, 2008.
3. Титова Г.Р., Гужов С.В. Моделирование построения электротехнического комплекса.// Всероссийская научная конференция «Системы управления электротехническими объектами (СУЭТО-2005)». Тула. 2005.
4. Титова Г.Р., Гужов С.В. Светодиодные технологии в уличном освещении городов.// Энерго- и ресурсоэффективность в энергобезопасности России. Пленарные доклады, материалы юбилейной международной научно-технической конференции. Казань. 2007.
5. Титова Г.Р., Гужов С.В. Использование светодиодов для освещения административно-офисных зданий.// Электрификация металлургических предприятий Сибири. К 100-летию со дня рождения А.А. Фёдорова. Москва, 2007.
6. С. Гужов, А. Полищук, А. Туркин. Концепция применения светильников со светодиодами совместно с традиционными источниками света.// СТА «Современные технологии автоматизации» №1, 2008.
7. Титова Г. Р., Гужов С.В., Китов П.А. Расчёт нелинейных установившихся режимов в сетях уличного освещения.// Международная научно-техническая конференция «Энергетика 2008: инновации, решения, перспективы».